“특수 IP블록인 FPGA…전장시스템 설계 단에서 활용 가능성, 무궁무진”

최태우 기자 / 기사승인 : 2020-01-17 00:05:35
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[오토모티브월드 2020] 윌라드 투 자일링스 디렉터, “차세대 실리콘 버샬, FPGA 가능성 넘어설 것”

▲ 자일링스와 자일론(Xylon)이 개발한 자율주행 개발보드 '드라이브-XA(DRIVE-XA)' [IT비즈뉴스(ITBizNews) DB]

“FPGA의 가능성은 무궁무진하다. 백지처럼 다양한 도면을 작성할 수 있고, 그 즉시 고치고 수정할 수도 있다. 전력소모는 적고 확장성은 무궁무진하다. 전력비 성능, 다양한 IO와 실시간 프로세싱 등 자율주행(AD)을 포함해 전장시스템 디자인 단에서 요구되는 다양한 기술 이슈에 대응하는 최적화된 기술이다.”

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 16일(현지시간) 도쿄국제전시장(BIG SIGHT) 일대에서 개최 중인 오토모티브월드(AUTOMOTIVE WORLD) 2020 전시회 현장에서 만난 윌라드 투(Willard Tu) 자일링스 오토모티브 사업부 시니어디렉터가 IT비즈뉴스(ITBizNews) 기자에게 한 말이다.

자일링스(Xilinx)가 자율주행(AD) 애플리케이션 개발 단에서 요구되는 이슈에 부합되는 FPGA/ACAP 베이스 개발보드를 대거 공개했다. 지난해 10월 캘리포니아 산호세에서 열린 개발자대회(XDF) 현장에서 최초 실물을 공개한 TSMC 7나노(nm) 공정으로 양산되는 버샬(Versal) AI코어 개발보드(VCK190)의 데모도 최초로 공개됐다.

세부전시회 중 하나인 카일렉(Car-ELE) 부문에 부스를 마련한 자일링스는 징크(Zynq) FPGA와 16나노(nm) MPSoC 기반의 센싱솔루션을 공개 시연했다.

호주에 본사를 둔 싱머신(SeeingMachine)이 개발한 운전자모니터링시스템(DMS)인 포비오(Fovio), 2개의 MPSoC를 베이스로 구동되며 카메라(센서)입력 단에서의 데이터 집계와 전처리, 배포(DAPD)를 단일보드에서 지원하며 실시간 객체인식을 지원하는 자율주행 개발보드인 자일론(Xylon) 드라이브-XA(DRIVE-XA)와 같은 협력사와 공동개발한 애플리케이션도 전시됐다.

전면에는 FPGA 블록이 탑재된 차세대 실리콘인 버샬 개발보드도 전시돼 눈길을 끌었다. 추론연산에 최적화된 버샬 AI코어는 3개 핵심 프로세싱 엔진과 네트워크온칩(NoC), IO·메모리(DDR/HBM)·RF-ADC/DAC를 포함하는 프로토콜엔진이 원칩으로 구성된 솔루션이다.

하드웨어 패브릭 기반의 적응형엔진(Adaptable Hardware Engines)을 지원하면서 사용자정의 메모리 계층 구조를 사용할 수 있다. 스칼라엔진(Scalar Processing Engines)은 ARM-A72, Cortex-R5로 구동되며 컨트롤러(Platform Management Controller)가 탑재됐다. 프로그래머블 DSP엔진과 AI 연산에 최적화된 전용 IP로 AI 추론에 최적화됐다는 게 사측 설명이다.

개발주기가 긴 관련 시장에서 본격적인 양산을 앞둔 만큼 전용 개발키트, 최근 공개한 최적화 소프트웨어(SW) 플랫폼 ‘바이티스(Vitis)’를 앞세워 경쟁력 확장에 나선다는 계획이다. 설계디자인의 복잡성과 안전성 이슈에 대응하며, 빠르게 고도화되는 AI 알고리즘 이슈에는 FPGA의 장점인 유연성으로 능동적으로 대응하겠다는 전략이다.

