전자 시스템 디지털 트윈이란 무엇인가요?

전자 디지털 트윈(eDT, 디지털 트윈 )은 이러한 과제를 해결하는 방안입니다. 일반적으로 디지털 트윈( 디지털 트윈 )은 물리적 객체나 시스템을 가상으로 표현한 것입니다. 전자 디지털 트윈( 디지털 트윈 )은 이 개념을 칩, SoC, ECU 및 상호 연결된 E/E 아키텍처와 같은 전자 하드웨어 영역으로 한정합니다. 무엇보다 중요한 점은, eDT가 이러한 시스템의 하드웨어 동작뿐만 아니라 소프트웨어 상호작용까지 포착함으로써, 엔지니어들이 대상 하드웨어의 가상 표현 환경에서 수정되지 않은 양산용 소프트웨어 바이너리를 구축, 테스트 및 디버깅할 수 있게 해준다는 것입니다.

eDT가 다른 ‘ 디지털 트윈 ’ 부문과 차별화되는 점은 바로 적용 분야에 중점을 둔다는 것입니다.

eDT는 설계 및 검증 라이프사이클 전반에 걸쳐 칩부터 시스템 간 통합(systems-of-systems)에 이르는 전자 기술의 깊이를 다루며, 현장 소프트웨어 업데이트에 사용되는 eDT 기반 모델을 통해 운영 단계까지 그 범위를 확장합니다.

디지털 트윈 의 다른 카테고리들은 운영 수명 주기 전반에 걸친 시스템 및 물리 분야(기계, 열, 유체, 전자기, Multiphysics)를 다루며, Ansys 디지털 트윈 Ansys Twin Builder 소프트웨어 및 Ansys TwinAI 소프트웨어와 같은 제품을 통해 해당 분야를 선도하는 기술들을 제공합니다.

The Synopsys eDT 테크놀로지스 포트폴리오와 Ansys DT 기술 포트폴리오는 상호 보완적이며, 양방향 데이터 흐름이 존재합니다. 이에 대한 자세한 내용은 아래의 비교 섹션에서 자세히 다루고 있습니다.

• 자동차: 소프트웨어 정의 차량(SDV)을 위한 가상 ECU 테스트 및 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 검증 기능을 지원합니다 . SDV의 경우, OEM 업체들은 수십 개의 ECU에 걸쳐 수백만 줄에 달하는 코드를 통합해야 하는 과제에 직면해 있습니다.
• 항공우주 및 방위 산업: DO-178C와 같은 안전 표준에 따른 항공전자 장비 검증 지원 .
• 반도체: 소프트웨어 팀이 테이프아웃 수개월 전부터 가상 실리콘을 대상으로 검증 작업을 시작할 수 있도록 지원함으로써 SoC 시운전 과정을 가속화합니다 .
• 산업용 및 의료 기기: 규제 대상 제품의 임베디드 소프트웨어 검증에 대한 비용 효율적인 방안을 제공합니다 .

전자 제품 디지털 트윈 는 설계 데이터를 역동적인 가상 환경으로 변환하는 다단계 워크플로를 통해 구축됩니다. 이 과정은 선형적이지 않고 반복적입니다. 시뮬레이션과 테스트를 통해 얻은 통찰력은 모델 개선에 반영되어 지속적인 개선의 선순환을 만들어 냅니다. Synopsys eDT 플랫폼은 도구와 팀 전반에 걸쳐 이 워크플로를 조율하는 개방형 아키텍처를 제공합니다.

1. 디지털 모델 생성

모든 eDT의 기반은 대상 전자 시스템의 디지털 모델입니다. 엔지니어들은 설계 데이터를 가상화 환경에 입력하여 고충실도의 가상 복제본을 구축합니다. 주요 입력 데이터 유형은 다음과 같습니다:

• RTL 설명 — 레지스터 전송 레벨 하드웨어 정의
• SPICE 모델 — 아날로그 동작 특성 분석
• PCB 레이아웃 — 기판 수준의 상호 연결 및 배선
• 펌웨어 바이너리 — 하드웨어에서 실제로 실행될 최종 소프트웨어
• 하드웨어 설명 파일 — 신속한 기능 추상화를 위한 SystemC 트랜잭션 레벨 모델(TLM)

모델의 정밀도는 의도적으로 선택된 엔지니어링 전략입니다. 고속 기능형 TLM 모델은 신속한 소프트웨어 시동(bring-up)을 가능하게 하며, 사이클 정확도를 갖춘 RTL 기반 모델은 최종 검증 및 타이밍 분석에 필요한 정밀도를 제공합니다. Synopsys Platform Architect™는 시스템 수준에서의 아키텍처 탐색 및 성능 분석을 지원합니다. 개발 팀은 각 개발 단계에 적합한 추상화 수준을 선택하여, 초기 소프트웨어 작업 단계에서는 신속하게 시작하고 설계가 성숙해짐에 따라 정밀도를 높여 나갑니다.

