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Do More!

NIWeek09에서 공감하다

올해로 15회를 맞는 NIWeek09는 최근 전세계적으로 겪고 있는 어려움에 대해 NI 제품을 통해 어떻게 극복할 수 있는지 심층적으로 논의하는 자리였다. 이번에 새롭게 발표된 LabVIEW 신버전에서는 새로운 버추얼 기술을 접목되었으며, 특히 무선센서네트워크(WSN)에 대한 새로운 기술들이 주목되었다. WLAN, WiMAX, GPS 시스템 등의 다양한 무선 표준을 테스트하고 상품화하는 노력들이 넘쳤다. 또한 이번 행사에는 실시간 산업용 이더넷인 EtherCAT의 LED 분야 적용도 시선을 잡았다.

NIWeek은 NI 제품과 기술력으로 일상을 개선시킨다는 바탕 하에 매년 미국 텍사스 오스틴에서 3일에 걸쳐 열리는 기술 컨퍼런스로 전세계의 엔지니어와 기술자 및 과학자들에게 앞선 기술력과 재미있는 데모 시연, 다양한 발표 세션 등을 제공하는 대규모 행사이다. 특히, 올해에는 “Do More!”라는 캐치 프레이즈를 내걸고 더 많은 컨트롤과 더 많은 디자인, 그리고 더 많은 테스트로 더 많은 혁신을 이루어내라는 메시지를 강조하였다.

NI의 CEO이자 설립자인 Dr. James Truchard는 지속적인 기술 개발로 고객들이 불황을 극복할 수 있도록 돕겠다는 약속으로 행사의 막을 열었다. 이어서 NI의 마케팅 부사장인 John Graff는 이를 증명하기 위한 다양한 신제품을 소개했다. LabVIEW 2009, X 시리즈 다기능 DAQ, NI VeriStand 리얼타임 테스트 소프트웨어 및 NI 무선 센서 네트워크(WSN)등이 이에 속한다. 이 외에도 NI의 여러 임원진과 엔지니어들이 기조연설을 통해 새로운 기술로 효율성을 높이는 것에 대한 중요성, 텍트로닉스와의 협업과 같은 전략 및 내일의 공학 발전을 위한 제안 등을 선보였다. 게다가 David Barrett 박사와 같은 전문가를 초빙하여 Robot과 같은 미래 지향적인 분야에 대한 심도 깊은 의견도 청해 들었다.

한편, 한국NI에서는 NIWeek09에서 소개된 많은 내용 중 국내의 산업 여건에 적합한 부분을 엄선하여 다가오는 10월 14일(수)과 15(목)에 서울과 부산에서 NIDays 2009라는 행사를 진행할 예정이다.

1. NI LabVIEW 2009

신성장 동력 산업 대응, 무선 센서 네트워크 지원
LabVIEW 2009는 새로운 버추얼 기술(virtualization technology)을 이용하여 병렬 하드웨어 아키텍처의 개발의 여러 가지 문제점들을 간단히 해결한다. 이 기술은 멀티코어 시스템을 활용하며 향상된 FPGA 디자인을 제공하는 새로운 컴파일러와 다양한 IP를 제공한다. 또한 무선 센서 네트워크를 활용하여 지능형 분산 모니터링 시스템을 구축할 수 있으며, WLAN, WiMAX, GPS 시스템 등 다양한 무선 표준을 테스트하는 새로운 솔루션을 제공하는 것이 특징이다. 뿐만 아니라 LabVIEW 2009는 수학 알고리즘 디자인과 리얼타임 하드웨어에 배포 작업이 간단하여 편리한 리얼타임 연산이 가능하다.

“현재 경제적 상황으로 인해 많은 엔지니어들은 보다 적은 예산과 시간을 투입하여 프로젝트를 완성할 것을 강요 받고 있습니다. 인프라 투자, 환경 모니터링, 의료 연구, 디바이스 디자인과 테스트가 신성장 동력 사업으로 떠오르면서, NI는 LabVIEW 2009에 멀티코어, FPGA 디자인, 무선 플랫폼, 리얼타임 연산과 같은 기술을 적용시켜, 이 분야에서 혁신을 가져다 줄 수 있도록 하는 기술 개발에 중점을 두었습니다.” 라고 내쇼날인스트루먼트의 CEO이자 공동 창업자인 Dr. James Truchard는 언급했다.

