반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 차세대 전기자동차(EV)의 핵심 기반으로 새롭게 부상 중인 전기 드라이브트레인 및 도메인 중심의 무선(over-the-air) 업데이트 시스템을 위해 새로운 마이크로컨트롤러(MCU)를 출시했다. ST의 새로운 스텔라 P(Stellar P) 자동차용 MCU는 특히 차세대 전기자동차를 지원하기 위한 것으로, 차량 내 대규모 데이터 플로우의 생성, 처리, 전송이 증가함에 따라 새로운 CAN-XL 차량용 통신 표준을 탑재하는 2024년형 자동차에 맞춘 업계 최초의 적합성 인증 디바이스이다. 이 기술이 적용된 새로운 차량 플랫폼은 증가하는 데이터 플로우를 처리해 차량이 최고 성능으로 동작하게 해준다.

ST의 오토모티브 및 디스크리트 부문 부사장이자 전략적 비즈니스 개발과 오토모티브 프로세싱 및 RF 사업본부장인 루카 로데스치니(Luca Rodeschini)는 “전력 효율적인 실시간 자동차용 마이크로컨트롤러인 스텔라 P6은 모션 제어 및 에너지 관리 도메인의 첨단 통합 기능과 액추에이션 기능을 결합한다. 이로써 기존의 ICE/EV에서 소프트웨어 정의 차량의 새로운 드라이브트랙션(Drive-Traction) 아키텍처 패턴으로 원활하게 전환할 수 있다”며, “자동차 산업이 2024년형 신차 플랫폼 개발에 돌입함에 따라, ST는 이 새로운 마이크로컨트롤러를 통해 플랫폼 개발과 차량 생산 단계로의 간편한 이행을 지원하게 된다”고 밝혔다.

자동차 제조업체는 차량에 추가되는 새로운 기능(전기화, 첨단 안전, 보조 및 자율주행)의 복잡성과 성능을 관리하고자 차세대 자동차 플랫폼을 소프트웨어 정의 차량으로 전환하고 있다. 이러한 전환을 위해서는 차량용 플랫폼 아키텍처를 전면적으로 혁신해야 한다. 핵심 변화로는 각각의 소형 서브 시스템을 관리하는 여러 ECU(Electrical Control Unit)에서 다중 기능을 갖춘 도메인 또는 존 컨트롤러로의 전환이 있다. 이러한 컨트롤러는 다양한 차량 시스템의 소프트웨어 통합도 관리해야 한다. 처리 성능의 향상과 핵심 기능의 통합을 실현하는 스텔라와 같은 차세대 자동차 등급 MCU로 안전과 성능이 보장된다. 전자 시스템으로 완전 구동되는 소프트웨어 정의 차량에서 스텔라는 모든 시스템의 완전 동기화된 동작과 안전한 무선 소프트웨어 업그레이드를 제공해 유지보수 및 지속적 성능 개선을 지원한다.

스텔라 P6은 전력 효율적인 28nm FD-SOI 기술로 ST의 자체 웨이퍼 팹에서 제조돼, 최대 20Mbyte의 비휘발성 PCM(Phase Change Memory)을 내장하고 있다. 또한, ST의 PCM은 고온 동작, 방사선 경화, 데이터 보존 등 자동차 산업의 엄격한 요건에 따라 개발 및 테스트됐으며, 플래시에서 사용할 수 없는 단일 비트 덮어쓰기 기능으로 보다 빠른 액세스 시간도 제공한다. 뿐만 아니라 다운타임이 없는 무선 업데이트는 유효성이 확인될 때까지 새로 다운로드한 소프트웨어 이미지에 메모리 공간을 동적으로 할당해 메모리를 절감하는 획기적인 메커니즘을 활용한다. 이는 나머지 메모리가 구동 중인 애플리케이션을 실시간으로 계속 실행하는 동안 이뤄진다.

ST의 스텔라 P6 MCU는 최대 6개의 Arm Cortex R52 프로세서 코어가 포함돼 있으며, 일부는 락스텝(Lockstep)에서 일부는 스플릿-락(Split-Lock) 모드에서 동작해 페일세이프 리던던시(Failsafe Redundancy)를 제공한다. 이를 통해 새로운 디바이스는 차세대 자동차 드라이브트레인, 전기화 솔루션, 도메인 중심 시스템에 고성능, 실시간 결정성, 업그레이드 기능을 제공할 수 있다. 스텔라 P6은 리소스 액세스에 대한 방화벽과 Cortex-R52 기능을 사용해 하드웨어 가상화(샌드박싱)를 관리한다. 이는 동일한 칩에서 다중 소스 소프트웨어의 개발과 통합을 간소화하면서 동시에 안전한 격리 및 성능을 가능케 한다.

아키텍처의 모든 레벨에서 실행되는 최첨단 안전조치는 ISO 26262 ASIL-D 기능의 가장 효율적인 구현을 보장해 준다. 또한, FD-SOI 기술은 본질적으로 방사선에 대한 준면역성을 지원하기 때문에 가장 엄격한 안전 표준을 준수하면서도 시스템 비가용성에 대한 탁월한 보호 기능도 제공한다.

락스텝에서 동작하는 암호화 엔진으로 확장된 고속 하드웨어 보안 모듈(HSM: Hardware Security Module)은 보안 ASIL D 기능을 지원하고, 강화된 EVITA 완전 보안 기능을 구현한다. 고속 보안 암호화 서비스와 안전한 네트워크 인증도 제공해 제조업체 펌웨어는 물론, 최종 사용자의 데이터를 더욱 안전하게 보호한다.