2. 시뮬레이션 및 시나리오 테스트

디지털 모델이 구축되면 엔지니어링 팀은 시뮬레이션을 수행하여 하드웨어와 소프트웨어 간의 상호작용을 검증하고, 오류 주입 시나리오를 테스트하며, 환경 변수를 모델링합니다. 시뮬레이션의 범위는 추상화 수준에 따라 달라집니다:

• SoC 수준: 펌웨어 부팅 순서, 드라이버 간 상호작용 및 인터럽트 처리를 검증합니다 .
• ECU 수준: AUTOSAR, Linux, QNX 및 다양한 임베디드 RTOS를 포함한 전체 소프트웨어 스택을 ECU의 애플리케이션 소프트웨어와 연동하여 테스트합니다 .
• 시스템 간 연계 수준: 가상 차량 네트워크 전반에 걸친 다중 ECU 간 상호작용을 시뮬레이션합니다 .

시뮬레이션 요구 사항에 따라 필요한 기술적 접근 방식도 달라집니다.

가상 프로토타이핑 Synopsys 을 통해 Virtualizer™는 트랜잭션 수준의 가상 프로토타입을 생성하며, 이는 Synopsys Virtualizer 개발 키트(VDK) 형태로 제공되며, 수정되지 않은 양산용 소프트웨어 바이너리를 실제 하드웨어와 거의 동일한 동작으로 실행합니다. VDK는 주요 자동차용 SoC 플랫폼 및 Arm 가상 플랫폼에 대해 사전 통합되어 있어, 실리콘 설계부터 가상 프로토타입 활용까지 소요되는 시간을 단축합니다.

Synopsys 의 ZeBu®를 활용한 프리실리콘 에뮬레이션은 게이트 레벨의 정확도가 요구되는 대규모 설계에 대해 에뮬레이션 속도의 검증 기능을 제공하며, 이는 가상 프로토타이핑 과는 근본적으로 다른 추상화 수준에서 작동합니다.

Vector와 공동 개발한 오픈소스 라이브러리인 Synopsys Silver Vector와 공동 개발한 오픈소스 라이브러리인 SIL Kit를 활용한 ECU 레벨 공동 시뮬레이션은 여러 소프트웨어-인-더-루프(SIL) 환경을 연결하며, TCP/IP 네트워크를 통해 가상 ECU, 에뮬레이터 및 타사 도구의 공동 시뮬레이션을 가능하게 합니다. SIL Kit는 CAN, CAN FD, CAN XL, 이더넷, FlexRay 및 LIN 네트워크 시뮬레이션을 지원할 뿐만 아니라, 기능 모형 인터페이스(FMI) 표준을 준수하는 툴을 위한 FMU 임포터 어댑터를 통해 FMU 가져오기 기능도 제공합니다.

자동차(ISO 26262) 및 항공우주(DO-178C) 분야의 안전이 중요한 애플리케이션에 대해, eDT 기반 시뮬레이션은 물리적 하드웨어만으로는 재현하기 위험하거나, 비실용적이거나, 비용이 지나치게 많이 드는 극한 사례 및 고장 모드를 포함한 수천 가지 시나리오를 테스트할 수 있는 통제되고 재현 가능한 환경을 제공합니다.

Ansys 의^SCADE® 임베디드 소프트웨어 제품군과 같은 모델 기반 개발 도구는 이를 한 단계 더 발전시킵니다. SCADE 소프트웨어는 AUTOSAR 워크플로우와 통합되며, ISO 26262 및 DO-178C에 대한 네이티브 인증 지원을 제공함으로써, Synopsys 안전이 중요한 개발의 소프트웨어 아키텍처 측면에서 eDT 기술 포트폴리오를 보완합니다.

3. 반복적 디자인 피드백

시뮬레이션 결과는 신속한 설계 반복을 가능하게 합니다. 테스트 과정에서 타이밍 위반, 인터럽트 우선순위 충돌, 전력 관리 상태 전환 오류와 같은 하드웨어-소프트웨어 통합 문제가 발견될 경우, 엔지니어들은 물리적 시제품 제작 주기에 소요되는 며칠 또는 몇 주가 아닌, 단 몇 시간 만에 가상 환경 내에서 문제를 진단하고 수정하며 재검증할 수 있습니다.

피드백 루프는 다음 세 가지 메커니즘을 통해 작동합니다:

• 회귀 테스트: 모든 변경 사항에 대해 전체 테스트 스위트를 통해 검증을 수행함으로써, 설계가 발전함에 따라 발생할 수 있는 회귀 현상을 방지합니다.
• CI/CD 파이프라인 통합: 매 커밋 시마다 자동화된 빌드 및 테스트 워크플로가 실행되어 지속적인 품질 보증을 제공합니다.
• 교차 환경 테스트 자동화: Ansys 의TPT 임베디드 소프트웨어 테스트 도구는 MiL, SiL, PiL 및 HiL 환경에서 테스트 실행을 자동화하여 모든 개발 단계에 걸쳐 일관되고 비교 가능한 커버리지를 제공합니다.

