테슬라가 1등인 이유 (1) - ECU 와 MCU

 

 

 

테슬라의 차량은 "통합" ECU(Electronic Control Unit) 를 사용하고 있다. ECU 는 자동차의 엔진, 자동 변속기, ABS 등의 상태를 컴퓨터로 제어하는 전자 제어장치이다. ECU의 개발 목적은 처음에는 점화 시기와 연료 분사, 공회전, 한계값 설정 등 엔진의 핵심 기능을 정밀하게 제어하는 것이었다. 그러나 차량과 컴퓨터 성능의 발전과 함께 자동변속기 제어를 비롯해 구동계통, 제동계통, 조향계통 등 차량의 모든 부분을 제어하는 역할까지 담당하는 추세이다.

기존 차량들은 엔진, 자동변속기, ABS 등에 각각 ECU 모듈을 장치, 사용하는 반면 테슬라는 통합 ECU를 사용하고 있다. 테슬라 차량이라고 통합 ECU라고 해서 모든 것을 다 담당하지는 않는다. 안전에 핵심인 구동계 같은 경우는 자체적인 ECU를 가지고 있다.

통합 ECU는 시스템이 다운되었을 경우 차량 운행에 위험을 줄 수 있다. 독립된 모듈로서 ECU가 나뉘었을 경우, 하나가 에러가 생겨도 다른 ECU는 문제가 생기지 않는다. 그러나 통합 ECU는 시스템 다운으로 차량 전체의 제어에 영향을 줄 수 있다. 테슬라일 경우 주행 중 다운이 발생하는 경우가 종종 보고되는데, 구동계 부분만큼은 따로 ECU를 두기에 다운되어도 운전자가 운행을 잘 한다면 사고를 피할 수는 있긴 하다. 그렇지만 차량의 운행과 직 간접적으로 연관이 되어있는 기능이기 때문에 주행 중에 꺼지는 것은 매우 위험한 현상이라고 할 수 있다.

 

이렇게 통합 ECU 를 사용하고 중앙에서 관리를 하고 이 프로세스를 매우 견고하게 다진다면 각각의 차에 들어가는 무수한 ECU 및 차량 제작에 들어가는 비용을 획기적으로 줄이고 수익을 극대화 할 수 있다. 초반에 통합 ECU 를 구축하고 서버를 통해 관리하는 것이 어려울 수 있어 기존의 토요타, 폭스바겐 등은 시도하지 않았지만 이렇게 시도한 테슬라는 획기적으로 이윤을 추구할 수 있다.

 

 

MCU는 Media Control Unit, 즉 미디어 제어 장치로 대시 보드 중앙에 위치해 있다. 운영 체제는 리눅스를 기반으로 하며 이 MCU 전용 보드가 독립적으로 차량 내의 디스플레이, 통신, 오디오, 여러 설정들을 담당하기에, MCU가 먹통이 되더라도 오토파일럿 작동에 영향을 주지 않는다. 현재 MCU는 2가지 버전이 있으며, 하나는 2018년 2월까지 생산된 차량(모델S, X)에 탑재된 MCU1, 나머지 하나는 그 이후 생산된 차량(모델S, X, 3)에 탑재된 MCU2이다.

 

리눅스 기반으로 c++ 로 개발되었으며 인터페이스는 javascript 로 대부분 구성했다고 한다.

 

MCU1은 Nvidia 의 쿼드 코어 프로세서가 탑재되어 있다. 보통 구형 MCU라고 표현하며, MCU1 탑재 차량은 테슬라가 제공하는 일부 게임(컵헤드 등)이나, 이번 V10에 추가된 넷플릭스/유튜브 이용이 불가능하다.

MCU2에는 Intel 의 멀티코어 Atom 프로세서가 탑재되어 있다. 2018년 3월 이후 생산된 모든 테슬라 차량에는 MCU2가 탑재되어 출하되며, 보통 MCU2를 신형 MCU라고 부른다. 구형에 비하여 더 빠른 반응속도를 제공하고, 5Ghz 와이파이를 지원하며 블루투스 최신버전 및 추가적인 안테나가 등이 추가된 것이 특징이다. 테슬라 차량 안에 보급형 태블릿 PC를 내장했다고 봐도 된다. MCU에서 MCU2로 업그레이드가 가능은 하나 2500 달러로 기능성에 비해 매우 비싸기에 그다지 추천되지 않는다.

테슬라의 이러한 통합된 ECU와 MCU는 2021년 불어닥친 반도체 수급 난항에서도 유일하게 타격을 입지 않은 기업이 되는데 큰 역할을 했다. 타 자동차 업체와 달리 자체 OS를 이용해 들어가는 반도체의 수가 타 업체 20배 수준으로 적으며 아직 생산하는 차량이 4개 밖에 되지 않는 것 역시 장점이 됐으며 테슬라가 핵심칩까지 직접설계하기 때문에 반도체회사와 직거래를 하는 유일한 자동차 기업이다. 이러한 점이 바로 기존 자동차 회사가 주행거리나 충전속도는 따라잡았음에도 불구하고 테슬라를 넘지 못 하는 가장 큰 이유 중 하나이다.

 

이와 같은 사례로 빅테크 기업인 Apple 또한 소프트웨어와 하드웨어(프로세서) 를 모두 설계하기 때문에 반도체 수급난 및 최적화에서 다른 회사들보다 우위를 점할 수 있었던 것이다. 애플은 직접 공장을 운영하지 않고 그 비용을 소프트웨어와 하드웨어 설계 역량에 투자하였고 테슬라는 아무래도 차량은 대량생산이 정말 중요하고 쉽지 않은 요소이므로 기가팩토리를 빨리 구축하고 최대한 효율적이고 저렴하게 소프트웨어와 하드웨어를 설계하였다. 기존 차량 회사들과는 달리 소프트웨어 측면에서 보수적이던 과정을 부시고 새로운 방법을 찾은 것이 테슬라가 1위가 된 비결이라고 생각한다.