LXI를 통한 효율적인 테스트 시스템 구축

이 글에서는 LXI를 소개하면서 장점들에 대해 설명하고, 테스트 시스템의 범위와 기능을 확장하는 사용 모델을 보여준다. 또한 애질런트 오픈을 호출하는 방식에서 LXI 역할을 설명함으로써 개방형 소프트웨어 환경을 통해 시스템 개발을 단순화는 것을 보여준다

자료제공 : 한국 애질런트 테크놀러지(www.agilent.co.kr)

 LXI(LAN eXtensions for Instrumentation)는 이더넷, TCP/IP, 웹브라우저, IVI-COM 드라이버 등과 같이 널리 사용되는 표준을 기반으로 하는 차세대 측정 플랫폼이다. LXI는 카드케이지의 크기 또는 비용 문제를 고려하지 않고도, 독립 실행형 계측기의측정 기능 및 PC 표준 I/O 연결과 플러그 인 카드의 모듈성 및 컴팩트한 크기의 플러그 인 카드를 결합할 수 있다.LXI를 사용하여 엔지니어는 독립 실행형 계측기의 측정 기능, 테스트 루틴및 시스템 소프트웨어를 쉽게 활용하거나 모듈형 계측기로 마이그레이션할 수 있다. LXI 표준은 컴퓨터 및 네트워킹 표준의 안정성에 의존하고, 성능과 기능이 떨어지는 표준을 시스템개발자가 제거하도록 함으로써 수명이긴 계측기 및 시스템 구현을 가능하게한다.이 글에서는 LXI를 소개하면서 장점들에 대해 설명하고, 테스트 시스템의범위와 기능을 확장하는 사용 모델을간략하게 보여준다. 또한 애질런트Open을 호출하는 방식에서 LXI의 역할을 설명함으로써 System-Ready계측기, PC 표준 I/O 및 개방형 소프트웨어 환경을 통해 시스템 개발을 단순화하는 것을 설명한다.

핵심 현안의 정의

테스트 시스템 개발 시 엔지니어는 시스템 개발, 통합 및 배치와 관련한 시간과 비용을 지속적으로 줄여야 한다. 이러한 문제와 관련한 일반적인 해결책은 아래와 같다.

- 특수 인터페이스를 제거하여 PC에서 표준 I/O 포트를 쉽게 사용할수 있도록 함

- 테스트 장비의 모듈성을 강화하는 대신, 비용이 많이 드는 카드케이지 및 Slot 0 컨트롤러 제거

- 배치되는 시스템의 면적 축소

- 시스템 설정을 단순화 해주는 소프트웨어, 드라이버 및 유틸리티 제공

- R&D에서 제조생산까지 소프트웨어의 활용도를 높이고 제조생산 과정 전환 이후의 측정 무결성 보장일부의 경우, 다음과 같은 또 다른 문제들이 제기 되기도 한다.

테스트 시스템은 대부분의 백플레인 및 인터페이스의 수명보다 더 오랫동안 서비스를 제공한다. 컴퓨터 백플레인(ISA, EISA, VME, PCI, Compact PCI)은 몇 년에 한번씩 계속적으로 변화하지만 일반적으로 이전 버전과 거의 호환이 되지 않는다. 계측 버전(VXI,PXI)의 경우에도 역시 동일한 문제를 가지고 있다. 이러한 문제들로 인하여 GPIB, MXI 등과 같은 표준형 테스트 및 측정(T&M) 인터페이스는 LAN 및 USB의 향상된 속도 및 폭넓은 적용에 비해 상당히 뒤떨어져 있다. 대신에 GPIB 또는 MXI 카드의 경우에는 컴퓨터 아키텍처가 변화할 때마다 새로운 버전이 개발 및 판매되어야 한다. 애질런트 테스트 시스템 엔지니어가 이와 같은 문제를 해결할 수 있도록 하기 위해 미래형 테스트 시스템을 위한 새로운 비전을 제시하고 있다. 이것은 PC 표준 I/O를 사용하며 통합이 간편한 소형 모듈로 패키지 된 통합형 계측기로부터 출발한다. 또한 시스템의 크기와 비용을 줄이면서 유연성을 향상시킬 수 있는‘통합’계측기의 신속한 정렬 및 재정렬을 가능하게 해주는 하드웨어 및 소프트웨어 빌딩 블록을 포함한다.

