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차체 제어 모듈, 모든 차의 중요 요소
정환용 기자 | 승인 2017.11.24 10:52

[EPNC=정환용 기자] 자동차에서 전자 장비는 갈수록 더 많은 역할을 맡고 있으며, 자동차에서 필요로 하는 전자 장치의 양도 빠르게 증가하고 있다. 편의성, 안전성, 도구, 맞춤화된 운전 경험과 관련된 기능들이 하루가 다르게 증가함에 따라, 자동차 전자 시스템에 대한 요구도 높아지고 있다.

차체 제어 모듈(BCM)은 신호를 통해 차량 내 다양한 기능들을 제어한다. 차체 제어 모듈은 ▲도어 록 ▲차임벨 제어 ▲내·외부 조명 ▲보안 기능 ▲와이퍼 ▲방향 표시등 ▲전원 관리 등 다양한 차량 기능들을 관리한다. 자동차의 전자 아키텍처로 연결되는 BCM은 다수의 플러그인 접점과 케이블 하네스를 줄이는 동시에, 최대 신뢰성과 경제성을 제공한다.

다양한 BCM 기능에 대한 수요가 커지면서 케이블 하네스의 양도 함께 증가하고 있다. 오바 기요츠구(Kiyotsugu Oba)의 “차세대 자동차의 와이어링 하네스”에 따르면, 오늘날 일반 전자 와이어를 사용하는 소형차의 와이어링 하네스 총 무게는 약 30Kg에 달하는 반면, 1970년대에는 단 몇 킬로그램 밖에 되지 않았다. BCM은 버스 시스템을 위한 인터페이스를 제공함으로써 차량 내 배선 양을 줄여 비용을 크게 낮춰준다.. 제품 예산의 약 80%는 BOM 단계, 즉 개발 초기 단계에 결정된다.

 

BCM 시장 트렌드
현재 시장 트렌드는 중앙집중화다. 중앙집중형 아키텍처는 분산형 아키텍처에 비해 더 적은 모듈로 더 많은 기능들을 지원한다. 중앙집중형 아키텍처의 장점은 네트워킹 간소화, 높은 비용 효율성, 그리고 하네스 무게를 줄여주는 전제 제어 유닛(ECU)의 최적화다. 무게 감소는 제조비용을 낮출 뿐만 아니라 연비를 향상시켜 제조사와 소비자 모두에게 유익하다.

오늘날의 중앙집중형 아키텍처로 인해 마이크로컨트롤러(MCU)가 자동차 내 스위치와 센서들을 연결하기 위한 입출력(I/O)이 부족해지고 있다. 복잡한 설계 아키텍처의 경우 중앙 BCM으로 60~120개의 스위치 연결이 요구된다. 이 문제를 해결하는 방법 중 하나는 개별 부품을 더해 I/O를 제공하는 것이다. 하지만 이럴 경우 보드 설계에 더 많은 부품이 필요해져, 배선을 줄여서 아낀 비용이 전자 장치 비용으로 지출된다.

한 가지 방법은 TIC12400-Q1이나 TIC10024-Q1 같은 통합 MSDI 솔루션을 사용하는 것이다. 이들 MSDI 제품은 첨단 접점 모니터링 제품으로서, [그림 1]과 같이 24~56개 스위치 접점의 개폐를 감지한다.

[그림 1] TIC12400-Q1을 사용한 BCM 구현

MSDI 디바이스는 통합 아날로그 디지털 컨버터(ADC)·비교기를 사용해 외부 스위치 상태를 감지한 후 MCU에 보고한다. TIC10024-Q1과 TIC12400-Q1의 가장 큰 차이점은 TIC12400-Q1이 스위치 매트릭스 폴링 기능과 통합 ADC를 보유하고 있는 것으로, 아날로그 및 다중 임계값을 처리할 수 있다. 이 모든 기능은 시스템 비용을 낮출 뿐만 아니라 맞춤형 BCM을 위한 설계 유연성을 통해 결정적인 비교우위를 제공한다.

 

BOM 및 보드 크기 감소
TIC10024-Q1과 TIC12400-Q1 같은 디바이스는 많게는 120개 소자를 제거할 수 있다.

[그림 2] TIC12400-Q1 vs. 디스크리트 구현

TIC10024-Q1과 TIC12400-Q1은 정전 방전(ESD) 보호(±8kV), 역 배터리 보호와 과도 펄스 보호 기능 역시 포함하고 있다. 외부 보호 부품이 불필요하므로 BOM 비용과 보드 크기가 줄어든다. 또한, 하드웨어와 소프트웨어 복잡성을 줄여 신뢰성을 높임과 동시에 확장성은 로우엔드, 중급형, 하이엔드 플랫폼을 이용할 수 있게 한다.

[그림 3] 디스크리트 솔루션 vs. MSDI 디바이스

MSDI 디바이스는 오늘날 BCM 트렌드를 완벽하게 충족하는 지능적인 기능들을 통합함으로써, 많은 비용을 들이지 않고도 컴포트 전자장치를 통합할 수 있게 해준다.

 

작성: 텍사스 인스트루먼트

#텍사스인스트루먼트#TI#자동차#모듈

정환용 기자  hyjeong@epnc.co.kr

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