공장자동화와 산업용 통신은 불가분하게 연결되어 있다. 산업용 통신 전문회사인 힐셔의 대표이사를 맞고 있는 Hans-Jurgen Hilscher와 Sales와 Marketing을 담당하고 있는 Stefan Koerte 이사에게 힐셔의 전략과 개발방향에 대해 들어 보았다.

Hilscher는 더욱 더 성장하고 있는 기업이다. 산업용 통신 기술분야에 대한 높은 투자는 회사의 안정적인 미래를 보장한다. 또한, 사업규모 확장을 위한 준비로 본사사옥을 2.5배 증축하여 현재는 약 150여명 이상의 직원이 이곳에서 근무하고 있으며, 각각 베를린과 불가리아에 위치한 Hilscher SoC 및 Hilscher DTC를 포함하여 총 100여명의 엔지니어들이 개발업무에 전념하고 있다.

“우리는 어떠한 은행이나 기업체에 의존하지 않는 우리의 독립성을 중요하게 생각한다.” 라고 Hans-Jurgen Hilscher는 말한다. “제품개발에 대한 투자자금은 당사자본으로 충족되고 있으며, 일부 기술분야에서는 파트너사들과 함께 협력하고 있다.” 이 회사는 지금까지는 오직 공장 자동화에 비즈니스 초점을 맞췄다.

시장에는 기기에서 버스인터페이스를 구현하기 위해 다양한 방법들이 존재하고 있다. 하나의 버스 시스템이 많은 수를 지원해야 하는 것을 목표로 하는 경우, 그 때 ASIC을 사용하며, 이와 더불어 더 많은 유연성은 FPGA를 통해 얻을 수 있다.

종종 하나의 칩이나 모듈을 포트폴리오에 가지고 있는 경쟁 업체와는 달리, 힐셔는 제품시리즈 별로 모든 요구사항 및 네트워크를 충족시키는 칩, 모듈, PC카드, 게이트웨이 등의 여러가지 제품군을 보유하고 있다.

“netX 기반 기술로 모든 버스시스템을 마스터 또는 슬레이브로 사용할 수 있게 되었다.” 라고 Stefan Koerte는 강조하며, “사용자가 편리하게 실시간 이더넷 시스템의 연구와 개발을 할 수 있다.”고 덧붙였다.

세계 곳곳의 고객을 위해 PROFINET, EtherCAT 및 Ethernte/IP등과 같은 다양한 버스시스템을 사용해야 하는 기계제조업체의 경우, 더 이상 서로 상이한 여러 하드웨어 디자인을 구동할 필요 없이, netX기반의 솔루션으로 이를 대체할 수 있다. “우리와 함께, 사용자는 오랜 시간 시장에서 입증된 뛰어난 기술을 구현할 수 있다.”

기술적 발전은 시간을 요한다
“우리 제품 군들은 모든 네트워크에서 사용이 가능하며, 전체 작업 중 95%를 쉽게 커버한다.” 라고 Hans-Jurgen Hilscher는 말한다. 산업 통신분야에서의 풍부한 경험은 중요한 역할을 한다. 힐셔는 벌써 ‘netX’ 제품만으로 6년이 넘게 시장에 진출해있다. 지금은 상용화된 솔루션에 대해 “처음 1년 6개월간은 솔루션의 수용성을 위해서만 싸워야 했다.”라고 그는 말했다.

시장에 모방제품이 등장하더라도 Hans-Jurgen Hilscher 사장은 이를 여유롭게 지켜본다. 기술적 발전은 장기간의 시간에 걸쳐 이루어지기 때문이다. “우리는 단일 소스 컨트롤러뿐만 아니라, 프로토콜 스택, 개발, 구성 및 테스트 도구와 같은 전체 서비스범위를 제공하고 있다.” 라고 힐셔 사장은 말한다. 이를 통한 지원구조의 동일화로 더 이상 서로 다른 업체의 여러 종류의 스택이 필요 없게 되었다.

모든 성능에 대한 요구사항을 충족시키기 위해, 하나의 칩 제품 군으로 모든 시스템에서 구현 가능한 기술을 기반으로 한다. 네트워크 컨트롤러 제품 군에는 ‘netX 50’과 ‘netX 100’이 속해있으며, 추가적으로 ‘netX 50’의 형제격인 ‘netX52’와 파생버전인 ‘netX 6’가 있다. 총 7개의 변형버전이 모든 성능 및 비용적인 요구사항을 충족하기 위해 준비되어있다.

Stefan Koerte 영업 및 마케팅 총괄이사는 “간단한 슬레이브 제품에서부터 지능형 마스터까지 모양과 느낌뿐만 아니라 툴체인 또한 동일하다. 이를 통해 고객은 단 하나의 공급업체와의 업무로 산업용 통신의 모든 요구 사항을 충족시킬 수 있게 되었다.” 라고 말했다.

사용자의 장점은 분명하다: 이제까지는 여러 종류의 버스시스템에 대한 업무를 각각의 회사와 해야 했지만, 이제는 모든 솔루션을 위한 하나의 파트너가 존재하는 것이다. 많은 제조업체들이 재 설계 분야에서 ‘netX’에 거의 의존하고 있다.

