A-PHY 기반으로 'CSI-2' 구현하면… 최대 15m까지 커버 가능


모바일 센서 인터페이스 규격을 처음으로 만들었던 MIPI 얼라이언스가 차량용 센서 인터페이스 규격 개발에 돌입했다. 업계의 표준화 요구 때문이다.


지금까지 이미지센서시장을 이끌어왔던 건 모바일이지만, 이제부터는 자동차다. 블랙박스, 후면 카메라, 서라운드 뷰 모니터링 시스템(SVM) 등을 적용한 차종이 늘어나면서다.


시장조사기관 IC인사이츠에 따르면 지난해부터 차량용 이미지센서 시장은 연평균(CAGR) 38.4% 성장, 전체 이미지센서 시장을 이끌 전망이다.


하지만 이처럼 시장이 커지려면 생태계도 그만큼 성장해야한다. 문제는 각 완성차(OEM) 업체마다, 각 차종마다 활용하고 있는 인터페이스가 서로 달라 생태계를 단순화하기도, 확장하기도 어렵다는 점이다. 


MIPI 얼라이언스가 표준 규격 개발에 돌입한 이유다.



D-PHY·C-PHY로는 힘들다… A-PHY 개발 시작



MIPI얼라이언스는 모바일 센서 인터페이스 규격을 세계에서 처음으로 제정했다. 인터페이스는 두 부품 사이 또는 기기와 인간 사이에서 상호 소통을 위해 만들어진 물리적 매개체, 혹은 프로토콜이다. 


예를 들어 사람이 스마트폰 속의 정보를 보려면 디스플레이라는 매개체가 필요하듯, 부품과 부품 사이에서도 서로 신호를 주고 받기 위한 매개체가 있어야한다.


MIPI얼라이언스의 ‘CSI(Camera Serial Interface)-2’는 모바일 업계에서 가장 많이 활용하는 카메라 인터페이스다. 물리 계층(Physical Layer)인 ‘D-PHY’ 혹은 ‘C-PHY’를 기반으로 하고 1080p, 4K, 8K 이상의 비디오 및 고해상도 사진을 지원한다.


하지만 기존 물리 계층 ‘D-PHY’와 ‘C-PHY’로는 자동차를 감당할 수 없다. 물리 계층은 데이터 전송을 위해 물리적인 링크를 설정, 유지, 절단하는 역할을 하는데, 두 물리 계층은 모바일용으로 개발돼 길이가 길고 크기가 큰 자동차에 적용하면 도중에 신호가 급격히 줄어들어 제 값을 전달하기가 어렵다.


▲최형배 시높시스 부장(왼쪽 2번째), 톰 왓츠카 래티스반도체 매니저(왼쪽 3번째)가 인터뷰를 하고 있다./MIPI얼라이언스


최형배 시높시스 FAE 부장은 “CSI-2 인터페이스는 이미 자동차를 지원하고 있지만 중간 중간 연결 부품을 더 많이 넣어야하는 단점이 있다”며 “ 때문에 MIPI얼라이언스에서는 차량용 물리 계층인 ‘A-PHY’를 개발하기 시작했다”고 설명했다.


‘A-PHY’는 자율주행시스템(ADS), 첨단운전자지원시스템(ADAS)용 센서 인터페이스로 라이더, 레이더, 카메라 등을 지원한다. 내년 말 발표되는 버전 1은 최대 15m까지 초당 12~24Gbps 속도로 데이터를 전송할 수 있는데 현재는 48Gbps 속도 등 업계로부터  요구사항을 수집하고 있다.


‘A-PHY’를 개발 중인 MIPI 오토모티브 워킹 그룹에는 모빌아이(인텔), 미디어텍, 믹셀, NXP반도체, 옴니비전(온세미컨덕터), 삼성전자, 소니, ST마이크로 등 차량용 CIS 제품군을 가지고 있는 다수의 기업이 포함됐다. 



4분기 ‘MIPI CSI-2’ 3.0ver 개발 시작



이에 대응, MIPI얼라이언스 카메라 워킹 그룹에서도 ‘CSI-2’ 차기 버전 개발에 나섰다. 현재 차량용 이미지센서 규격은 저전력 차등(LVDS) 전선, CAN, 이더넷(Ethernet) 등으로 매우 혼재해있다.


▲CSI-2 2.1버전 모식도./MIPI얼라이언스


 ‘CSI-2’는 오랫동안 모바일 시장을 주도, 신뢰성과 안전성을 검증받았기 때문에 자동차 업계의 요구사항을 반영하면 충분히 쓰일 수 있다는 설명이다.


가장 최신 버전인 ‘CSI-2’ 2.1버전(v2.1)부터도 업계의 요구 사항을 반영했다. 2.1버전부터는 C-PHY와 D-PHY를 혼용할 수 있고, 하이다이나믹레인지(HDR) 및 신호대잡음비(SNR)를 최적화해 자동차용 비전(Vision) 시스템을 구현할 수 있도록 했다.


또 최대 32개의 가상 채널(VC)을 활용, 다양한 센서로부터 나오는 여러 데이터를 합칠 수 있도록 했다. 


호스트 프로세서가 이미지 스트리밍 도중이나 전후에서 카메라를 구성, 제어할 수 있는 2와이어(2-wire) 카메라명령인터페이스(CCI)가 추가돼 레인(lane) 수를 줄여 설계를 간편화할 수 있게 만들었다.


톰 왓츠카(Tom Watzka) 래티스반도체 기술 마케팅 매니저는 “ADAS는 카메라, 레이더, 라이다, 초음파 등 주파수와 해상도가 서로 다른 여러 센서를 활용한다”며 “CSI-2 2.1버전부터는 이기종 센서를 애플리케이션프로세서(AP) 내 센서 허브(Sensor hub)나 별도 브릿지(Bridge) 등에 연결해 데이터를 한꺼번에 프로세싱할 수 있는 기능이 더해졌다”고 설명했다.


4분기부터는 ‘MIPI CSI-2’ 3.0버전도 개발을 시작한다. ISO 26262, AEC-Q100 등 차량용 신뢰성·안전성 규격도 만족할 수 있도록 준비 중이며 최대 40Gbps 속도로 데이터를 전송할 수 있을 것으로 보인다.


최 부장은 “A-PHY가 개발되고 이를 기반으로 ‘CSI-2’ 인터페이스를 적용할 수 있게 된다면 15m의 거리에도 이미지 데이터를 빠르게 전송해 ADAS를 구현할 수 있을 것”이라며 “이를 개발하고 나면 공급망 확장이 용이한 환경이 될 것”이라고 말했다.

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