«interface»
HMI_RTE_PluginConnectorInterface
+ searchPlugins(): pluginObject: HMI_Plugin[]
+ launchPlugin(HMI_Plugin): boolean
+ loadPlugin(HMI_Plugin): boolean
+ bindHMIPlugin(HMI_Plugin): boolean
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- 디지털 Cockpit 실행 시스템(RTE)은 HMI 모델을 임베디드 타겟에서 실행하기 위하여 실행 모듈 해석 클래스, 실행 모듈 수행 클래스, 리소스 관리 클래스로 구성됨
실행 모듈 해석 클래스와 실행 모듈 수행 클래스는 시뮬레이션 클래스의 내부 로직 변경을 통해 임베디드 타겟에서 동일한 구조로 동작하도록 설계함
(그림 2-2-35) 실행 모듈 해석/수행 class diagram
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CAN 인터페이스 연동 클래스는 임베디드 타겟에서 ECU 정보 획득 및 HMI 연동을 위한 클래스로 구성
(그림 2-2-36) CAN 인터페이스 연동 class diagram
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위젯, 위젯 이벤트 등의 리소스 라이브러리를 생성, 수정, 삭제, 조회하는 클래스로 구성
(그림 2-2-37) 리소스(resource) 관리 class diagram
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라. 디지털 Cockpit 플랫폼 프로토타입 개발
디지털 Cockpit 플랫폼의 시스템 요구사항, 시스템 설계에 따라 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE)과 디지털 Cockpit 실행 시스템(RTE)의 소프트웨어 프로토타입을 구현함
- 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE)은 마이크로소프트사의 Windows 운영체제에서 C#과 OpenGL 기반으로 개발 및 실행 - 디지털 Cockpit 실행 시스템(RTE)은 임베디드 Linux
운영체제에서 C++, OpenGL ES 기반으로 개발 및 실행
디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입은 CAN 인터페이스 기반 ECU 데이터프로파일(data-profile) 관리 모듈, ECU 데이터베이스 관리 모듈, 디지털 Cockpit 콘텐츠뷰(view) 위젯(widget) 관리 모듈, 디지털 Cockpit 실행흐름(workflow) 관리 모듈 등의 디지털 칵핏 저작 라이브러리와 ECU 데이터프로파일(data-profile) 기반 위젯(widget) 연동 모듈, WYSIWYG 기반 콘텐츠뷰(view) 저작 모듈, 이벤트(event) 기반 실행흐름(workflow) 상태전이(transition) 저작 모듈, 디지털 Cockpit 저작 프로젝트 관리 모듈, 임베디드 타겟 실행 모듈 생성 모듈 등의 디지털 Cockpit 저작 기능을 소프트웨어 프로토타입으로 구현함
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- 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입의 메뉴 구성
(그림 2-2-38) 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입 화면 구성
① 메뉴바: 파일 로드 등의 메뉴 구성
② 프로젝트정보창: HMI 모델의 실행흐름(workflow), 콘텐츠뷰(view) 등의 정보 구성
③ 편집창: HMI 모델의 실행흐름(workflow), 콘텐츠뷰(view) 의 편집 작업 영역
④ HMI구성요소창: 실행흐름(workflow), 위젯(widget) 리스트
⑤ 속성정보창: 위젯(widget), 이벤트(event)의 속성 정보 구성
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- 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입에서 실행흐름(workflow) 저작
새 워크북을 선택하여 빈 워크북 화면을 생성
HMI구성요소창에서 시작(start), 종료(end), 콘텐츠뷰(view) 등의 상태(state)를 선택하여 편집창으로 드래그하고, 상태(state)와 상태(state)를 드래그하여 선으로 연결함으로써 상태전이(transition)를 생성