병렬 시스템 디자인 개선
버추얼 기술은 동일한 멀티코어 하드웨어에서 여러 운영체제의 실행이 가능하기 때문에 효율적인 시스템 구축이 가능하다. 새로운 NI Real-Time Hypervisor 소프트웨어는 LabVIEW Real-Time Module을 범용 OS 기능과 통합하여 전체 시스템 비용과 용량을 줄였다. 본 소프트웨어를 이용하면 동일한 컨트롤러에서 Windows XP와 LabVIEW Real-Time을 모두 실행할 수 있다. 두 OS를 사용할 수 있는 방법은 프로세서의 코어를 분리하여 OS를 설치하는 것으로 시스템 리소스를 보다 효율적으로 이용할 수 있다. Real-Time Hypervisor는 듀얼 및 쿼드 코어 NI PXI 컨트롤러 및 NI Industrial Controller와 함께 연동한다.

LabVIEW 2009의 기술이 병렬 시스템 디자인에 새로운 방식도 제공하지만, 기존의 멀티코어 프로그래밍 및 FPGA 기술도 향상시켰다. 새로운 병렬 for 루프 구조는 프로세서의 코어마다 루프 반복을 자동으로 할당하여 프로세스의 실행 속도를 증가시킨다. 또한 LabVIEW FPGA 모듈은 초기에 컴파일 피드백과 중요 경로 하이라이팅을 제공하여 FPGA 리소스 사용률을 초기에 판단하고 타이밍을 효율적으로 디버깅함으로써 보다 더 간단한 FPGA 프로그래밍이 가능해졌다. 그리고 새로운 FPGA IP는 뛰어난 처리량과 신호 처리 성능을 제공한다.

지능형 무선 센서 네트워크 생성
무선 센서 네트워크 (WSN)는 방대한 하드웨어의 분산 측정을 가능하게 한다. WSN을 이용하면 열대 우림과 강에서부터 빌딩과 교량에 이르는 다양한 영역의 어플리케이션 영역에 적용할 수 있다. LabVIEW는 편리한 드래그 앤 드롭 프로그래밍 환경으로 WSN 플랫폼을 구성하여 분석 수행뿐 아니라 측정 데이터를 추출하고 표현하는 기능을 제공한다. LabVIEW Wireless Sensor Network Module Pioneer를 사용하면, 개별 WSN 측정 노드의 배터리 수명 연장과 수집 성능을 향상시키며 사용자 정의 센서 인터페이스를 생성할 수 있다.

다양한 무선 디바이스와 표준 테스트
LabVIEW를 이용한 소프트웨어 정의 계측을 사용하여 테스트 플랫폼을 구현하면, 특정 프로토콜만 테스트할 수 있는 박스형 계측기에 비해, 다양한 변조 방식이나 프로토콜 표준에 대해서 테스트 할 수 있다. LabVIEW용 NI WSN Measurement Suite은 IEEE 802.11 a/b/g 표준을 준수하며 기존 박스형 계측기보다 다섯 배가 빠르게 측정을 수행한다. WLAN Measurement Suite뿐 아니라 LabVIEW용 WiMAX, GPS, MIMO 솔루션은 NI 모듈형 계측기를 이용하여 보다 많은 무선 표준을 테스트할 수 있는 기능을 제공한다.

리얼타임 수학 배포
LabVIEW는 로우 레벨인, 점 대 점 신호 처리부터 하이 레벨인 구성 기반 구현에 이르는 1,000개가 넘는 수학 라이브러리가 내장되어 있으며, 이 모든 함수는 리얼타임 임베디드 디바이스에 손쉽게 배포할 수 있다. LabVIEW MathScript RT Module을 사용하면 텍스트 기반 수학 툴을 사용하는 사용자도 정확한 타이밍을 지원하는 운영체제에서 수학 알고리즘을 구현하고 배포하는 리얼타임 수학에 적용이 가능하다.

이 모듈은 인터랙티브 사용자 인터페이스와 실제 I/O를 사용하여 사용자의 .m file 통합 기능을 제공하며, 신속한 시스템 프로토타이핑을 위한 리얼타임 하드웨어로의 배포 기능을 지원한다. LabVIEW 2009는 수학 알고리즘을 리얼타임 임베디드 하드웨어에 배포하는 과정을 단순화하여 의료기기 개발자, 시스템 개발업체, 자동화 시스템 개발자들이 제품의 시장 출시시간을 단축시킬 수 있다.

2. 무선 센서 네트워크 (WSN) 플랫폼

무선 모니터링 솔루션 위한 하드웨어 통합 솔루션 모색
이 플랫폼은 무선 모니터링 솔루션으로서 NI LabVIEW와 저전력의 무선 측정 노드로 구성되어 있다. 무선 모니터링 어플리케이션에 무선 기술을 채택하는 사례가 증가하면서 엔지니어들은 필요한 측정 품질 및 전력 관리와 장기간의 원격 배포를 위한 안정적인 하드웨어를 제공받을 수 있는 통합 솔루션을 모색하고 있다. NI WSN 플랫폼은 30년 이상 축적된 NI 데이터 수집 시스템 기술 노하우를 활용하여 고품질의 측정 데이터를 제공할 뿐 아니라 전력 소비를 관리하는 유연함과 추가적인 기능을 추가하기 위해 무선 하드웨어를 직접 정의할 수 있는 기능을 제공한다. 다른 플랫폼과의 차별성은 LabVIEW 소프트웨어로서 배터리로 구동되는 산업용 등급 NI WSN 측정 노드와 긴밀하게 통합되어 장기간 배포가 가능하다는 점이다.

