SDV에 대한 정의는 이미 많은 채널을 통해 소개되고 다루어졌기 때문에 굳이 이 글에서 나눌 필요는 없다고 본다. 분명한 것은 자동차산업 패러다임의 전환을 이끄는 CASE 또는 ACES(자율주행–Autonomy, 연결성–Connectivity, 전동화–Electrification, 공유/서비스–Sharing/Service)의 성장이 가속화되면 될수록 소프트웨어에 대한 의존도 증대가 필연적이라는 사실이다. 따라서 그동안 여러 산업 분야의 소프트웨어 개발과 운용에 도입되고 기여해 왔던 다양한 공학적, 사업적 접근들 또한 자동차산업에서도 심도있게 이루어질 것이다. 이 글에서는 자동차 소프트웨어 산업의 향후 성장에 대한 개요와 SDV으로의 변환이 가져오게 될 관련 산업계의 새로운 변화와 혁신들, 특히 자동차 소프트웨어 개발 프로세스 관점에서의 도전과 해결방안에 대해 다루어 보고자 한다.

앞에서 언급한 것과 같이 ACES 트랜드의 지속적 성장과 요구되는 차량 E/E(Electrical & Electronic) 아키텍처의 진화는 앞으로 자동차 소프트웨어 시장을 괄목할 만한 성장으로 이끌 것으로 보인다. 최근 맥킨지의 보고서에 따르면 앞으로 2030년까지 자동차 업계의 성장율을 대략 연평균 3%로 보았을 때 자동차 소프트웨어 시장은 9% 이상의 성장율을 기대하고 있으며 그러한 고성장을 이끄는 핵심 동인은 자율주행과 연결성으로 보고 있다.

우선 자율주행 측면에서 단순보조기능을 넘어선 Level 3 이상에 대한 업계가 기대하고 있는 인지, 판단, 제어 측면의 다양한 기능과 그에 해당하는 성능을 성공적으로 구현하기 위해서는 해당 소프트웨어와 알고리즘의 복잡성이 더욱 심화되고 보다 통합적인 접근을 요구하게 된다. 또한 스마트폰 등을 통해 고객들이 경험해 온 고객 중심의 기능과 서비스에 대한 기대치들이 자동차에도 그대로 반영이 되면서 자동차 소프트웨어에 대한 새로운 접근 방식을 고려할 수밖에 없는 상황이다. 현재 가장 대표적인 사례로는 테슬라가 시장선도적으로 적용한 OTA(Over-The-Air) 방식을 들 수 있다. 

이러한 방향성 측면에서 앞으로 자동차 하드웨어는 점점 더 표준화, 보편화되는 반면, 소프트웨어와 서비스는 각각의 차별화를 주도하는 방식으로 새로운 가치창출의 형태로 전환될 것으로 기대한다. 물론 이러한 말이 이제 더이상 하드웨어가 중요하지 않다는 뜻은 아니며, 하드웨어가 소프트웨어로 하여금 그 기능을 제대로 수행하도록 돕는 중요한 캐리어의 역할을 맡게 된다는 관점의 해석이 더 바람직하다고 본다. 

SDV 전환을 주도해야 할 자동차 제작사들 앞에 놓여 있는 큰 과제는 현재 보편적으로 양산 중인 자동차 E/E 아키텍처를 향후 어떠한 전략으로 전환해 나갈 것인가 하는 점이다. 현재의 분산형(Distributed) 아키텍처에서는 향후 자율주행, 연결성 등에서 요구되는 데이터 처리, 연산속도, 커뮤니케이션 효율, 와이어링 하니스(Wiring Harness)의 복잡성 및 비용과 같은 측면에서 근본적인 한계를 가지기에 제작사들은 보다 집중적(Centralized)이고 컴팩트하며 확장 가능한(Scalable) 아키텍처를 추구하게 된 것이다. 예를 들어 현대자동차나 폭스바겐 그룹의 경우, 기능집중형(Domain Centralized) 아키텍처를 채택하여 몇 개의 기능 영역으로 제어기들을 각각 통합시킨 후 ‘Cross-Domain Fusion’을 통해 기능안전, 정보보안 등의 측면으로 Domain 제어기들의 통합을 이루는 방식으로 개발을 진행 중이다. 반면 테슬라, BMW, 벤츠 등의 기업들은 기능집중형의 단계를 건너뛰고 중앙에서 차량 컴퓨터가 지역 제어기들(Zone controllers)을 관리하는 중앙집중형(Vehicle Centralized) 아키텍처를 채택하고 있다.