이러한 반복적인 피드백 루프는 eDT 방식의 가장 큰 장점입니다. 팀은 소수의 물리적 테스트 주기를 실행하는 데 걸리는 시간 동안 가상으로 수천 번의 테스트 반복을 수행함으로써, 검증 기간을 단축하는 동시에 커버리지를 향상시킬 수 있습니다.

4. 도메인 간 협력

현대적인 전자 제품은 단일 팀이 개발하는 경우가 거의 없습니다. 예를 들어, 자동차용 ECU의 경우 다음과 같은 과정이 포함됩니다:

• 실리콘을 설계하는 칩 설계자들
• 드라이버 및 OS 계층을 개발하는 임베디드 소프트웨어 엔지니어
• ADAS 또는 인포테인먼트 기능을 개발하는 애플리케이션 개발자
• 전체 스택을 검증하는 시스템 통합업체

eDT를 통해 이러한 모든 팀은 각 단계의 인계를 차례로 기다릴 필요 없이, 공유된 가상 플랫폼에서 동시에 작업을 진행할 수 있습니다. 칩 설계 팀은 VDK를 임베디드 소프트웨어 팀에 전달할 수 있으며, 임베디드 소프트웨어 팀은 실리콘이 아직 개발 중인 단계에서도 드라이버 개발과 OS 구동을 시작할 수 있습니다.

변경 사항, 구성 설정 및 테스트 결과는 플랫폼 전반에 걸쳐 추적되어, 감사 기록이 인증 요건으로 요구되는 규제 산업 분야에서 필수적인 추적 가능성과 규정 준수를 보장합니다.

협업 인프라

eDT Synopsys eDT 플랫폼은 브라우저를 통해 eDT 환경에 접속할 수 있는 클라우드 네이티브 환경을 제공하여, 지리적으로 분산된 팀과 다자간 공급망이 독점적인 설계 IP를 공유하지 않고도 협업할 수 있도록 지원합니다.

사전 통합된 클라우드 기반 eDT Labs에는 Synopsys 기술, 개방형 생태계 도구, 모델 및 확장 가능한 컴퓨팅 리소스를 포함합니다. Synopsys Cloud는 eDT 플랫폼의 협업 환경인 ' 클라우드 네이티브 ' 자체와는 별개로, eDT 플랫폼을 서비스(PaaS) 형태로 제공할 수 있도록 지원하는 기반 백엔드 SaaS 인프라(청구, 계정 온보딩 및 상업적 지원)를 제공합니다.

전자 분야의 디지털 트윈은 개별 칩 설계부터 차량 전체의 전자 아키텍처에 이르기까지 다양한 추상화 수준에서 작동합니다. 이는 단순히 규모의 문제가 아닙니다. 각 수준은 서로 다른 도구, 워크플로우, 이해관계자를 가진 서로 다른 공학 분야를 나타내기 때문입니다.

반도체 회사의 검증 엔지니어가 사용하는 칩 수준의 eDT는 자동차 OEM의 SDV 통합 팀이 사용하는 시스템 간 eDT와 매우 다르게 보이지만, 둘 다 “전자 디지털 트윈”이라는 점에서는 동일합니다.

추상화 수준에 따라 시뮬레이션의 정확도, 실행 속도 및 적용 가능한 사용 사례가 결정됩니다.

eDT는 소프트웨어 정의 제품이 기존의 하드웨어 중심 설계를 대체하고 있는 산업 분야에서 개발 워크플로우를 혁신하고 있습니다. 이러한 변화는 제품당 소프트웨어 구성 요소의 기하급수적인 증가, 경쟁이 치열한 시장에서 요구되는 시장 출시 기간 단축, 그리고 소프트웨어 안전 및 사이버 보안과 관련된 규제 복잡성의 증가 등 여러 추세가 융합되면서 가속화되고 있습니다.

이 기술을 도입한 모든 산업에 공통적으로 나타나는 특징은 바로, 제품의 기능이 점점 더 맞춤형 또는 준맞춤형 전자 기기에서 구동되는 소프트웨어에 의해 결정된다는 점이며, 이는 바로 Synopsys 이 40년 넘게 활동해 온 바로 그 분야입니다.

이 산업들은 모두 근본적으로 동일한 요구 사항을 공유하고 있습니다. 바로, 점점 더 복잡해지는 소프트웨어를 해당 하드웨어가 물리적으로 존재하기 전에 전자 하드웨어에서 검증해야 한다는 점입니다.

전자 설계 기술( 디지털 트윈 , eDT)의 가치는 초기 아키텍처 탐색 단계부터 최종 검증 완료 단계에 이르기까지 전체 개발 라이프사이클에 걸쳐 발휘됩니다. 다음의 이점들은 다양한 산업 분야에서 eDT가 도입되는 주요 동인입니다.