전세계 엔지니어들은 무선 기술을 채택하여 구조 상태 및 환경 모니터링과 같이 유선 연결이 어렵거나 비용이 많이 드는 분산 및 휴대용 측정 어플리케이션의 해결과제를 해결하고 있다. NI WSN 플랫폼은 LabVIEW의 드래그 앤 드롭 프로그래밍 환경을 이용하여 무선 시스템을 구성하고 측정한 다음 분석을 수행하여 데이터를 표현함으로써 이 같은 어플리케이션 구현할 수 있다. 또한 LabVIEW는 자체적으로 웹 연결을 제공하기 때문에 무선 시스템과 원격 연동이 가능하다.

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“NI WSN 플랫폼은 무선 센서를 광범위한 어플리케이션에 신속하게 구성하고 배포할 수 있도록 간단한 사용법을 제공합니다. UCLA의 Center for Embedded Network Systems는 Ronald Reagan Medical Center의 주차장에 NI WSN 센서를 배포하여 환자와 가족들이 신속하게 빈 주차공간을 찾게 도와주고 있으며 캠퍼스의 통학자들이 사전에 주차 공간이 있는지 알 수 있는 통신 시스템을 연구하고 있습니다. NI 기술의 사용으로 통학자들이 주차할 공간을 찾는데 문제가 되었던 교통 문제를 줄임으로써 복지 개선을 이루었습니다.” 라고 UCLA의 Actuated, Sensing, Coordinated and Embedded Networked Technologies 연구소의 책임자인 Dr. William Kaiser는 소감을 전했다.

무선 디바이스에는 NI-WSN 소프트웨어도 포함하고 있어 NI 무선 디바이스를 MS Windows에 설치된 LabVIEW 또는 LabVIEW Real-Time 호스트 컨트롤러와 연결할 수 있다. NI-WSN 소프트웨어는 IEEE 802.15.4 기술 기반으로 분산된 측정 노드에서 측정 데이터를 수집한다. 또한 이 소프트웨어는 메쉬 라우팅과 네트워크 상의 전력 사용을 관리하기 위한 기능들도 제공하여 측정 거리도 연장시키는 동시에 네트워크 안정성의 유지가 가능하다. LabVIEW는 유선 측정 디바이스뿐 아니라 다양한 타 업체의 무선 센서 네트워크 플랫폼과 긴밀한 통합을 할 수 있다.

측정 노드는 저전력인 동시에 효율적인 연산 처리를 통해 다년간 설치 및 배포에 맞게 최적화 되어 있지만, LabVIEW 는 LabVIEW Wireless Sensor Network Module Pioneer를 사용하여 각 노드에 임베디드 소프트웨어를 직접 구성할 수 있는 기능을 제공한다. 기존 무선 센서 네트워크 플랫폼에 직접 로직을 프로그래밍하는 것은 임베디드 운영체제와 로우 레벨의 이벤트 기반 프로그래밍에 대한 전문지식이 필요할 때가 있다. LabVIEW를 사용하면 노드를 손쉽게 프로그래밍하여 배터리 수명을 연장하고 직접 분석을 수행할 수 있으며 임베디드 의사결정으로 응답 시간을 줄일 수 있다.

3. NI PXI Express 섀시와 임베디드 컨트롤러

고속 리얼타임 컨트롤 시스템 애플리케이션 구현
이번 행사에서 내쇼날인스트루먼트는 자동화 테스트 및 측정 어플리케이션을 위한 저가의 PXI Express 섀시와 NI PXIe-8102/01 임베디드 컨트롤러 및 NI PXIe-1073 섀시를 발표했다. 새로 출시된 섀시와 컨트롤러는 현재 전세계에서 이루어지고 있는 비용 절감이라는 문제를 해결하면서 PXI Express 데이터 버스에서 최고 250 MB/s의 고속 전송 속도를 제공한다.

“2005년에 출시된 초기의 표준 PXI Express 이후로 내쇼날인스트루먼트는 개선된 성능과 저가의 테스트 시스템을 찾고 있는 테스트 엔지니어들에게 다양한 PXI Express를 제공해 왔습니다. NI는 표준 PXI Express와 다양한 제품의 선택폭을 제공하고자 심혈을 기울였습니다. NI의 최신 PXI Exprss 섀시와 임베디드 컨트롤러는 멀티 채널 데이터 수집 시스템과 고속 리얼타임 컨트롤 시스템 그리고 고해상도 혼합 신호 테스트 및 측정 시스템과 같이 비용에 민감한 어플리케이션들에 PXI Express 데이터 전송 속도를 제공하게 되었습니다.” 라고 NI의 테스트 마케팅 부사장인 Eric Starkloff는 전했다.