첫 단계

애질런트는 다양한 계측기에 웹 기반 인터페이스와 LAN 포트를 추가하여 PC 표준 기술을 활용하고 있는 최초의 계측기 제조업체 중 하나다. 실제로 현재 모든 PC가 웹 브라우저와 LAN 포트를 장착하여 제공되기 때문에 이와 같은 향상된 기술의 LAN은 대부분의 병렬 및 직렬 인터페이스의 한계를 넘어서는 고유한 여러 가지의 장점을 가지고 있기 때문에 계측 산업의 원동력이 되고 있다. 예를 들어, LAN은 처리할 수 있는 노드 수에 제한이 없고 장거리 장치 간연결이 가능하다. 또한 TCP/IP 오류 검사 및 결함 감지 기능을 포함하고 있다.이러한 기능은 일반적으로 처리 속도에 영향을 주지 않는다. 뿐만 아니라 LAN을 사용하면 자동 장치 검색, 주소 지정,자산 관리 및 네트워크 관리를 효율적으로 수행할 수 있다. LAN 인터페이스는 Agilent IO Libraries Suite(E2094N) 등과 같이 PC와 LAN 사용 계측기 간의 연결을 간소화해주는 혁신적인 소프트웨어 제품과 함께 사용할 경우‘GPIB easy’가 된다. LXI 표준에 의해 정의되는 확장 기능들을 추가할 경우, 테스트 엔지니어는 이 강력한 I/O 연결을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.(그림 1)

계측에서의 LAN 확장

 LXI 표준은 LAN 기반 계측기 혁신의 다음 단계로서‘일체형(Box)’계측기, 통합형 계측기 모듈 및 계측기‘빌딩 블록’모듈을 포함한다. 장치의 상호 운용성과 사용자 만족을 동시에 극대화 하기 위해 LXI 사양에서는 호환 계측기의 최소 기능을 명확하게 정의한다. 이러한 정의는 IEEE 802.3(이더넷),TCP/IP, 웹 브라우저, XML, IVICOM 드라이버, IEEE 1588 등과 같이 설정된 표준을 활용하여 수행된다.우수한 성능의 보장 LXI 표준은 계측기가 시스템 환경에서 안정적이고 정확하게 작동하도록 하기 위해 계측기별 요구 조건을 정의한다.

- 냉각

- 트리거

- 인터럽트 처리

- 기계적 인터페이스

- 소프트웨어 인터페이스

- 전자기 및 무선 주파수 간섭

- 네트워크 라우팅 및 스위칭

- 검색

- 장치 간 동기화

독립형(Self-Contained) 계측기이든 기능적 빌딩 블록이든 관계 없이 이러한 요구 조건은 LXI 모듈의 안정적인 교정을 가능하게 한다. 또한 냉각 및 간섭 문제를 야기할 수 있는 카드케이지를 제거함으로써 교정 및 정확도를 크게 향상시킨다.

세 가지 유형의 정의 LXI 표준에서는 테스트 시스템에서 쉽게 결합 및 일치될 수 있는 세 가지 유형의 계측기를 정의한다.(그림 2)

* 유형 C: GPIB를 LAN으로 교체하고 LAN의 전체 기능을 이용하는 독립 실행형 또는 벤치형 계측기이다. 이 계측기는 계측기 설정 및 데이터 액세스를 위해 웹 인터페이스(XML 포함)를 활용한다. 또한 프로그래밍을 간소화하기 위해 유형 C 계측기는 IVI 드라이버 API(Application Programming Interface)를 제공한다.