1. 시프트-레프트 개발

물리적 하드웨어가 나오기 몇 달 전부터 소프트웨어 개발을 시작하세요. Synopsys eDT 플랫폼을 통해 OEM은 하드웨어가 출시되기 전에 소프트웨어 검증의 최대 90%를 완료할 수 있습니다. 주요 자동차 SoC 플랫폼용 Synopsys 선도적인 자동차 SoC 플랫폼을 위한 VDK를 활용하는 고객들은 실제 실리콘이 공급되기 최대 12개월 전에 소프트웨어 개발을 시작했으며, 이러한 시간적 이점은 개발 프로그램의 구조를 근본적으로 변화시킵니다. 볼보 자동차(Volvo Cars)가 자사의 코어 시스템 플랫폼(Core System Platform)을 위해 클라우드 호스팅 방식의 전자 시스템 아키텍처( 디지털 트윈 )를 도입한 사례가 이를 잘 보여줍니다.

비용 측면에서도 그 영향은 마찬가지로 크다:

• 가상 프로토타이핑 에서 버그가 발견되었으나, 몇 시간 만에 수정되었으며, 비용은 엔지니어링 시간으로만 산정되었습니다.
• 실리콘 제조 과정에서 버그가 발견됨 — 단 한 번의 재제작만으로도 수백만 달러의 비용이 들고 일정에 수개월이 더 소요될 수 있다.

2. 시장 출시 기간 단축

하드웨어와 소프트웨어의 병렬 개발을 통해 수년에 걸친 프로그램 일정을 단축합니다. 이제 팀들은 소프트웨어 통합을 시작하기 위해 칩 테이프아웃을 기다릴 필요가 없습니다. 하드웨어 설계와 소프트웨어 개발이 동시에 진행되며, eDT가 공유 통합 지점 역할을 합니다.

이 분야의 성장 잠재력은 막대합니다. 롤랜드 베르거(Roland Berger)에 따르면, 2024년 OEM 기업들은 소프트웨어 개발에 약 400억 유로를 지출한 것으로 추정됩니다. 또한이 컨설팅 회사는 업계 전반이 SDV에 최적화된 개발 방식으로 전환할 경우, 하드웨어 중심 접근 방식에 비해 2030년까지 매년 170억 유로를 절감할 수 있을 것으로 추산하고 있습니다.

3. 시제품 제작 비용 절감

초기 단계의 실물 시제품을 대체하거나 그 수를 줄여, 첫 번째 프로젝트부터 측정 가능한 투자 수익률(ROI)을 달성하십시오. 실물 시제품 하나를 제거할 때마다 자재비, 제조 비용, 실험실 소요 시간 및 반복 개발 주기를 직접 절감할 수 있습니다.

각 단계별 경제성:

• SoC 수준: 실리콘 재설계 한 번만으로도 마스크 세트, 웨이퍼 제조, 패키징, 기판 재설계 비용으로 1,000만 달러 이상이 소요될 수 있습니다.
• ECU 수준: 물리적 시제품 하드웨어, 테스트 벤치 및 실험실 인프라는 하드웨어 변종 수에 비례하여 선형적으로 증가하는 지속적인 자본 지출을 의미합니다.
• 시스템 수준: 물리적 ECU 시험 장비를 갖춘 차량 전체 통합 실험실은 자동차 개발 프로그램에서 가장 비용이 많이 드는 자산 중 하나입니다.

eDT는 물리적 시제품 제작을 완전히 대체하지는 않습니다. 특히 안전이 중요한 인증의 경우, 최종 생산 검증에는 여전히 하드웨어가 필요합니다. 하지만 eDT는 초기 단계의 물리적 시제품 제작을 없애거나 대폭 줄여주며, 불필요한 시제품 제작 주기를 단 한 번만 피해도 투자 비용을 회수할 수 있는 경우가 많습니다.

4. 품질 및 신뢰성 향상

하드웨어-소프트웨어 통합 문제를 실리콘이나 양산 하드웨어 단계에 이르기 전에 미리 파악하십시오. 가상 환경을 통해 물리적 프로토타입으로는 실현하기 어려운 철저한 시나리오 테스트를 수행할 수 있습니다.

eDT가 물리적 테스트로는 불가능한 것을 가능하게 하는 점은 다음과 같습니다:

• 극한 상황 및 고장 모드를 포괄하는 수천 건의 결함 주입 테스트
• 실제 하드웨어에서는 위험하거나 실행하기 어려운 스트레스 시나리오
• 단순히 최종 검증뿐만 아니라, 모든 설계 반복 단계에 걸쳐 체계적인 회귀 테스트를 수행
• 인증 및 감사 요건을 지원하는 완벽한 테스트 추적성

안전이 매우 중요한 산업 분야인 자동차(ISO 26262), 항공우주(DO-178C), 의료기기(IEC 62304) — 에서 품질 결함은 막대한 비용이 드는 리콜부터 인명 손실에 이르기까지 다양한 결과를 초래할 수 있습니다. eDT는 이러한 표준이 요구하는 체계적이고, 재현 가능하며, 문서화된 가상 환경을 제공합니다.

