자동차 제조업체와 공급업체가 고객에게 새롭고 독특한 운전 경험을 제공하기 위해 복잡한 소프트웨어 생태계 개발에 집중함에 따라 기술은 자동차 산업에 엄청난 변화를 주도하고 있다. 차량 센서, 로컬 무선 네트워크, 내비게이션 시스템 기술 및 네트워크 연결이 소프트웨어 정의 아키텍처와 결합되어 전례 없는 수준의 차량 내 혁신이 진행되고 있다.

전자 제어 장치(ECU), 센서 및 소프트웨어 코드 라인의 수가 증가함에 따라 차량 제조의 복잡성과 비용도 증가하고 있다. 복잡한 소프트웨어 생태계는 개발하고 유지하는 데 수십억 달러의 비용이 들 수 있다. 딜로이트에 따르면 이제 시스템 통합, 테스트, 검증 및 검증에만 차량 개발 예산의 40% 이상이 포함될 수 있다.

새로운 차의 컴퓨터화를 최대한 활용하려면 자동차 제조업체가 차량의 HMI(인간 기계 인터페이스) 시스템을 올바르게 구축하는 것이 특히 중요하다. HMI 설계는 자동차의 물리적 요소와 운전자의 제스처 사이에 가상의 조화를 이루어야 하므로 어려운 작업이다.

오늘날 거의 모든 자동차 제조업체가 완전히 컴퓨터화된 자동차에 대한 비전을 갖고 있다. 메르세데스 벤츠(Mercedes-Benz)는 자율 주행 센서와 고급 내비게이션 기술을 갖춘 모든 자동차에 "슈퍼컴퓨터와 같은 성능"을 제공하고 싶어하며, 제너럴 모터(General Motors)는 차량 내 가입 서비스 및 무선 소프트웨어 업데이트 지원을 위해 개발한 소프트웨어 플랫폼인 유티파이(Ultifi)를 개발했고 스텔렌티스(Stellantis)는 "Dare Forward 2030" 계획으로 브랜드 포트폴리오 전반에 걸쳐 디지털화할 계획이다.

차세대 HMI를 통해 자동차 제조업체는 복잡성을 줄이고 효율성을 최적화하는 동시에 고객에게 독특한 운전 경험을 제공하는 것을 목표로 한다.

또한 오늘날 차량 연결성이 예상 이상 증가하고 있다. 2021년까지 미국 자동차 소유자의 약 60%가 커넥티드 차량을 보유하고 있으며, 그 비율은 향후 몇 년 내에 70% 이상으로 증가할 것으로 예상된다.

유럽 소비자 대상으로 한 베어링포인트(BearingPoint) 연구에 따르면 프리미엄 브랜드 소유자는 특히 새로운 연결 기능에 대한 업데이트를 받는 데 관심이 있는 것으로 나타났다. 예를 들어, 설문 조사에 참여한 아우디 및 BMW 소유자의 62%와 메르세데스 소유자의 55%가 새로운 기능에 대한 알림을 받는 데 관심을 표명했다.

운전자들이 점점 더 연결된 차량에 연결되고 있다. 운전이 더욱 자율화됨에 따라 고객은 편안함, 엔터테인먼트, 상업 및 비즈니스를 위한 더 많은 라이프스타일 기능을 기대하게 되며 OEM은 고효율 HMI 생태계를 통해 이를 해결할 것이다.

현대 자동차 시스템은 100개 이상의 센서와 최대 3000개의 다양한 유형의 칩으로 구성된다. 복잡성을 처리하기 위해 인포테인먼트 및 내비게이션과 같은 기능을 담당하는 특정 ECU 영역을 위한 최신 전기/전자(E/E) 아키텍처가 생성되고 있다.

존(zone) 아키텍처는 필요한 총 ECU 수를 대폭 줄여준다. 예를 들어 보쉬(Bosch)는 성능 저하 없이 20% 더 적은 수의 내장 제어 장치를 포함하는 새로운 E/E 아키텍처를 개발하고 있다.

E/E 성능을 더욱 향상시키려면 하드웨어 수준에서 임베디드 가상화가 필요하다. 이런 방식으로 OEM은 최적의 디지털 기술로 성능을 강화하여 사용 가능한 하드웨어의 가치를 극대화할 수 있다.

‘미들웨어는 오늘날의 자동차와 소형 트럭 개발에서 점점 더 중요해지고 있다. 미들웨어는 애플리케이션, 데이터, 차량 하드웨어 간의 연결 조직이다. 미들웨어 계층은 새로운 디지털 자동차 시스템을 개발하는 데 소요되는 기간, 복잡성 및 비용을 획기적으로 줄여 보다 표준화되고 유지 관리가 가능하며 고품질의 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 만들 수 있다.

많은 미들웨어 솔루션에는 기성 사용자 인터페이스 구성 요소, 애플리케이션 라이브러리 및 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)가 포함되어 있어 복잡성을 더욱 줄이고 자동차 소프트웨어 개발 속도를 높인다. 표준화 및 시스템 테스트에 어려움을 겪는 대신 이제 소프트웨어 엔지니어는 새로운 기능 개발과 같은 더 높은 가치의 작업에 집중할 수 있다.

HMI 설계의 마지막 계층인 소프트웨어는 대시보드 내 탐색, 엔터테인먼트 및 고급 운전자 지원 시스템 기능을 포함하여 대시보드, 헤드업 디스플레이 및 뒷좌석 화면에서 사용자 지향 애플리케이션을 제공할 수 있다.

소비자를 위한 자동차 운영체제는 친숙함을 느끼고, 의미 있는 아이콘을 제공하고, 친숙한 제스처를 지원하고, 개별 앱과 화면 간 쉬운 탐색을 제공해야 한다.

OEM은 운영체제 개발을 위해 다양한 전략을 가지고 있다. 예를 들어 스텔렌티스는 맞춤형 OS를 구축하고 있으며 포드, 볼보, GM 및 르노(Renault)-닛산(Nissan)-미츠비시(Mitsubishi)를 포함한 자동차 제조업체는 오픈 소스 시스템을 사용하고 있다. 기타 널리 사용되는 운영체제로는 AGL(Automotive Grade Linux ), AUTOSAR Classic 및 Adaptive OS, Green Hills INTEGRITY 등이 있다.

오늘날 자동차 제조업체는 자동차 OS를 하나만 선택할 필요가 없다. 구역화된 E/E 아키텍처와 강력한 미들웨어 계층을 통해 독립적인 하위 시스템에 대해 다양한 운영체제를 사용할 수 있다. 즉, 네트워크 및 애플리케이션 관리와 함께 메모리를 최대화하는 운영체제 모음을 가질 수 있다.

통합 하드웨어, 미들웨어 및 소프트웨어 계층을 포함하여 HMI 생태계가 얼마나 완벽하게 기능하고 효율적으로 작동하는지 보여주기 위해 인텔리아스는 인텔리어스 오토노모티브 포터블 키트(Intellias Automotive Portable Kit)를 만들었다. 이 키트는 산업 등급 하드웨어로 구동되며 최신 차량 내 HMI 시스템의 모든 기능을 갖추고 있다. 이 키트를 통해 인텔리어스는 전기 자동차용 최첨단 디지털 조종석을 만들기 위한 다층 기술과 기능을 선보일 수 있다.