고려해야 할 많은 사양과 요구조건과 함께 올바른 USB 솔루션을 선택하는 것은 하나의 도전일 수 있다.
USB는 오랫동안 PC 주변기기 연결을 위한 유비쿼터스의 표준이 되어 왔으나 최근에는 자동차 시장으로 확산되고 있다. 하이테크 기계장치를 차량에 설치하는 것은 간편하면서도 세련된 커뮤니케이션 형식이 필요하다.
글│Brian Ellis, Cypress Semiconductor
USB(Universal Serial Bus)는 오랫동안 PC 주변기기 연결을 위한 유비쿼터스의 표준이 되어 왔으나 최근의 USB는 과감히 자동차 시장으로 뛰어들기 시작했다. MP3를 지원하는 스테레오, DVD 플레이어, 첨단 GPS 네비게이션 시스템 등은 `Information`과 `Entertainment`를 승객들에게 제공하기 위해 개발된 `인포테인먼트(In-fotainment)` 오토모티브 일렉트로닉스의 모든 부분이다. 이러한 하이테크 기계장치를 차량에 설치하는 것은 간편하면서도 세련된 커뮤니케이션 형식이 필요하다.
자동차 내부의 미디어는 소비자가전(CE: Consumer Electronics)을 이어간다. 8트랙의 플레이어에서부터 카세트, CD에 이르기까지 MP3는 그 다음 차례에 있다는 것은 분명하다. 1억 5천만명 이상의 소비자들이 iPod나 MP3와 같은 제품을 가지고 있으며, iPod dock에 설치된 FM 송신기와 팩토리는 스테레오가 Direct Communication을 통합할 때 까지는 단순한 Band-Aid이다. 인포테인먼트는 또한, 터치 스크린 네비게이션 장비, Fold-Down 비디오 스크린 및 휴대폰 스피커 시스템 등을 포함하고 있다. 이로써 갑자기 차량은 이동 PC가 되었다. 더 많은 휴대형 소비자가전 제품들이 인포테인먼트 기능과 인터페이스 함으로써 거의 모든 디바이스와 호환할 수 있는 표준 접속방식이 필요하게 되었으며, 이와 동일한 딜레마가 USB의 탄생을 이끈 지난 10년 동안에도 PC 시장에 있었다.
자동차 산업은 바퀴를 재 발명 할 필요가 없다. 거의 모든 소비자가전 제품은 일부 형식의 기능(MP3를 다운로드 하거나 사진을 올리는 등)을 위해 PC에 의존하고 있으며, 가장 폭 넓게 이용되고 있는 연결방식은 바로 USB이다. 자동차 산업은 이미 이 USB를 이용하기 위한 범세계적인 표준을 가지고 있다.
USB를 이용한 인포테인먼트의 입출력
자동차에서 USB를 활용하기 위해서 포터블 컨수머 기기나 인포테인먼트 시스템은 데이터의 흐름을 조절하기 위한 USB 호스트를 가지고 있어야만 한다. 이들 기기에서의 USB 호스트는 PC에 있는 일반적인 USB 호스트 컨트롤러가 아닌 포터블 소비자 가전기기를 목표로 한 최적화 된 ASIC나 임베디드 호스트 IC이다.
하이-엔드 인포테인먼트 시스템(첨단 GPS 시스템, 우수한 스테레오)은 종종 일부 기능을 구현하기 위해 맞춤화 된 ASIC를 포함하고 있다. 이들 ASIC는 일반적으로 IP 라이브러리에서 구축됨에 따라 이들은 USB 주변기기를 지원하기 위해 USB 호스트를 종종 통합한다. 보다 간편한 시스템(기본 스테레오, 휴대폰 도크)은 많은 프로세싱 파워를 필요로 하지 않으며, 아주 기본적인 ASIC나 임베디드 마이크로프로세서를 이용하기 위해 선택 할 수도 있다. 이런 경우, USB 호스트는 분리된 임베디드 호스트 IC를 이용하여 추가될 수도 있다. 임베디드 호스트를 이용하면 ASIC가 공간과 비용을 절감하기 위해 설정된 특징을 슬림하게 할 수 있는 반면 USB는 여전히 지원한다.
또한 분리된 임베디드 호스트는 보다 빨리 제품을 시장에 출시할 수 있도록 해 준다. 디자이너가 통합 혹은 분리 솔루션을 이용 하거나 간에 모든 USB 호스트는 호스트 스택(Stack)을 필요로 한다. 호스트 스택은 컨수머 애플리케이션 내의 모든 USB 기능을 가능하게 하는 호스트 컨트롤러의 핵심적인 `브레인` 이다. 일반적인 호스트 스택은 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 실시간 오퍼레이팅 시스템(RTOS) 및 코어 USB 드라이브를 포함하고 있다.
인포테인먼트 시스템에 USB 호스트를 설계할 때에는 애플리케이션과 모델의 사용에 필요한 대역폭 요구사항을 규명할 것이다. 대부분의 자동차 애플리케이션을 위해 Full-Speed USB(12Mbps)는 충분하다. 예를 들어, 일반적인 MP3는 12Mbps 이하의 Full-Speed USB를 지원할 수 있는 320Kbps 최고 품질의 MP3와 함께 128Kbps와 192Kbps 사이로 압축된다. CD로부터의 WAN 압축 파일 스트리밍 조차 Full-Speed USB의 범주에 다시 부합하는 1.5Mbps의 최대 데이터 율로 전송한다. High-Speed USB(480Mbps)는 시스템이 On-Board 스토리지를 가지거나 고화질 비디오로 내보낼 경우만을 고려해야만 한다.
자동차 관련 인포테인먼트 시스템은 가장 극한의 온도에서 작동할 수 있도록 준비되어야 한다. 모든 조건에서 모든 자동차 디바이스의 기능을 적절히 보장하기 위해 AEC(Automotive Electronics Council)는 섭씨 영하 40도에서 섭씨 영상 150도에 이르는 온도에서 작동하기 위한 자동차 부품을 요구하는 AEC Q100으로 알려진 사양을 정의했다. 어떤 자동차 제조업체들은 AEC Q100 사양에 명기된 어떠한 등급을 따르기 위해 인포테인먼트 시스템에서의 모든 부품들을 요구할 수도 있다. 이와 관련한 보다 자세한 정보는 다음 AEC 웹사이트를 참조할 수 있다.(www.aecouncil.com)
USB 솔루션
고려해야 할 많은 사양과 요구조건과 함께 올바른 USB 솔루션을 선택하는 것은 하나의 도전일 수 있다. 싸이프레스 세미컨덕트의 EZ-Host(CY7C67300) 임베디드 호스트 솔루션은 전체 제품 지원과 함께 AEC가 인증한 디바이스이다. CY-4645 레퍼런스 디자인과 함께 결합되어 싸이프레스는 보다 빠른 시장 출시와 모든 인포테인먼트 플랫폼용으로 보다 쉽게 맞춤화 할 수 있는 솔루션들을 턴-키로 제공하고 있다.(www.cypress.com)
<자료제공: 월간 반도체네트워크 2007년 02월호>