5. 생태계 간 협력 가속화

독점적인 지적재산권(IP)을 노출하지 않고도 다자간 공급망이 공유된 가상 플랫폼에서 협업할 수 있도록 지원합니다. 현대의 전자 제품은 OEM, 1차 공급업체, 반도체 공급업체, 독립 소프트웨어 공급업체 등 다양한 주체가 협력하여 개발되는데, 이들 주체는 IP 공유가 너무 위험하다는 이유로 전통적으로 프로그램 후반부에 이르러서야 통합 시스템을 테스트할 수 있었습니다.

eDT는 이러한 역학을 변화시킵니다:

• SIL Kit의 오픈소스 아키텍처를 통해 각 참여자는 내부 설계 세부 정보를 노출하지 않고도 공유된 공동 시뮬레이션에 가상화된 구성 요소를 기여할 수 있습니다.
• Synopsys 의 eDT 플랫폼에 포함된 ‘ 클라우드 네이티브 ’ 환경은 브라우저 기반의 eDT 모델 접근 기능을 제공하며, 각 참여사가 공유 가상 테스트 캠페인에 참여하면서도 자체 컴퓨팅 환경과 독점 지적재산권(IP)에 대한 통제권을 유지할 수 있는 배포 옵션을 갖추고 있습니다.
• 암호화된 모델 컨테이너와 접근 제어 환경은 조직의 경계를 넘어 독점적인 지적 재산을 보호합니다.

그 결과, 과거에는 물리적 테스트의 막바지 단계에서야 드러나곤 했던 통합 문제를 몇 달 앞서 파악하고 해결할 수 있게 되었습니다.

이 용어는 디지털 트윈 는 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 다양한 목적을 수행하는 광범위한 기술 영역을 포괄합니다. 자동차 OEM 임원이 “디지털 트윈 ”라고 말할 때, 이는 생산 최적화를 위해 사용되는 공장 현장의 가상 복제본을 의미할 수 있습니다. 반면 칩 설계자가 같은 용어를 사용할 때는 실리콘 제작 전 소프트웨어 개발에 사용되는 가상화된 SoC를 의미합니다. 이는 서로 상충되는 정의가 아니라, 동일한 기본 개념에 대한 서로 다른 적용 영역을 설명하는 것입니다.

The Synopsys eDT 기술 포트폴리오와 Ansys 디지털 트윈 기술 포트폴리오는 이 범주 전반에 걸쳐 상호 보완적입니다. 이 둘의 차이는 라이프사이클 단계가 아닌 적용 수준에 있습니다: Synopsys eDT 기술은 전자 분야의 심도(칩부터 E/E 아키텍처까지)에 중점을 두는 반면, Ansys 디지털 트윈 기술은 시스템 및 물리 분야의 폭(기계, 열, 유체, 전자기, Multiphysics)에 중점을 두며, 각각은 해당 영역에서 라이프사이클 전반을 아우릅니다.

함께, Synopsys 그리고 Ansys 전자 공학의 심도부터 시스템 및 물리학의 폭에 이르기까지 전체 분야를 아우릅니다. Synopsys eDT 기술 포트폴리오는 팀이 단 하나의 칩도 제조되기 전에 가상 환경에서 전자 시스템을 설계, 검증 및 확인할 수 있도록 지원합니다. 해당 제품이 양산에 들어가면, Ansys Twin Builder 소프트웨어는 복잡한 물리 현상을 IIoT 플랫폼에 배포하기에 적합한 계산 효율적인 표현으로 단순화하는 저차원 모델(ROM)을 사용하여, 하이브리드 분석 및 디지털 스레드 기반 배포를 포함한 실시간 운영 모니터링을 위한 시뮬레이션 기반 디지털 트윈을 생성합니다. Ansys TwinAI 소프트웨어는 물리 기반 모델과 실제 운영 데이터를 통합하는 AI 기반 예측 분석을 통해 이를 한 단계 더 발전시킵니다.

이는 일방적인 정보 전달이 아닙니다. Ansys 운영 트윈(operational twins) — 실제 성능 지표, 고장 모드, 환경적 스트레스 패턴 등 —을 통해 수집된 현장 데이터는 차세대 하드웨어 설계에 유용한 정보를 제공하며, 이를 통해 업데이트된 eDT에 피드백되어 운영과 엔지니어링 간의 피드백 루프를 완성합니다. 각 제품 세대는 이전 세대의 운영 통찰력을 바탕으로 발전합니다.