그 예로, 자동화 및 드라이브 기술의 선도적인 공급자로 불리고 있는 업체들이 지속적으로 힐셔에서 생산되는 네트워크 컨트롤러를 다음 세대의 모든 드라이브 시스템에 사용하고 있다.

힐셔는 IO시스템 공급자시장에서도 성공을 거뒀다. 새로운 세대에 속하는 새로운 네트워크 컨트롤러 ‘netX51’과 ‘netX52’가 사용되었다. 이 컨트롤러들을 통해 PROFINET Ver.2.3 및 IO Link 1.1 Master를 포함한 모든 프로토콜을 슬레이브 모드에서 커버할 수 있다.

“고성능 프로필을 보유한 새로운 PROFINET 버전이 다음 개발을 위해 당사의 ‘netX’통신기술을 필요로 하게한다”라고 힐셔 사장은 강조했다. 이와 함께 동적 프레임 패킹, 브릿지 지연 최소화 및 프래그멘테이션이 지원된다. 이러한 방법을 통해 데이터패키지는 더 빠르게 전달되며, IO 데이터가 동시에 동일한 발신프레임에 전송 또는 수신프레임에서 제거된다.

레거시 시스템에 연결하기 위해, 추가적인 CAN 컨트롤러가 포함되어있다. 다음 상위버전의 지능형 SPI인터페이스는 호스트와 netX 사이에서의 데이터전송을 자체적으로 처리하여 더 이상 통신 CPU를 로드 하지 않는다.

극단적으로 짧은 사이클타임을 가진 응용 프로그램에서는 모든 칩 주변 장치에 액세스 할 수 있는 자유로운 프로그래밍이 가능한 32Bit/100MHz-RISC-컨트롤러 ‘xPIC’이 다음단계의 임무들을 수행할 수 있다. 진단을 위해서는 USB옆에 세 번째 이더넷 포트가 준비되어있다.

실시간 이더넷 시스템이 사용되고 있는 경우에는 웹 서버를 통해 업데이트가 실행될 수 있다. “이는 이미 현장에서 입증되었다.” 라고 Stefan Koerte이사는 말한다. 이를 위해, 실시간 시스템의 이더넷 TCP/IP 채널이 사용됨으로써 하나의 중앙 지점 또는 PLC에서 전체 IO 시스템에서 업데이트 할 수 있다. “새로운 컨트롤러에는 당사의 모든 통신 노하우 및 고객의 요구가 반영되었다.” 라고 Hilscher사장은 말한다.

고객을 위한 더 많은 가치
IO모듈은 netX 기반 하드웨어와 함께 모든 실시간 이더넷 시스템을 커버할 수 있다. “우리는 생산이 시작될 때까지, 램프 업(ramp-up) 단계를 고객과 함께한다. 하지만 고객의 요청에 따라 전체 모듈을 개발하기도 하며, 직접 제품생산을 대리할 수 있다.” – Stefan Koerte 영업 및 마케팅 총괄이사

이러한 추세는 힐셔의 전문가들이 예전부터 항상 고객사의 개발과정에 함께 참여했던 점을 통해 확인 할 수 있다. “우리는 이미 시스템 레벨의 초기 설계 단계에서부터 함께 작업한다.” 라며, 힐셔 사장은 말한다.

“이때, 우리는 전체 시스템을 개발할 뿐만 아니라 이와 함께 CoDeSys로의 통합을 제공한다. 우리의 서비스는 단순 통신 인터페이스 제공을 넘어선다.” 이 통신전문가들은 그들의 노하우와 함께 새로운 자동화 시스템의 설계 자문 및 조언을 제공한다. 이 안에는 개발 및 생산을 포함한 전체 벨류체인이 포함되어 있다.

“전체 패키지를 고려하는 경우, 당사의 솔루션을 통해 뚜렷한 경제적 효과를 누릴 수 있다.”며, 이에 덧붙여 “우리는 프로토타입을 구축할 뿐만 아니라 제품생산까지 전체 스펙트럼을 실현하여, 고객에게 중요한 부가가치를 제공하고 있다.”고 힐셔 사장은 말했다.

‘netPROXY 기술’을 통한 접근의 단순화
파트너로서, 산업용 통신에 대한 모든 요구 사항을 위한 완벽한 솔루션을 제공한다. 그러나 이제까지의 모든 성과는 프로토콜 스택의 서로 다른 응용프로그램 인터페이스에서 수행되었다. “네트워크는 시스템에서 다르게 구성되는 자신의 데이터 구조 및 역할에 따라 분류된다.”라고 힐셔 사장은 설명한다.

“PROFINET, EtherCAT 또는 SERCOS와 같은 프로토콜은 그들의 특별한 이벤트와 경고 메커니즘을 가지고 있으며, 데이터 동기화가 다르다.” 이를 위해 힐셔는 netPROXY-기술을 성공적으로 도입했다. 프로토콜 스택의 도움으로 일반 데이터 및 서비스모델이 응용프로그램 인터페이스로 설계되었다.

