초록 ▼

□ 연구개요
■ 본 연구는, 차량용 내부 네트워크 (In-Vehicle Network, IVN)에 이더넷 프로토콜 적용 시 고가용성 (네트워크에 고장이 발생하여도 빠른 복구를 통해 시스템의 성능을 계속 유지할 수 있는 능력)을 확보하기 위한 연구이다. 특히, 본 연구에서는, 안전을 위해 차량용 네트워크에 필수적으로 요구되는 end-to-end latency 요건을 충족시키는 HSR 프로토콜 기반의 seamless 이더넷의 토폴로지를 제안하고, 실제 차량 구조에 적용하기 위한 방안을 연구하였다. 또한, 기존의 CAN 기반 네트워

□ 연구개요
■ 본 연구는, 차량용 내부 네트워크 (In-Vehicle Network, IVN)에 이더넷 프로토콜 적용 시 고가용성 (네트워크에 고장이 발생하여도 빠른 복구를 통해 시스템의 성능을 계속 유지할 수 있는 능력)을 확보하기 위한 연구이다. 특히, 본 연구에서는, 안전을 위해 차량용 네트워크에 필수적으로 요구되는 end-to-end latency 요건을 충족시키는 HSR 프로토콜 기반의 seamless 이더넷의 토폴로지를 제안하고, 실제 차량 구조에 적용하기 위한 방안을 연구하였다. 또한, 기존의 CAN 기반 네트워크에서 이더넷 중심의 네트워크로 발전하는 과도기적 네트워크에서 HSR 기반 프로토콜을 활용하여 신뢰성을 확보할 수 있는 방안 및 연구 결과를 도출하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
■ 1ms 이하의 end-to-end latency를 만족하는 HSR 기반의 IVN 개발이라는 목표에 맞게 다양한 토폴로지를 제안하였고, 노드의 개수와 frame size에 따른 latency의 변화를 수학적으로 모델링하였으며, 이를 실험적으로 검증함으로써, 마이크로초 수준의 지연시간을 갖는 IVN용 네트워크 토폴로지를 성공적으로 도출하였다.
■ IEEE1588 v2 통합 HSR MAC IP 설계라는 목표에 맞게, HSR FPGA IP에 가속기 기능을 추가하여 latency를 감소시킬 수 있는 통합 HSR IP를 설계하였다.
■ 표준 HSR 기반 네트워크에 비해 트래픽을 최소 30%이상 줄일 수 있는 차량용 이더넷 네트워크의 독자적 트래픽 개선 알고리즘 제안을 위해 quick removing 방식과 가상 링 방식을 multiple-ring 토폴로지에 적용하고 시뮬레이션을 통해 검증한 결과, 각각 50%와 70% 이상의 트래픽 감소 효과를 얻을 수 있었다.
■ 본 과제 사사로 총 3편의 저널논문을 출판하였고, 2편의 특허를 출원하였으며, 3편의 국제학회 논문과 1편의 국내학회 논문을 발표함으로써 본 과제의 정량적 목표를 초과 달성하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
■ 본 연구를 통해, 차세대 차량에 적합한 seamless 이더넷의 최적화 구조 도출로 차량용 이더넷 기술을 세계 선도하고, 해당 특허 추진으로 기술 우위를 선점하였다.
■ CAN 기반의 현재의 차량 네트워크에도 이용가능한 CAN-HSR 기반의 seamless CAN은 미래의 이더넷중심 네트워크로 가기 위한 과도기적 단계에서도 성공적으로 활용 가능할 것으로 기대된다.
■ 수백 개 이상의 노드수를 갖는 자동차 이외의 다양한 응용분야들 (예: 스마트팩토리, 스마트그리드, 군수산업 등)에 본 연구 결과의 적용이 가능하다.
■ 라이선스, 네트워크 모니터링 및 관리 소프트웨어, 네트워크 구축을 위한 시스템 엔지니어링 및 컨설팅 등 향후 다변화된 수익 모델 창출이 가능하다.
■ 자율주행차의 중복성 연구 특히, 차량 네트워크의 중복성 문제를 해결하는 연구에도 본 연구의 결과인 네트워크의 중복성 연구가 실험적 근거가 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 본 연구 개발의 목적 ... 4
• 1-2. 본 연구 개발의 필요성 ... 4
• 1-3. 본 연구의 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 31