NXP S32G: 차세대 커넥티드 차량을 위한 통합 게이트웨이

라스베이거스 — NXP 세미컨덕터가 레이 코닌(Ray Cornyn) 차량 동역학 제품 VP 겸 GM에 따르면 자동차 마이크로프로세서와 엔터프라이즈 네트워크 프로세서의 단일 칩 융합인 S32G를 공개했다. S32G는 커넥티드 카의 중앙 게이트웨이 역할을 하며, 엔터프라이즈급 네트워킹, 고급 ADAS 지원, 견고한 보안 통신을 제공한다.

NXP S32G의 구성 (출처: NXP 세미컨덕터)

S32G 내부를 자세히 살펴보면 2021년 이후 차세대 차량에 대한 자동차 OEM의 위시 리스트가 드러난다.

위시 리스트에는: 테슬라처럼 무선(OTA) 소프트웨어 업데이트로 차량을 "소프트웨어 업그레이드 가능"하게 만들기, 새로운 도메인 기반 차량 아키텍처로의 전환(ECU 통합), 보안 기능 강화(침입 탐지/모니터링 포함), 클라우드에 지속적으로 의존하지 않고 에지에서 데이터 분석하는 차량 능력, ASIL D로 업그레이드된 안전이 포함된다.

"커넥티드 차량"에서 자동차 OEM들은 구독 모델과 사용 기반 보험을 포함한 새로운 비즈니스 기회를 찾고 있다.

"이러한 새로운 비즈니스 기회와 역량을 차세대 차량에 가져오는 것은 전 세계 자동차 OEM들의 추세입니다."라고 NXP의 차량 네트워크 프로세서 제품 라인 관리 디렉터 브라이언 칼슨(Brian Carlson)은 말했다.

소프트웨어 업그레이드 가능한 자동차가 자동차 산업의 목표라면, S32G는 자동차 OEM들을 그 목표에 한 걸음 더 가깝게 데려다주도록 설계된 것 같다.

VSI 랩스(VSI Labs) 창립자 겸 수석 필 매그니(Phil Magney)는 S32G가 "중앙화된 도메인 처리로의 게이트웨이 역할을 하도록 설계되었으며, 이는 소프트웨어 정의 자동차의 지원 아키텍처입니다. 게다가 새로운 차량 아키텍처는 여러 인터페이스를 통해 엄청난 양의 데이터를 지원해야 합니다."라고 관찰했다.

그는 "지금까지 네트워킹은 다소 사후 고려사항이었습니다. 하지만 현실에서는 차량 내에 많은 데이터가 이동하므로 매우 중요합니다. S32G는 모든 배관과 관련된 보안, 타이밍, 안전 요구사항을 처리할 수 있습니다."라고 지적했다. 많은 네트워크 컨트롤러가 주요 칩 공급업체와 티어원들에 의해 설계되었지만, 기존 네트워크 프로세서 중에서 "S32G처럼 모든 것을 한 칩에 집약한 것은 본 적이 없습니다."라고 덧붙였다.

새 프로세서는 이미 샘플링 중이며, 자동차 OEM들이 현재 S32G를 테스트하고 있다고 칼슨은 말했다. 주요 자동차 업체들 사이에서 S32G의 매력을 보여주기 위해 NXP는 보도자료에서 아우디(Audi)의 ECU 개발 자율주행 디렉터 베른하르트 아우구스틴(Bernhard Augustin)의 말을 인용했다: "우리는 S32G 프로세서의 네트워킹, 성능, 안전 기능의 독특한 조합이 차세대 ADAS 도메인 컨트롤러에 사용하기에 이상적임을 발견했습니다."

S32 프로세서 제품군

S32G는 고성능 MCU, MPU, 애플리케이션별 가속, 인터페이스의 통합 아키텍처를 기반으로 한 NXP의 S32 프로세서 제품군의 일부다.

S32 제품군은 확장 가능하도록 설계되어 개발자가 애플리케이션 플랫폼 전반에서 균일한 환경에서 소프트웨어를 생성할 수 있게 한다.

목표는 개발자가 비용이 많이 드는 R&D 작업을 재사용하여, 자동차 산업이 향후 몇 년간 급속한 차량 아키텍처 변화에 대처함에 따라 시장 출시 시간을 단축하는 것이다.