상태(state)와 상태전이(transition)를 선택하여 속성정보창에서 속성을 확인하고 편집
(그림 2-2-39) 실행흐름(workflow) 저작 화면
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- 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입에서 콘텐츠뷰(view) 저작
편집창에서 상태(state)를 선택하여 연동되는 콘텐츠뷰(view) 편집 화면으로 전환
편집창이 콘텐츠뷰(view) 편집 화면으로 전환되면 HMI구성요소창은 자동차 모델에 따라 위젯(widget) 리스트를 정렬
HMI구성요소창에서 콘텐츠뷰(view)에서 사용할 위젯(widget)을 선택하여 편집창으로 드래그하고 위치와 크기를 조정
편집창에서 위젯(widget)을 선택하여 속성정보창에서 속성과 이벤트(event)를 확인하고 편집
(a) 내연기관 자동차 콘텐츠뷰(view) 저작 화면 (그림 2-2-40) 콘텐츠뷰(view) 저작 화면(계속)
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(b) 하이브리드 자동차 콘텐츠뷰(view) 저작 화면
(c) 전기 자동차 콘텐츠뷰(view) 저작 화면 (그림 2-2-40) 콘텐츠뷰(view) 저작 화면
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- 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입에서 데이터프로파일(data-profile) 저작
메뉴바에서 데이터프로파일(data-profile) 생성 버튼을 클릭하여 데이터프로파일(data-profile) 편집 다이얼로그 활성화
차종별 CAN 인터페이스 프로토콜에 따라 콘텐츠뷰(view)에서 표시할 ECU 정보에 대한 상세 스펙을 명세
(그림 2-2-41) 데이터프로파일(data-profile) 저작 화면
- 디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE) 프로토타입에서 HMI 모델 시뮬레이션
메뉴바에서 시뮬레이션 실행 버튼을 클릭하여 미리 저장된 가상의 자동차 센서 정보를 이용하여 시뮬레이션
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시뮬레이션 샘플 버튼을 클릭하여 랜덤하게 자동차 센서 정보를 생성하여 시뮬레이션
각각의 위젯(widget)에 해당하는 시뮬레이션 버튼을 클릭하여 개별 위젯의 on/off 동작을 시뮬레이션
연속적인 수치값을 가지는 속도계와 RPM 등의 위젯(widget)은 스크롤바를 이용하여 연속 동작을 시뮬레이션
(a) 전기 자동차 HMI 모델 시뮬레이션 화면
(b) 하이브리드 자동차 HMI 모델 시뮬레이션 화면 (그림 2-2-42) HMI 모델 시뮬레이션 화면
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디지털 Cockpit 실행 시스템(RTE) 프로토타입은 CAN 인터페이스 기반 ECU 데이터 연동 모듈, 디지털 Cockpit 콘텐츠뷰(view) 위젯(widget) 실시간 렌더링 모듈, 이벤트(event) 기반 디지털 Cockpit 실행흐름(workflow) 제어 모듈, 다중 thread 관리, 메모리 모니터링 및 최적화 모듈 등의 디지털 Cockpit 실행 기능을 임베디드 타겟에서 동작하도록 소프트웨어 프로토타입으로 구현함
- 임베디드 타겟에서 디지털 Cockpit 실행 시스템(RTE) 프로토타입의 HMI 모델 실행
디지털 Cockpit 저작 시스템(IDE)에서 저작하고 생성한 임베디드 타겟 실행 모듈을 탑재
HMI 모델과 실행 모듈로 구성된 실행 파일이 동작하며 실행흐름(workflow)에 따라 초기 화면이 나타난 후 정의된 이벤트에 따라 상태전이(transition) 효과가 적용되고 콘텐츠뷰(view) 화면이 표출
메인 화면의 각 위젯(widget)에 연동된 입력 데이터에 따라 실시간 랜더링
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(그림 2-2-43) 내연기관 자동차 HMI 모델 임베디드 타겟 실행 화면
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(그림 2-2-44) 하이브리드 자동차 HMI 모델 임베디드 타겟 실행 화면
