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차량용 애플리케이션에서 PD용 USB Type-C로 마이그레이션하는 방법 ①

인포테인먼트(Infotainment) 개념의 도입은 자동차 제조업체에게 많은 변화를 가져왔다. 인포테인먼트란 차량의 기능적·비기능적 시스템을 서로 긴밀하게 통합하는 개념으로 이는 새로운 운전자용 인터페이스를 만들어 냈으며 휴대폰만큼 인간이 기술과 상호 작용하는 방식에 상당한 영향을 미치고 있다. 

기존의 표준 프로파일과 사용자가 업그레이드할 수 있는 오디오 시스템(대체로 독립형)은 차량의 제조 단계에서부터 장착돼 나오는 시스템으로 대체되고 있는 것을 볼 수 있다. 

이들은 훨씬 더 다양한 기능을 제공하는 것은 물론 네비게이션까지 포함되면서 급속히 발전하고 있으며, 점차적으로 온도 제어와 같은 차량 내 다른 시스템의 제어 기능을 통합하고 있다. 

첨단운전자지원시스템(ADAS)의 전신인 후방 카메라와 같은 안전 기능은 인포테인먼트의 핵심 중 하나로 떠올랐다. 또한 그 기능이 점점 확대되고 있는 인포테인먼트 시스템에서 휴대폰은 매우 필수적인 요소로 활용되고 있다.

블루투스가 여전히 중요한 역할을 하고 있지만, USB 인터페이스 덕분에 이제는 휴대폰을 자동차에 연결하고 미디어에 액세스하고, 정보를 문의하거나 전화를 걸기가 쉬워졌다. USB를 차량에 유선으로 연결해 얻을 수 있는 추가적인 혜택은 분주한 아침 출근 시간이나, 여유롭게 드라이브를 즐기면서 휴대폰의 배터리를 충전할 수 있다는 것이다. 

대부분의 스마트폰 배터리가 한 번의 충전으로 하루 종일 지속되기는 어렵다는 점을 고려하면, USB 인터페이스의 편리함을 과소평가할 수 없다. USB 인터페이스가 발전함에 따라, 운전자들은 차량 내 기능도 똑같이 진화할 것이라 기대하고 있다. 

[source=pixabay]

하지만 자동차 산업은 소비재 산업만큼 발전 속도가 빠르지 않다. 따라서 USB Type-C 같은 새로운 커넥터의 도입은 차량 제조업체들이 실질적인 도전 과제를 해결하는데 중대한 영향을 미칠 것이다.

자동차 제조업체들은 커넥터 프로파일이 변화하고 있다는 점을 간과해서는 안 된다. 휴대폰의 업그레이드 주기는 자동차보다 훨씬 빠르므로 소비자들은 약간의 기다림은 감수할 수 있다. 

그러나 소비자들이 새로운 패밀리카를 선택할 경우에는 최신 USB 인터페이스 지원 여부를 우선순위에 둘 것이다. 새로운 표준을 통해 차량 내에서 여러 디바이스를 충전할 수 있기 때문이다. 

휴대폰은 물론 노트북, 비디오 카메라, 태블릿 등 보다 높은 수준의 전력이 필요한 디바이스들도 USB Type-C를 통해 모두 전원이 공급되고 충전될 수 있다. 

핵심을 제공하는 BMC(Biphase Mark Code)
USB 연결로 최대 100W의 전원을 공급하거나 충전하는 기술은 해당 사양의 PD(Power Delivery) 부분에 달려있다. 이는 해당 수준의 전력을 제공할 수 있는 전원 공급과 연결된 장치의 요구사항을 해석할 수 있는 USB 컨트롤러가 필요하다. 

전력 공급은 USB 사양에 있어 중요한 측면이었지만, 현재는 Type-C 커넥터나 USB 3.x 인증 케이블을 사용해 높은 전력 수준을 달성할 수 있다.

Type-C 연결은 방향 전환이 가능해 사용자 입장에서는 편리하지만 개발자들에겐 복잡함을 가중시킨다. 

오리엔테이션은 커넥터에 두 개의 전용 핀이 있는 새로운 설정 채널(CC)로 관리되며, 연결 장치가 공급하거나 충전할 전원의 양을 조정할 수 있도록 한다. 이 채널에서 사용되는 프로토콜은 BMC(Biphase Mark Code)라는 차등 맨체스터(Manchester) 인코딩 형식이다. 

USB IF(Implementer Forum)은 PD 프로파일을 10W, 18W, 36W, 60W, 100W의 다섯 가지로 정의했다. BMC 프로토콜을 사용하면 USB Type-C 인터페이스로 두 장치 간 전원 프로파일 교환이 가능하다. 

인코딩 방식은 절대 수준이 아닌 로직 수준을 나타내기 위해 트랜지션을 사용하며 자체 클록 신호를 통합해 동기화를 더욱 간단하게 만든다. 그러나 BMC 프로토콜은 까다로운 전기 환경에서 안정적으로 신호를 디코딩 할 수 있는 물리적 인터페이스를 기반으로 하며 전기 환경이 차량보다 더 까다로운 경우는 거의 없다.

 

글 : 피트 채드번(Pete Chadbourne) / 제품 라인 시니어매니저 / 온세미컨덕터

 

최태우 기자  taewoo@itbiznews.com

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