이 두 가지를 합치면, Synopsys 및 Ansys 포트폴리오는 전자 분야의 심도 있는 전문성부터 시스템 및 물리 분야의 폭넓은 영역에 이르기까지 해당 카테고리를 아우르며, 이는 업계 전반에서 비교적 보기 드문 포괄성을 보여줍니다. 살펴보기 Ansys 디지털 트윈 이 카테고리의 상호 보완적인 시스템 및 물리 분야를 담당하는 포트폴리오입니다.

eDT 도입을 검토하는 엔지니어링 팀은 해당 기술의 기능과 실무적 고려 사항 모두를 이해해야 합니다. 다음은 Synopsys eDT 기술 포트폴리오가 해결하기 위해 설계된 사항들입니다.

모델 정확도와 시뮬레이션 속도의 균형

정밀도가 더 높은 모델(사이클 정확도, 게이트 레벨)은 더 정확한 결과를 제공하지만, 기능 모델보다 실행 속도가 몇 배나 더 느립니다. 각 개발 단계에 적합한 추상화 수준을 선택하는 것은 엔지니어링의 핵심적인 절충점입니다. Synopsys eDT 기술 포트폴리오는 체계적인 정밀도 스펙트럼을 제공합니다. 초기 소프트웨어 시동 단계에서는 Virtualizer/VDK 기반의 빠른 기능적 TLM 모델을, 최종 검증 단계에서는 ZeBu 기반의 사이클 정확도 모델을, 물리적 프로토타이핑 검증 단계에서는 HAPS 기반의 FPGA 프로토타이핑을 활용할 수 있습니다. 개발 팀은 신속하게 작업을 시작하고, 설계가 성숙해짐에 따라 정밀도를 점차 높여갈 수 있습니다.

다중 벤더 툴체인 통합

대부분의 조직은 다양한 설계 도구, 독자적인 모델, 그리고 수년에 걸쳐 축적된 확립된 워크플로우를 혼합하여 운영합니다. 도구를 전면적으로 교체해야 하는 eDT 플랫폼은 실용적이지 않습니다. SIL Kit의 오픈소스이자 벤더 중립적인 아키텍처는 바로 이러한 상황을 위해 특별히 설계되었습니다. 이 아키텍처는 타사 시뮬레이터, FMU 호환 모델, 독자적인 도구와 Synopsys 도구를 교체할 필요 없이 구성 요소와 함께 연결합니다. Synopsys eDT 플랫폼은 이를 플랫폼 수준으로 확장하여, Synopsys 기술, 개방형 생태계 파트너, 확장 가능한 컴퓨팅 기능을 제공합니다.

협업 환경에서의 지적재산권 보호

다자간 개발 프로그램(OEM + 1차 공급업체 + 반도체 공급업체)에서는 독점적인 설계 IP를 노출하지 않으면서 가상 모델을 공유해야 합니다. 암호화된 모델 컨테이너, 접근 권한이 제어되는 클라우드 환경, 그리고 각 참여자가 자신의 컴퓨팅 환경을 직접 관리할 수 있도록 하는 배포 모델이 필요한 보안 프레임워크를 제공합니다. 각 참여자는 다른 참여자의 내부 설계를 볼 수 없는 상태에서 공동 시뮬레이션에 기여합니다.

대규모 다중 ECU 시뮬레이션을 위한 컴퓨팅 규모

실시간 및 준실시간 시뮬레이션 요구 사항 — 특히 자동차 ADAS 테스트 및 HiL 통합의 경우 — 은 기존 컴퓨팅 인프라의 한계를 시험하고 있습니다. Synopsys eDT 플랫폼과 같은 클라우드 기반 환경은 탄력적인 컴퓨팅 확장성을 제공하지만, 지연 시간에 민감한 공동 시뮬레이션을 수행하는 지리적으로 분산된 팀의 경우 네트워크 지연 시간은 여전히 실질적인 고려 사항으로 남아 있습니다. 워크로드와 팀 분포에 맞춰 컴퓨팅 리소스의 규모를 결정하는 것은 사후 고려 사항이 아니라 신중한 엔지니어링적 결정입니다.

팀 간 워크플로우 조정

현대 전자 제품은 칩 설계, 임베디드 소프트웨어, 애플리케이션 개발, 시스템 통합 등 여러 공학 분야를 아우르며 개발되는데, 각 분야마다 고유한 도구와 개발 주기를 가지고 있습니다. 이러한 팀들을 공유된 가상 플랫폼을 중심으로 조율하려면 명확한 워크플로우 설계가 필요합니다. 즉, 칩 설계 팀에서 소프트웨어 팀으로 VDK를 어떻게 배포할지, CI/CD 파이프라인 전반에 걸쳐 회귀 테스트를 어떻게 구성할지, 그리고 통합 시나리오를 어떻게 순차적으로 진행하고 추적할지 등을 결정해야 합니다. eDT 플랫폼은 오케스트레이션 계층을 제공하지만, 워크플로우 설계는 프로그램 수준의 엔지니어링 책임입니다.