* 유형 B: 이 장치는 분산 관리 시스템을 사용 하도록 설계되었다. 유형 B는 유형 C 요구 조건을 충족하며, IEEE1588 동기화를 포함한다

*유형 A: 이 유형의 장치는 유형 C 및 B 요구 조건을 충족하며 고속 하드웨어 트리거 버스 및SI(Synthetic Instruments)를 위한 작업 모델 이라는 두 가지 특성을 추가한다. 실제로 독립 실행형 LXI 계측기는 전체 랙 또는 하프 랙 너비로 전면판 디스플레이 및 키패드를 수용하기에 충분한 높이를 가지고 있다. 모듈형 LXI계측기(디스플레이 또는 키보드 제외)는 일반적으로 하프 또는 전체 랙 너비이며 높이는 1U 또는 2U에 불과하다. 모든 입/출력 신호 연결은 전면판에, 전원 및 I/O 연결은 후면에 위치되어 있다.

당면 문제 해결

채택된 표준과 추가 확장을 통해 LXI는 시스템 개발자의 요구 사항에 부합하는 네 가지 강력한 장점을 제공한다.

* 향상된 유연성: LXI의 모듈형 방식을 사용하면 모듈을 쉽게 결합하고 일치시킴으로써 각 시스템이나 애플리케이션에 필요한 기능을 정확하게 제공 할 수 있다. LXI는 RF 계측기 사례에서 이와 같은 개념을 더욱 확장한다. 소프트웨어 명령을 통해 디지타이저, 다운컨버터 등과 같은 유형 A 빌딩 블록 모듈을 신속하게 재구성하여 스펙트럼 분석기, 신호 생성기, 파형 디지타이저 등의 기능을 제공하는 통합 계측기를 생성할 수있다.

* 비용 절감: LXI는 측정 하드웨어, 소프트웨어 개발 및 시스템 통합에 소요되는 시간과 비용을 줄여 준다. 예를 들어, 시스템 고안자는 테스트에 필요한 해당 모듈만 구매할 수 있으므로 카드케이지, Slot 0 컨트롤러 및 해당 인터페이스 비용을 절감할 수 있다. 또한 소프트웨어 개발자는 LXI를 사용 하여 기존의 투자를 활용할 수 있다. 유형 C 계측기용으로 작성된 테스트 루틴이 해당 유형 A 또는 B 모듈에서도 작동 가능하다. LXI는 호스트 PC의 LAN 인터페이스와 웹 브라우저를 활용하므로 GPIB 또는 MXI 인터페이스를 설치 및 구축하는데 시간이 거의 소요되지 않기 때문에 시스템을 보다 신속하게 통합할 수 있다.

* 면적 축소: 일부 애플리케이션의 테스트 사양에서는 유형이 같은 여러대의 계측기가 필요할 수 있다. LXI를 사용하면 시스템에 여러 1U 디지타이저 또는 임의의 파형 생성기를 장착할 수 있으므로 독립 실행형 장치에 비해 랙이 차지하는 공간을 훨씬 줄이면서도 동일한 기능과 정확도를 제공할 수 있다.

* 강력한 보안: 시스템 I/O에 LAN을 사용하면 테스트 시스템을 잠재적인 위험으로부터 보호할 수 있는 전용 LAN을 손쉽게 구축할 수 있다. 대부분의 윈도우 PC와 많은 저가형 네트워크 제품의 표준 기능을 통해 다음과 같은 두 가지 접근 방식이 가능해진다. 즉, 라우터 중심의 기능(기본으로 제공되는 방화벽 포함)과 두 개의 LAN 카드가 설치된 PC를 기반으로 하는 기능이 모두 가능하다.

<자료출처 : 반도체네트워크 2006년 02월호>