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(그림 2-2-45) 전기 자동차 HMI 모델 임베디드 타겟 실행 화면
145 2. 디지털 클러스터 시제품 설계 및 개발
가. 디지털 클러스터 기술 분석
디지털 클러스터 UI 디자인 자료 조사
- BMW, 벤츠를 비롯한 글로벌 자동차 업체에서 컨셉카를 개발하면서 외관과 함께 내부의 디스플레이를 이용한 다양한 디지털 클러스터를 소개하고 있음
- 디지털 클러스터는 기존의 아날로그 클러스터(계기판)만 대치하는 것이 아닌 자동차의 다양한 정보와 내비게이션은 물론 엔터테인먼트까지도 포함하는 UX 디자인이 적용되고 있음 - 초기에는 자동차의 데이터를 많이 표현하는 방법을 중심으로 발전되다가 상용화를 앞두고 운전자의 사고 유발 가능성이 지적되면서 최근에는 직관적이고 명확한 정보를 가시성 높은 클러스터에 심플하게 표현하거나, 주행 모드에 따라서 다른 화면을 구성하는 기능성 디지털 클러스터로 발전되고 있음
즉, 사용자의 편의성과 감성을 만족시키는 방향으로 기술 개발이 진행되고 있음
- 디지털 클러스터 UI에는 인간공학적 설계가 적용되며 각종 정보를 효율적으로 표현하는 방법이 소개되고 있음
- 과거에 디지털 클러스터의 가능성을 검토하고 선행적으로 일부 자동차 모델에 적용한 디지털 클러스터가 개발됨
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- 최근 디지털 클러스터의 추세는 고급 자동차 모델에 와이드 LCD 기반의 클러스터가 적용되고 있음
자동차 클러스터의 디지털화
- 유럽의 글로벌 자동차 업체가 기존의 기계 중심의 자동차 업체에서 2012년부터 자동차 전장 중심의 업체로 발전하겠다는 로드맵을 표현한 바 있음
자동차 ECU 기술을 더욱 발전시킴으로써 스마트 자동차를 표명하며 UX 디자인이 결합된 형태로 발전
(그림 2-2-47) 과도기적인 자동차 클러스터의 변화
- 아날로그 클러스터는 서보 모터를 이용하여 입력되는 센서 입력에 대해서 지시바와 램프를 기반으로 정보를 표현함 - 과도기적인 현재의 클러스터는 디스플레이를 내장하여
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디지털화된 이미지, 텍스트로 센서 입력 내용을 표현함
- 디지털화된 클러스터는 많은 정보를 표현할 수 있으며, 운전자를 비롯해서 탑승자가 인지할 수 있는 표현 영역으로 정보를 제공함으로써 소비자의 반응이 매우 좋은 편이며 미래지향적이라는 의미가 전달되는 모습을 가지고 있음
- 일반적인 디지털 디스플레이 장치는 자동차에 적용하기에는 온도와 충격에 약하며 수명이 길지 못한 단점을 가지고 있지만 이를 극복하기 위한 기술 개발이 진행되고 있음
LCD, OLDE 등의 일반적인 디스플레이 장치는 충격에 취약
전기 전도에 문제가 발생하면서 디지털 표현이 안되는 경우가 있음
- 미래형 디지털 클러스터는 와이드 디스플레이를 2개 이상 장착하여 자동차 정보를 연속적으로 표현하는 방법으로 전시회에 출시되고 있음
디지털 클러스터의 주요 기술 개발 방향
- 자동차는 테마를 가지고 발전하고 있으며, 그린자동차, 지능형 자동차, 스마트 자동차 등의 테마를 적용하여 발전되고 있음 - 디지털 클러스터에 포함되는 분야는 스마트 자동차 및 지능형
자동차가 핵심 축이며, 최근 IT 기술과 융합되면서 고성능 프로세스를 이용하는 임베디드 기술, 디스플레이 기술, 콘텐츠 확보 등의 방향으로 발전되고 있음
- 임베디드 기술은 하드웨어 기술과 소프트웨어 기술로 구분할
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수 있으며, 반도체가 발전되면서 많은 정보를 자동차에서 처리 및 보관, 관리하면서 2D, 3D 영상으로 정보를 제공할 수 있음
자동차 임베디드 보드에 듀얼 MCU 구조를 적용하여 자동차의 시스템 MCU와 멀티미디어 프로세스가 디지털 클러스터를 구성함
디지털 클러스터에서 3D 콘텐츠를 많이 사용하면서 NVIDA를 비롯하여 그래픽 처리 기술의 강점이 있는 업체가 하드웨어 및 소프트웨어적인 프레임워크를 자동차에 적용하기 위한 특화된 제품군을 개발하고 있음
- 디스플레이 기술이 발전하면서 몇 가지 메뉴 기능을 이용하여 표현하던 계기판에서 사용자 모드에 따라 자동차의 시트, 엔터테이먼트, 내비게이션을 비롯해서 카메라 영상을 표현하는 디지털 클러스터들이 소개되고 있음
와이드 LCD를 적용하여 운전자를 비롯해서 탑승자에게 뚜렷한 화질로 정보를 전달할 수 있는 환경을 만들고 있음
와이드 LCD를 적용하여 운전자를 비롯해서 탑승자에게 뚜렷한 화질로 정보를 전달할 수 있는 환경을 만들고 있음