현장에서 만난 윌라드 투 디렉터는 “다수의 SoC, ECU가 탑재되는 전장시스템에 컨트롤러로 FPGA가 활용되고 있다. 전력-효율-대응력 모두 최적화할 수 있기 때문이다. AD 애플리케이션이 빠르게 증가하고 기술 고도화도 진행되면서 데이터 처리에 능동적으로 대응할 수 있는 실리콘(칩)이 필요하다. 특수반도체이자 범용으로 활용할 수 있는 FPGA를 다양한 전장시스템에 적용할 수 있도록 지원하면서 시장에서 발생하는 이슈에도 적극 대응할 계획”이라고 말했다.
 

▲ 윌라드 투(Willard Tu) 자일링스 오토모티브 사업부 시니어디렉터 [IT비즈뉴스(ITBizNews) DB]


- 아래는 윌라드 투 시니어디렉터와의 일문일답 -


Q. FPGA는 특수 IP블록이다. 장점도 있으나 단점도 있다
A.
FPGA는 흰 도화지와 같다. 뭐든 그릴 수 있고 수정할 수 있다. 원하는 그림(설계디자인)을 진행하면서 수정이 필요할 때 즉시 수정(기술 이슈에 대응)할 수 있다. 전력소모도 적다. 다양한 SoC와 ECU 간 컨트롤러로 산업군에서 활용돼 왔다. 이러한 특수한 블록을 심은 차세대 모델이 버샬이다. 우리는 적응형 플랫폼(ACAP)이라고 부른다.

반도체 미세공정기술이 발전하면서 칩 하나에 많은 걸 심을 수 있다. 자일링스는 FPGA에서 시작한 기업이다. 관련 기술에 대해선 독보적이라고 말할 수 있겠다. 센서(카메라)에서 수집된 대용량 데이터를 처리하기 위한 고수준의 연산처리가 필요한 특수한 IP블록이 필요하다. 실시간 AI연산에 최적화된 프로세싱 능력과 고대역폭 IO, NoC 모두를 심은 단일칩이 버샬이다.

Q. 관련 업계에서의 기술적인 강점은 뭐라 생각하나
A.
FPGA의 강점을 활용한 자일링스의 솔루션의 강점은 확장성과 적응력이다. 다양한 기업들이 자일링스의 솔루션을 기반으로 전장시스템을 개발하고 있다. 중국 바이두의 자율주행 플랫폼인 ‘아폴로(Apollo)’ 프로젝트 내의 자동주차시스템(AVP)을 구현하는 핵심 솔루션으로 16나노 징크 MPSoC가 탑재됐다.
 

▲ 자일링스는 버샬(Versal) AI코어 개발보드(VCK190)의 데모를 부스 전면에 내세웠다. [IT비즈뉴스(ITBizNews) DB]

이달 초 한국기업인 텔레칩스도 14나노 돌핀 SoC 기반의 차량용 인포테인먼트시스템(IVI)와 객실 내 모니터링시스템(ICMS) 간 통합을 위해 자일링스의 솔루션을 채택했다.

다양한 이슈에 즉시 대응 가능하며(FPGA) 실시간 AI연산 처리를 지원하며(AI엔진) 소모전력 대비 성능이 높은, 기술적인 이슈와 비용적인 이슈를 효율적으로 대응하면서 디자인할 수 있는 솔루션이 자일링스의 FPGA, ACAP이라고 말할 수 있겠다.

Q. 기술리더십과 안전성 모두 중요하다. 또 아시아시장은 어떻게 보나
A.
기술의 경우, 이는 매우 명확하게 설명할 수 있다. 앞서 말대로 FPGA는 백지다. 새로 집을 만드는 것처럼 무엇이든 설계할 수 있다. 라이프사이클 안에서 보면 비용을 절감할 수 있는 부분이다.

기능안전 이슈에 대해서는, 매년 주기적으로 이와 관련된 워크샵을 각 지역별로 주기를 갖고 진행하고 있다. 하나의 기능에 문제가 발생하더라도 구동에 문제가 없어야 하는 게 전장시스템이다. 이러한 면에서는 FPGA 자체가 워치독이라고 할 수 있다. 논리구조가 복잡하게 연결된 시스템 환경에서 FPGA를 독특하게 활용하는 방법 중 하나다.

아시아지역은 관련 부문에 대한 투자나 시장동향이 매우 빠르게 움직인다. 중국이 특히 그렇다. 일본과 중국은 신경망 개발에 많은 관심을 두고 있는 것으로 보인다. AI 기술 고도화도 빠르게 진행되고 있다. 관련 시장도 단계적으로 점차 커질 것으로 본다. [도쿄=일본]

 

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