이러한 E/E 아키텍처로의 전환은 자동차 소프트웨어의 개발 주체와 개발 프로세스에 있어서도 큰 변화를 가져오고 있다. 기존의 분산형 아키텍처에서는 대부분의 경우 참여한 부품기업들이 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태의 임베디드 시스템을 납품하여 왔기 때문에 이러한 블랙박스 모델 형태에서는 고객맞춤형 소프트웨어 기능 변경이나 추가 및 업데이트 등을 통한 차별화 접근이 수월하지 않았었다. 그러므로 새로운 E/E 아키텍처 기반에서는 기존 IT 산업에서 경험했던 개발 규칙들, 미들웨어, 가상화 기술 등을 도입하여 소프트웨어를 모듈화하고, 하드웨어 추상화 및 표준화를 통해 소프트웨어와의 결합관계를 더욱 단절함으로써 E/E 아키텍처의 유연성과 확장성을 향상시키는 방향으로 접근해야만 할 것이다.

SDV으로의 전환이 자동차의 진화를 지능형 모바일 단말기와 유사한 방향으로 이끌면서 개발 비용과 개발 주기, 개발 프로세스에 있어서도 새로운 요구사항들을 원하게 되었다. 기존의 전통적인 자동차 연구개발은 ‘순차적 개발 프로세스(Waterfall development process)’로서 각 파트의 개발팀은 각자의 기능 개발에 집중하고 각각의 개발 단계는 폭포수처럼 유동적인 모델로 운영되는 전반적인 진행 계획에 따라 이루어지게 된다. 그리고 개발 후반부에 각각의 결과물들에 대한 시험과 검증에 많은 시간과 노력이 투입된다. 이러한 프로세스는 높은 비용과 긴 개발 주기를 가질 수밖에 없다는 측면에서 시장 출시 기간의 단축, 소비자의 요구 및 시장 수요에 신속히 대응하는 제품의 개발 및 지속적인 업데이트를 추구하는 SDV 개념과 모순될 수밖에 없다. 

따라서 보다 신속하게 대응할 수 있는 ‘애자일 개발 프로세스(Agile development process)’의 도입이 불가피하게 되는 데 자동차 소프트웨어 개발 프로세스로서 새롭게 도입하게 된 개념이 데브옵스(DevOps)이다. 데브옵스는 소프트웨어 개발과 운영의 합성어로서, 소프트웨어 개발자와 IT전문가 간의 소통, 협업 및 통합을 강조하는 개발 환경이나 문화를 말한다. 데브옵스 IT산업에서 웹사이트나 앱, 알고리듬을 개발함에 있어 소프트웨어 개발조직과 운영조직 간에 유기적으로 대응하여 제품과 서비스의 좀 더 빠른 시장 출시, 확장된 비즈니스 모델, 빠른 업데이트 등에 대한 대표적 장점을 가진 소프트웨어 개발 프로세스이다. 

그렇다면 앞으로 미래의 자동차 소프트웨어 개발 프로세스는 데브옵스로 전환되어 오랫동안 체계적으로 잘 구축되어 사용되어 온 V Model을 대체하게 되는 것일까? 많은 전문가들은 선택 문제가 아니라 두 접근 방식 모두 서로의 보완을 위해 공조할 수밖에 없다고 본다. 기존의 고위험 관련 시스템 개발을 위해서는 ISO26262 기반의 기능안전성과 전세계 주요 OEM들이 요구하고 있는 일관성 및 추적성 관점의 Automotive SPICE 기준 등이 반영된 표준 개발 프로세스가 V Model에서 계속 적용됨으로써 위험 완화를 최대한 보장할 수 있다. 반면 새로운 영역, 특히 고객 친화적, 신속 대응, 사용 기간 내내 지속적 업데이트가 필요한 영역에서의 소프트웨어 응용 프로그램은 데브옵스 개발 프로세스를 통해 운영 효율성과 혁신성 측면의 여러 이점을 얻을 수 있을 것이다. 다만 다양해지고 복잡해진 소프트웨어에 대한 방대한 기능 검증 요구를 어떻게 대응할 것인가가 또다른 큰 숙제로 남게 되는데, 이를 위해서는 MIL/SIL/HIL/PIL/VIL 등 다양한 가상 환경(xiL)에서의 시스템 검증이 더욱 확대될 수밖에 없으며, 각기 다른 환경에서도 동일한 시험 검증 효과가 나올 수 있도록 모델의 실시간성, 시험의 일관성, 정확성과 추적성 측면, 그리고 제한된 개발 기간 내 시험 효율성 측면 등에서 보다 유연하고 포괄적인 소프트웨어 개발 툴체인과 더욱 강력하고 최적화된 검증 방법론이 중요하게 부각될 것으로 보인다.