AI를 활용한 테스트 생성 및 커버리지

eDT 환경이 점점 더 복잡해짐에 따라, 가능한 테스트 시나리오의 수도 급속히 증가하고 있습니다. 자동화된 테스트 생성, 지능형 커버리지 분석, 이상 탐지를 위한 머신러닝 접근 방식이 시뮬레이션 자원을 위험이 가장 높은 시나리오에 집중시키는 방법으로 부상하고 있습니다. AI/ML과 eDT 워크플로우의 이러한 융합은 업계 전반에서 활발히 혁신이 이루어지고 있는 분야이며, 점차 Synopsys eDT 기술 포트폴리오에 점차 통합되고 있습니다.

eDT Synopsys eDT 테크놀로지스의 제품 포트폴리오는 전자기기 디지털 트윈을 구축, 배포 및 관리하는 데 필요한 기능을 아우릅니다. 여기에는 가상화, 에뮬레이션, 프로토타이핑, 테스트 자동화 및 클라우드 인프라가 포함됩니다. 다음 기술들은 Synopsys eDT 기술 포트폴리오의 핵심을 이루며, 각 기술은 앞서 설명한 전자 디지털 트윈( 디지털 트윈 ) 워크플로의 특정 단계나 측면을 다룹니다.

Synopsys 전자 제품 ‘ 디지털 트윈 (eDT)’ 플랫폼

2026년 3월에 출시된 ‘Synopsys ’ eDT 플랫폼은 Synopsys eDT 기술(가상 프로토타입, 에뮬레이터, 프로토타이핑 시스템)의 일부를 파트너 콘텐츠 및 클라우드 인프라와 함께 통합하여, 전자기기 디지털 트윈을 생성, 관리, 배포 및 활용할 수 있는 통합 환경을 제공합니다. 이 플랫폼은 SaaS 및 BYOC(Bring Your Own Cloud) 배포 방식을 모두 지원하며, Synopsys 기술, 개방형 생태계 도구, 모델 및 확장 가능한 컴퓨팅 리소스를 포함하고 있습니다.

Synopsys Virtualizer 그리고 Virtualizer 개발 키트(VDK)

Synopsys Virtualizer 전자 시스템의 가상 프로토타입을 생성합니다. ‘ Virtualizer (VDK)’ 형태로 제공되는 이러한 프로토타입은 전자 시스템의 기초가 되는 디지털 트윈 역할을 합니다. VDK는 수정되지 않은 양산용 소프트웨어 바이너리를 실제 하드웨어와 거의 동일한 동작으로 실행하므로, 소프트웨어 팀은 실제 칩이 출시되기 몇 달 전부터 완전한 가상 환경에서 구축, 테스트 및 디버깅을 수행할 수 있습니다. 주요 자동차용 SoC 플랫폼 및 Arm 가상 플랫폼용으로 사전 통합된 VDK를 이용할 수 있습니다.

Synopsys ZeBu

Synopsys ZeBu 이는 가속화된 실행 속도에서 게이트 레벨의 정확도를 필요로 하는 검증 팀 및 소프트웨어 개발자를 위한 하드웨어 지원 에뮬레이션 플랫폼입니다. ZeBu 는 Virtualizer / VDK와는 다른 추상화 수준을 다룹니다. 즉, 검증 환경을 위해 공랭식 배포 방식을 통해 대규모 설계를 게이트 레벨의 정확도로 실리콘 제작 전 에뮬레이션합니다. ZeBu 는 가상 프로토타이핑 와 비교했을 때 정확도 측면에서 서로 다른 위치에 있으며, 이 두 플랫폼은 상호 보완적일 뿐 상호 대체 가능하지 않습니다.

Synopsys HAPS

Synopsys HAPSFPGA 를 기반으로 한 프로토타이핑 솔루션으로, 물리적 프로토타이핑 환경에서 IP-to-SoC 하드웨어 및 소프트웨어 검증에 사용됩니다. HAPS 는 실리콘 제작 전 가상 환경과 물리적 하드웨어 검증 사이를 연결해 줍니다.

Synopsys Silver

Synopsys Silver 는 가상 ECU(vECU)를 생성하고 실행하기 위한 소프트웨어-인-더-루프(Software-in-the-Loop) 솔루션입니다. 이 솔루션은 AUTOSAR, Linux, QNX 및 다양한 임베디드 RTOS 환경에서 ECU 개발, 기능 테스트 및 검증을 위한 조기, 확장 가능하고, 비용 효율적이며, 결정론적인 시뮬레이션 플랫폼을 제공합니다.