NI PXIe-1073 섀시는 통합된 원격 컨트롤러가 특징으로서 비슷한 성능의 이전 PXI Express 시스템과 비교했을 때 최고 42 퍼센트까지 가격을 낮추었다. 이 섀시는 5개의 PXI Express 하이브리드 슬롯을 갖추고 있어 새로 출시된 내쇼날인스트루먼트 X 시리즈 PXI Express 데이터 수집 모듈과 같은 PXI 및 PXI Express 모듈을 모두 수용하여 시스템 유연성을 최대화한다. 섀시는 250 MB/s의 전체 시스템 대역폭, PCI Express 호스트 컨트롤러 카드 및 케이블과 통합된 MXI Express를 제공한다. 또한 내장된 타이밍 및 동기화 연결이 백플레인에 통합되어 있다. 이 같은 유연함뿐 아니라 NI LabVIEW, NI TestStand 그리고 기타 소프트웨어 시스템과 호환되어 자동화 테스트, 측정 및 컨트롤 어플리케이션을 최적화한다.

4. LabVIEW NI SoftMotion Module

간단히 고급 모션 컨트롤 구현이 가능
이 제품을 이용하면 고급 단일 및 여러 축 모션 어플리케이션의 개발이 간단해진다. 또한 새로 출시된 NI C 시리즈 모듈은 NI CompactRIO 플랫폼의 연결을 NI 및 타 업체의 수백 개에 이르는 서보 및 스테퍼 드라이브까지 확장한다. NI 모션 제품에 새로 추가된 두 제품은 NI LabVIEW의 사용 편리성과 I/O 기능을 FPGA 기반 CompactRIO 하드웨어의 사용자 정의 및 동기화라는 장점과 결합하여 고급 모션 어플리케이션을 개발하는 데 이상적인 플랫폼을 제공하게 된다.

LabVIEW NI SoftMotion은 PLCopen이 정의한 Motion Control Library 기반의 하이 레벨 함수 블록 API와 함께 프로그래밍 모션 프로파일의 편리성을 갖추고 있다. 본 제품은 직선, 원호, 윤곽 움직임 유형을 위한 함수 블록뿐 아니라 전자 기어링(Electronic Gearing)과 캐밍(Camming)과 같은 고급 연산을 위한 함수 블록도 제공한다. 이 모듈은 구적 생성, 스플라인 보간, 위치 및 속도 컨트롤과 인코더 실행을 포함하여 직접 모션 어플리케이션을 제작하기 위한 고급 함수도 포함하고 있다. 본 모듈은 LabVIEW의 확장으로서 모션 어플리케이션과 I/O 및 측정을 단일 개발 환경에 손쉽게 동기화할 수 있다.

LabVIEW NI SoftMotion은 CompactRIO와 긴밀히 통합하여 고급 모션 컨트롤 어플리케이션을 위한 이상적인 솔루션을 제공한다. 새로운 C 시리즈 드라이브 인터페이스 모듈을 사용하면 FPGA 프로그래밍을 자동화하여 안정적인 고속 컨트롤 및 동기화 같은 FPGA의 장점을 어플리케이션에 손쉽게 통합하는 CompactRIO의 기능을 활용할 수 있다. 뿐만 아니라 LabVIEW NI SoftMotion은 타사의 하드웨어를 사용하기 원하는 엔지니어들을 위해 직접 정의한 축과 함께 연동도 가능하다.

새로 출시된 C 시리즈 드라이브 인터페이스 모듈은 수백 개의 서보 및 스테퍼 드라이브와 직접 연결하여 새로운 또는 기존 모터와 드라이브를 모션 시스템에 간단히 통합할 수 있다. NI 9512 모듈은 스테퍼 드라이브와 모터에 연결되며 NI 9514와 NI 9516 모듈은 각각 단일 및 듀얼 인코더 피드백과 서보 드라이브 및 모터와 인터페이스가 가능하다. 또한 드라이브 인터페이스 모듈은 NI 9144 결정성있는 이더넷 확장 섀시와 연동하여 두 개의 이더넷 포트를 갖추고 있고 CompactRIO, NI 3100 산업용 컨트롤러나 리얼타임 PXI 컨트롤러에서 여러 섀시를 데이지 체인 연결이 가능하여 분산 모션 어플리케이션을 구축할 수 있다.

아이씨엔 매거진 2009년 09월호

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