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Ethernet 기반의 차량 내부 네트워크의 시간 동기화 방법에 관한 연구
한준영(J. Y. Han),이석(S. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
자율주행차량은 도로 위의 객체들을 인식하고 도로 상황을 판단하여 스스로 주행하는 것을 목표로 한다. 이를 위해서 Camera, Lidar, Radar 등이 사용되며, 차량 내부 네트워크에 높은 트래픽 처리 성능과 낮은 지연, 신뢰성을 요구한다. 따라서, 자율주행차량 내부 네트워크는 Ethernet 기반으로 구성하고 이더넷의 기능을 확장한 기술을 사용하여 네트워크의 낮은 지연과 신뢰성을 보장한다. 이더넷에서는 낮은 지연과 지연의 확정성을 보장하기 위한 네트워크 스케줄링은 네트워크 동기화 기술을 기반으로 한다. 그렇기 때문에 네트워크의 낮은 지연과 신뢰성을 보장하기 위해서 높은 수준의 네트워크 동기화 기술이 요구된다. 또한, 센서 데이터 융합 시 측정 시간의 차이에 의해서 발생되는 오차를 개선하기 위해서 정밀한 네트워크 시간 동기화 기술이 요구된다. 일반적으로 이더넷에서는 NTP(Network Time Protocol)을 사용하여 네트워크를 구성하는 종단 노드들의 시간을 동기화한다. NTP 는 밀리 초 단위로 정밀도로 네트워크 노드들의 시간을 동기화하기 때문에 정밀한 네트워크 시간 동기화가 불가능하다. 그렇기 때문에 정밀한 시간 동기화가 가능한 IEEE1588 PTP (Precision Time Protocol)을 사용하여 차량 내부 네트워크를 구성하는 노드들의 시간을 동기화한다. 본 논문에서는 차량 내부 네트워크 스케줄링에 요구되는 정밀한 시간 동기화 기술은 PTP 를 분석하고, 실제 차량에서 사용되는 MCU 에 구현한다. 또한, 실제 하드웨어 기반에서 PTP 에서 사용되는 End-to-end, Peer-to-peer 지연 측정 방법의 성능을 평가하고 비교 분석한다.