Vector의 SIL 키트 및 Synopsys

SIL Kit는 소프트웨어-인-더-루프(Software-in-the-Loop) 환경을 연결하기 위한 오픈소스 라이브러리로, Vector와 Synopsys가 공동 개발한 오픈소스 라이브러리입니다. 이 라이브러리를 사용하면 TCP/IP 네트워크를 통해 여러 벤더의 가상 ECU, 에뮬레이터, 가상 머신 및 시뮬레이터를 단일 공동 시뮬레이션 환경으로 통합할 수 있습니다. SIL Kit은 CAN, CAN FD, CAN XL, 이더넷, FlexRay 및 LIN 네트워크 시뮬레이션을 지원합니다. 벤더 중립적인 오픈소스 모델 덕분에, 단일 툴 벤더가 전체 툴체인을 통제하지 않는 다자간 SDV 개발 프로그램의 통합 중추 역할을 합니다.

Platform Architect

Platform Architect SystemC를 기반으로 한 초기 아키텍처 탐색 및 시스템 수준의 성능/전력 분석을 지원합니다. ‘ Platform Architect ’를 통해 아키텍처 팀은 세부 RTL 구현에 착수하기 전에 설계상의 상충 관계를 평가할 수 있습니다.

보완적 Ansys 솔루션

Ansys TPT

Ansys TPT MiL, SiL, PiL 및 HiL 테스트 워크플로우를 위한 테스트 자동화 플랫폼입니다. ‘ TPT ’는 ECU 검증을 위한 AUTOSAR 테스트를 포함하여 모든 개발 단계에서 일관된 테스트 실행을 가능하게 합니다.

제품 수명 주기의 운영 단계에서, ‘Ansys ’디지털 트윈 포트폴리오는 설계 단계의 eDT가 제공하는 가치를 생산 및 현장 운영 단계까지 확장해 주는 상호 보완적인 기능을 제공합니다.

Ansys Twin Builder

Ansys Twin Builder 소프트웨어는 실시간 운영 모니터링을 위해 저차원 모델(ROM)을 활용하여 시뮬레이션 기반의 디지털 트윈을 생성합니다.

Ansys TwinAI

Ansys TwinAI 소프트웨어는 물리 기반 모델과 실제 운영 데이터를 통합하는 AI 기반 예측 분석 기능을 제공합니다.

Ansys SCADE

Ansys SCADE는 안전이 중요한 소프트웨어를 위해 AUTOSAR가 통합된, ISO 26262 /DO-178C 인증을 받은 모델 기반 개발 환경을 제공하며, 이는 Synopsys 안전이 중요한 임베디드 개발의 소프트웨어 아키텍처 측면에서 eDT 기술 포트폴리오를 보완합니다.

eDT 테크놀로지스의 Synopsys의 eDT 기술과 함께, 이러한 도구들은 전자공학의 깊이부터 시스템 및 물리학의 폭에 이르기까지 전체 분야를 아우릅니다.

추가 자료

• 디지털 트윈( 디지털 트윈)이란 무엇인가? — 본 기사에서 중점적으로 다루는 전자 분야 디지털 트윈 외에도 운영, 하이브리드, 시스템, 프로세스 트윈을 아우르는 ‘디지털 트윈 ( 디지털 트윈 )’ 범주에 대한 포괄적인 가이드입니다.
• Re-Engineering Engineering: SDV 시대의 전자 디지털 트윈 — Synopsys eDT가 자동차 소프트웨어 개발을 어떻게 재편하고 있는지에 대한 백서.
• 소프트웨어 개발, 시스템 검증 및 전자 디지털 트윈과의 협업 — Synopsys 다자간 공급망 전반에 걸친 협업형 eDT 워크플로우에 관한 백서.
• 볼보 자동차: 전자 디지털 트윈 (eDT) 사례 연구 — OEM의 핵심 시스템 플랫폼을 검증하는, 클라우드 기반 완전한 eDT의 실제 적용 사례.
• 콘티넨탈과 Synopsys 의 가상 ECU 파트너십 — CAEdge 클라우드 기반 개발 환경을 활용한 Synopsys 가상 ECU 솔루션과 CAEdge 클라우드 기반 개발 환경 간의 티어 1 통합.
• Ansys 디지털 트윈 포트폴리오 — ‘ 디지털 트윈 ’ 카테고리에서 시스템 및 물리학을 다루는 상호 보완적인 부분.

Synopsys, Inc. (나스닥: SNPS)는 앞서 설명한 eDT 기술들— Virtualizer (VDK), ZeBu, HAPS, Silver, SIL Kit, TPT, Platform Architect —을 개발하며, 엔지니어링 팀은 이를 활용해 각 개발 단계에 적합한 정밀도로 전자 디지털 트윈을 구성합니다. Synopsys Electronics 디지털 트윈 플랫폼은 이러한 기술들을 통합된 ‘시프트 레프트(shift-left)’ 개발 환경으로 조율하는 개방형 플랫폼입니다.

디지털 트윈 카테고리의 ‘시스템 및 물리학’ 부문( 살펴보기 )에 속하는 Ansys, 이는 Synopsys디지털 트윈 포트폴리오의 일부입니다.

Synopsys 실리콘에서 시스템까지 의 엔지니어링 솔루션을 제공합니다.