AUTOSAR 기반 차량 소프트웨어 설계 과정 완벽 가이드

차량 소프트웨어 복잡성 증가와 AUTOSAR 설계의 필요성

현대 자동차는 단순한 이동 수단을 넘어 고성능 소프트웨어 시스템으로 진화하고 있다. 자율주행, 전기차, V2X 통신과 같은 첨단 기능이 탑재되면서 차량 내 전자제어장치(ECU)는 수십 개에서 수백 개로 늘어나고 있으며, 그 안에서 구동되는 소프트웨어 또한 수백만 줄 이상의 코드로 구성된다. 이처럼 차량 소프트웨어의 복잡성이 급격히 증가하는 상황에서, 기존의 임베디드 소프트웨어 개발 방식은 더 이상 한계에 부딪히게 되었다. 이런 변화에 대응하기 위해 자동차 업계는 AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)이라는 표준 아키텍처를 도입하고 있다. AUTOSAR는 소프트웨어를 계층화하고 모듈화하여 설계, 테스트, 재사용을 가능하게 함으로써 소프트웨어 품질을 높이고 개발 시간을 단축시킨다. 본 글에서는 실제 AUTOSAR 기반 차량 소프트웨어가 어떤 과정을 통해 설계되고 구현되는지, 실무적 흐름에 맞춰 단계별로 정리한다. 단순 개념 설명을 넘어서, 개발자와 시스템 설계자가 현장에서 바로 적용할 수 있도록 실질적인 설계 프로세스를 중심으로 설명할 것이다.

 

시스템 요구사항 분석 및 소프트웨어 아키텍처 설계

AUTOSAR 기반 소프트웨어 설계는 시스템 요구사항 정의 단계부터 철저히 구조화되어야 한다. 이 단계에서 개발자는 차량의 기능 요구사항을 기반으로, 각 ECU가 수행해야 할 기능을 명확하게 분리하고 정의한다.
예를 들어, 차선 유지 보조 시스템(LKA)의 기능이 추가된다면, 센서로부터의 입력 처리, 판단 알고리즘, 차량 제어 신호 출력 등의 세부 요구사항이 포함된다. 이 모든 기능 요구사항은 소프트웨어 컴포넌트(SWC) 단위로 구분된다.

다음 단계는 시스템 아키텍처 설계(System Architecture Design)다. 이 단계에서는 SWC 간의 데이터 흐름, 포트 인터페이스, 통신 구조를 정의하게 된다. SWC는 내부적으로 Runnable이라는 실행 단위를 가지고 있으며, 외부와의 데이터 송수신은 Port를 통해 이뤄진다. 이 아키텍처 정의는 통상적으로 AUTOSAR 도구인 DaVinci Developer나 EB tresos Studio, 또는 ARXML 기반 수기 모델링을 통해 수행된다.

이러한 설계 과정은 후속 개발 단계에서의 오류를 줄이고, 다양한 ECU 간 통합 테스트의 효율성을 높이는 데 핵심적인 역할을 한다. 잘 설계된 SWC 구조는 재사용성과 유연성을 보장하며, AUTOSAR의 가장 큰 장점 중 하나인 모듈화된 소프트웨어 설계를 실현하는 기초가 된다.

 

AUTOSAR Configuration과 Code Generation 단계

아키텍처 설계가 완료되면 다음 단계는 AUTOSAR Configuration이다. 이 단계에서는 BSW(Basic Software)의 각 모듈에 대해 구체적인 파라미터 설정을 진행하며, MCAL(Microcontroller Abstraction Layer), OS, 통신 스택, 메모리, 진단 등 핵심 BSW 요소를 차량 사양에 맞게 설정한다.

예를 들어, CAN 통신을 사용하는 ECU라면 CAN Driver, CAN Interface, PDU Router, COM 모듈의 세부 설정을 수행해야 한다. 이때 사용하는 대표 툴은 DaVinci Configurator, EB tresos Studio, ARXML 기반 Config 파일 생성기 등이 있다. 이 설정 과정은 XML 형태로 저장되며, 이후 코드 생성기에 의해 실제 C 코드로 변환된다.

자동 코드 생성 단계에서는 RTE(Runtime Environment)도 함께 생성된다. RTE는 Application과 BSW 사이에서 데이터 흐름을 제어하는 미들웨어 역할을 수행하며, 각 Runnable이 어떤 타이밍에 실행되어야 하는지를 정의하는 Task Mapping 또한 이 시점에 완료된다.

코드가 생성되면 개발자는 필요한 사용자 정의 코드만 SWC 내부에 작성하면 되며, 나머지 플랫폼 및 미들웨어 코드들은 모두 자동으로 관리된다. 이를 통해 개발자는 핵심 기능 구현에 집중할 수 있으며, 반복적인 하드웨어 제어 코드 작성에서 해방될 수 있다.

 

통합, 테스트 및 검증 과정

설계와 코드 생성이 완료된 후에는 실제 차량 시스템에서 소프트웨어가 제대로 작동하는지를 검증하는 통합 테스트(Integration Test)와 검증(Validation) 과정이 이어진다. 이 단계는 AUTOSAR 개발 프로세스에서 가장 중요한 단계 중 하나다.

테스트는 먼저 Unit Test(단위 테스트)를 통해 각각의 SWC가 정상적으로 동작하는지를 검증하고, 이어서 Integration Test를 통해 SWC와 BSW 간 연동 문제를 확인한다. 특히 통신 오류, 초기화 실패, 타이밍 미스매치 등의 오류는 대부분 이 단계에서 발견된다.

테스트 자동화 도구로는 CANoe, ETAS INCA, dSPACE 등의 하드웨어-인더-루프(HIL) 장비가 활용되며, 실제 ECU에 탑재된 소프트웨어가 차량과 동일한 조건에서 작동하는지를 시뮬레이션한다. 이 밖에도 ISO 26262 기반의 기능 안전 요구사항을 만족시키기 위해, 각 컴포넌트에 대해 Safety Test, Coverage Test, Boundary Test 등도 수행되어야 한다.

검증이 완료되면 최종적으로 Flash Programming을 통해 ECU에 탑재되고, 실차 시험을 통해 동작을 최종 확인하게 된다. 이 전체 과정은 반복적(Iterative)으로 수행되며, 문제가 발견되면 다시 요구사항 정의나 설계 단계로 되돌아가 보완이 이루어진다. 이처럼 AUTOSAR 기반 설계는 V-Model 또는 ASPICE 프로세스 모델과 밀접하게 연관되어 있으며, 체계적 품질 확보를 위한 기반을 제공한다.

 

✅ 마무리 요약

AUTOSAR 기반 차량 소프트웨어 설계는 단순한 코드 작성이 아니라, 요구사항 정의 → 아키텍처 설계 → BSW 설정 및 코드 생성 → 통합 및 검증까지 이어지는 체계적인 엔지니어링 프로세스이다.
이 프로세스를 잘 이해하고 적용하는 개발자는 단순한 구현자 수준을 넘어서, 차량 소프트웨어 시스템을 총괄 설계할 수 있는 아키텍트로 성장할 수 있다.
AUTOSAR는 이제 선택이 아닌 필수다. 차량의 디지털화를 선도하려는 기업과 개발자라면, 지금 바로 이 구조적 접근법을 자신의 기술 스택에 포함시켜야 할 때다.