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AUTOSAR Classic으로 무선 소프트웨어 업데이트를 성공적으로 구현하는 방법

차량내에 적용되는 다양한 OTA 접근 방식을 알고 있습니까?

OTA 업데이트 전략 비교 

이제 OTA(Over-The-Air) 소프트웨어 업데이트는 많은 전자 제품의 필수 요소입니다. 스마트폰과 태블릿의 어플리케이션은 거의 매일 OTA 업데이트가 이뤄지고, 최종 유저가 직접 장치의 펌웨어뿐만 아니라 어플리케이션을 쉽게 지속적으로 업데이트할 수 있습니다.  

자동차 산업에서 "Over-The-Air" 소프트웨어 업데이트가 일부 구현되었지만 기능은 일반적으로 특정 ECU 또는 차량 소프트웨어의 일부로 제한되고 있습니다. 차량용 소프트웨어의 복잡성이 증가하고 기능의 중요성이 증가함에 따라 기능안전 관련 어플리케이션 또는 기능동작에 대해서도 소프트웨어 업데이트의 필요성이 증가하고 있습니다. 

오늘날의 차량에는 100개 이상의 ECU가 포함될 수 있어 최적의 구현은 매우 어렵습니다. 여러 차량 ECU에 분산된 기능은 영향을 받는 모든 ECU에 대한 업데이트 패키지, 즉 '업데이트 캠페인'을 통해 업데이트해야 합니다. 이로 인해 차량에서는 복잡한 업데이트 시나리오가 발생할 수 있습니다. 업데이트 프로세스가 자동으로, 그리고 안정적으로 실행되는 것이 중요합니다. 오류가 발생한 경우 필요에 따라 이전 소프트웨어 버전을 완전히 복원하여 차량을 정상 작동 상태로 되돌릴 수 있는지 항상 확인해야 합니다. 

[Translate to Korean:] Focus on AUTOSAR Classic ECUs

최적의 추가 기능으로써의 Flash Bootloader

바디 도메인의 도어 제어 장치와 같은 AUTOSAR Classic 베이직 소프트웨어를 기반으로 하는 ECU의 경우를 살펴봅시다. 이러한 ECU에는 일반적으로 Flash Bootloader 가 있으며, 이는 진단을 통해 ECU의 AUTOSAR 베이직 소프트웨어를 포함한 어플리케이션 소프트웨어를 업데이트하는 데 사용됩니다.

 Flash Bootloader는 ECU 소프트웨어를 프로그래밍하거나 수명 주기 후반에 업데이트하기 위해 오랜 기간 사용되어 왔습니다. 컴팩트하지만 효율적인 솔루션이며, 진단을 통해 리프로그래밍이 실행됩니다. Flash Bootloader를 통한 업데이트는 개발 중, 생산 중 및 서비스 중에 발생합니다. 업데이트 시 해당 버스 시스템의 전체 대역폭을 사용할 수 있습니다. 모든 프로그래밍은 차량이 안정적인 상태에서 이루어집니다. 

Over-The-Air 소프트웨어 업데이트 유스케이스의 경우, Flash Bootloader은 최적화를 위해 추가되어야 하는 옵션이기도 합니다 (그림 1). 

그림 1: Flash Bootloader를 통한 소프트웨어 업데이트

새로운 소프트웨어는 무선으로 차량으로 전송되고 충분히 큰 메모리를 갖춘 중앙 ECU( "Connectivity ECU"라고 함)에 임시로 저장됩니다. 소프트웨어가 안전한 상태에서 대상 ECU에 업로드되자마자 Connectivity ECU는 업데이트 프로세스를 시작하고, 서비스 센터 진단 테스터가 하는 것처럼 진단 시퀀스를 통해 대상 ECU에 소프트웨어 업데이트를 로드합니다. 

 

OTA 시나리오의 두 가지 제한 요소

1. 업데이트 과정에서 차량은 안전한 상태로 유지되며 운행할 수 없습니다. 차량의 이러한 "다운로드 시간"은 일반적으로 고객 편의를 위해 OEM에 의해 엄격하게 제한됩니다. 이는 업데이트의 범위 또는 크기에 상당한 영향을 미칩니다. 

 

2. 업데이트 프로세스에 관련된 ECU에 전원이 공급되어야 합니다. 따라서 배터리의 남은 용량에 따라 업데이트 시간이 제한됩니다.

 

휴스턴, 문제 없음!

효율적인 업데이트 캠페인으로 가는 길 

이미 언급했듯이 잘못된 업데이트가 발생한 경우 이전 소프트웨어 상태를 복원할 수 있어야 합니다. 최악의 경우, 업데이트 캠페인과 관련된 모든 ECU의 완전한 리프로그래밍 및 롤백이 필요합니다. 위에서 언급한 다운로드 시간 및 배터리 용량 제한 요소는 OTA 시나리오에서 Flash Bootloader의 동작을 제한할 수 있습니다. 

또 다른 방법은 정상 작동 중, 즉 차량이 움직이는 동안 이미 각 대상 ECU로 데이터를 전송하고 주행 어플리케이션과 별도의 메모리 영역에 저장하는 것입니다(그림 2). 데이터가 반드시 Connectivity ECU에 일시적으로 저장되는 것은 아닙니다. 대신 수신된 데이터는 대상 ECU로 직접 전달됩니다.

위 방법의 장점

  • 안전한 차량 상태에서 타겟 ECU로의 업데이트 전달 시간이 절약됩니다. 
  • 이전 소프트웨어 복원은 추가 데이터 전송이 필요 없습니다.
그림 2: 주행 중 업데이트

소프트웨어 버전 간 전환을 위한 적절한 하드웨어의 기능이 지원되면, 활성화 시간을 최소로 줄일 수 있습니다. 따라서 차량은 소프트웨어 업데이트에도 불구하고 항상 작동 준비 상태를 유지합니다. 

Release 19-11에서는 AUTOSAR Classic은 차량 주행중에도 데이터 전송을 가능하게 하는 FOTA(Firmware Over-The-Air) 솔루션에 대한 요구사항을 발표했습니다. 그러나 해당 베이직 소프트웨어 모듈은 아직 표준에 도입되지 않았습니다.

벡터는 MICROSAR Classic과 함께 FOTA의 얼리 어답터이며, 2018년부터 특히 AUTOSAR 요구사항을 충족하는 소프트웨어 다운로드용 MICROSAR 베이직 소프트웨어의 확장을 이미 제공하고 있습니다. 

계속

다음 기사에서는 아래의 주제를 다룰 예정입니다.

  • 메모리 파티셔닝 및 버전 전환 접근 방식
  • MICROSAR Classic 내에서 소프트웨어 다운로드 

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