NXP는 플랫폼이 "차량 전반의 여러 애플리케이션 공간에서 자동차 품질, 신뢰성, ASIL D 성능을 유지한다"고 밝혔다.

차량 네트워크 프로세서

첫째, S32G는 전례 없는 수준의 네트워킹과 처리 능력을 제공한다.

아래 블록 다이어그램에 표시된 바와 같이, S32G 프로세서는 록스텝 Arm Cortex M7 마이크로컨트롤러 코어와 Arm Cortex-A53 애플리케이션 코어 클러스터를 록스텝으로 구성하는 업계 최초 기능을 통합한다.

차량 내부에서 수집되고 전송되는 데이터 양이 기하급수적으로 증가함에 따라, 프로세서의 자동차 네트워크와 이더넷 패킷 가속 능력은 점점 더 중요해지고 있다고 칼슨은 설명했다.

네트워킹 프로세서의 대용량 데이터 처리 능력을 자랑하는 것은 한 가지지만, 칩이 실제로 데이터 처리를 가속화할 수 있는지는 완전히 다른 이야기다. 가속화 없이는 차량 네트워크가 쉽게 병목되어, 자동차 OEM들이 요구하는 결정론적 네트워크 성능으로 새로운 차량이 중요한 서비스를 제공하는 것을 불가능하게 만든다고 칼슨은 지적했다.

S32G 프로세서는 통신 엔진이 낮은 레이턴시를 달성할 수 있도록 전송 레이어를 오프로드하도록 설계되었다고 그는 언급했다. S32G는 자동차 및 이더넷 네트워크를 위한 "네트워크 가속 블록"을 특징으로 한다.

S32G 네트워크 기능에는 20× CAN/CAN FD 인터페이스, 4× 기가비트 이더넷 인터페이스, PCI Express Gen 3 인터페이스가 포함된다.

비교하자면, 매그니는 테슬라가 "6개 CAN 채널, 4개 이더넷 채널, 카메라용 8개 시리얼 라인을 지원한다"고 언급했다. 테슬라를 "미래 차량 아키텍처의 대리"라고 부르며, "놀랍게도 NXP가 테슬라에 이더넷과 CAN 컨트롤러를 공급한다"고 말했다.

S32G 내부에 통합된 다른 주요 기능은 보안과 안전이다.

S32G는 다른 모든 S32 플랫폼 프로세서처럼 고성능 하드웨어 보안 가속과 공개 키 인프라(PKI) 지원을 내장하여 신뢰할 수 있는 키 관리를 가능하게 하며, 이는 하드웨어 보안 엔진(HSE)에 의해 활성화된다. 방화벽 처리된 HSE는 시큐어 부트를 지원하고 시스템 보안 서비스를 제공하며 사이드 채널 공격을 방어하는 신뢰 루트다.

안전 측면에서, S32G 프로세서는 록스텝 Arm Cortex M7 마이크로컨트롤러 코어와 Arm Cortex-A53 애플리케이션 코어 클러스터를 록스텝으로 구성하는 업계 최초 기능을 포함하여 완전한 ASIL D 능력을 제공한다. 이는 고수준 운영체제와 더 큰 메모리 지원으로 새로운 수준의 안전 성능을 허용한다.

S32G의 다재다능함

NXP의 칼슨은 S32G의 아름다움은 그 다재다능함에 있다고 지적했다. S32G는 게이트 프로세서부터 도메인 컨트롤러, ADAS 안전 프로세서까지 차량 내 다양한 위치에서 사용될 수 있다.

차량 내 S32G 사용 위치 (출처: NXP)

VSI 랩스의 매그니는 "S32G는 여러 칩을 하나로 통합하므로 많은 AV 또는 ADAS 도메인 컨트롤러와 상호 보완적입니다."라고 관찰했다. 그는 "그렇지 않으면 S32G의 기능이 차량 내 모든 데이터 트래픽을 처리하기 위해 여러 트랜시버와 컨트롤러에 분산될 것입니다. S32G는 차량 내부를 통과하는 모든 데이터를 지원하는 데 필요한 모든 중요한 타이밍 요소, 메모리, 보안, 네트워크 가속기도 포함합니다."라고 덧붙였다.