힐셔 사장은 “사용자는 디바이스의 데이터를 인식하고, 일반적인 데이터 모델을 구성 할 수 있다. 경고, 알림 또는 버스통신의 시작 및 중지와 같은 작업들은 미리 정의 된 개체의 함수를 작성 및 인식하여 매핑된다. 사용자는 이 하나의 인터페이스만 갖게 된다.” 라고 강조하며, “이를 통해 모든 네트워크에 액세스 할 수 있게 된다. NetPROXY 기술은 네트워크의 개별 값을 번역하고 웹서버가 이 인터페이스에 연결되게 해준다.” 라고 말했다.

사용자의 불편은 최소화 하고, 그와 동시에 여전히 자동 테스트 장비에 대한 기능은 유지되었다. 그는 “경험상으로는 다른 네트워크가 장치에 통합되는데 에는 2-3주 정도 소요된다.”고 말했다. 따라서, 시너지 효과는 시스템 레벨에서 나타난다.

“시너지 효과의 좋은 예로, 모든 실시간 시스템에서 구현되는 IO-Link Master를 꼽을 수 있다. IO-Link는 PROXY에 연결되며, 모든 네트워크를 이용할 수 있다.” NetPROXY 기술은 산업용 통신 시스템 분야에서 단순히 칩만 제공하는 업체들과 차별화하는데 중요한 역할을 한다.

“우리의 소프트웨어와 자동화 분야에 대한 노하우가 그 차이를 보여줍니다.” 라고 그는 말한다. NetPROXY 기술은 현재 회사에서 근무 중인 창업주의 아들인 Sebastian Hilscher가 담슈타트대학교에 재학 중, 학사논문으로 선택했던 주제였다.

netX 솔루션의 성공요인으로는 유연한 네트워크 컨트롤러, 광대한 프로토콜 스택, 그리고 netPROXY 기술이 작용되었다. “당사에서는 지난 해, 모든 네트워크를 위한 netPROXY 서브 인터페이스를 개발하였다.

첫 번째 게이트웨이 프로젝트는 같은 해에 실현되었으며, 올해에는 이를 통해 하나의 IO시스템을 만들었다. 현재는 BiSS-인터페이스를 구현 중에 있다. 이를 통해 인코더 제조업체가 쉽게 모든 실시간 이더넷 세계에 접근할 수 있게 된다. 또한 새로운 netX시리즈에서도 각 칩 또는 모듈이 아닌 전체적인 하나의 세대를 다루고 있다.” 라고 힐셔 사장은 말했다.

고성능 칩모듈인 netX 4000은 현재 40nm 기술을 바탕으로 한 반도체 제조업체인 르네사스사와 함께 공동개발 중에 있다. 르네사스는 이 모듈을 netX기능이 없는 르네사스 자동화 플랫폼으로 제공한다. “우리는 마스터 및 컨트롤러 분야를 위한 제품을 시장에 출시 할 예정이다.” 라고 힐셔 사장은 말했다.

2014년에 출시될 예정인 컨트롤러는 제어 및 HMI 분야에서 찾을 수 있다. 이 제품의 통신부분은 netX 51의 두 배에 해당하는 기능을 가지고 있으며, netX100보다 몇 배 더 많은 컴퓨팅파워, 모든 운영체제에서 실행되는 추가 CPU를 통한 듀얼 A9코어를 보유하고 있다.

통신 전문가인 힐셔 사장은 “이는 점점 더 리눅스 기반으로 구현되던 어려운 응용 프로그램으로 부터의 독립을 실현시켜준다. netX4000에서는 또한 보안 문제도 고려될 예정이다.” 라고 말했다.

“One for All”은 통합 정도에도 적용된다
“One for All”이라는 슬로건은 통합의 정도를 바탕으로 한 사용자의 서로 다른 요구조건에도 적용된다. netX와 같은 네트워크 컨트롤러의 통합은 산업용 통신에 갓 입문한 사용자들에게는 어려운 숙제이다. 처음에는 소량의 수요가 있는 게이트웨이나 PC카드에서 시작한다.

“이것은 공급자가 모든 버스시스템을 위한 PC카드를 마스터 또는 슬레이브로 제공 가능하다는 것만으로도 대단한 일이다. 우리는 추가적으로 미니PCI에서부터 PC/104에 이르기까지 모든 폼팩터를 동일한 툴 체인 및 구성 소프트웨어로 제공하고 있다. 우리 고객들은 주문 후에도 문제없이 폼팩터를 바꿀 수 있다.”

별도의 개발 노력없이 장치에 통합을 원하는 경우를 위해, 정의 된 표준 인터페이스와 함께 comX 또는 netIC와 같은 임베디드 모듈이 준비되어있다. “즉, 하나의 슬롯으로 모든 시스템을 구현한다.” 라고 힐셔 사장이 말했다.

고객의 보드에 납땜처리 된 netRAPID 모듈은 더 깊은 통합으로의 다음 단계를 가능하게 한다. 여기에서 이것은 세번째 통합단계로 netX와 함께 칩 구현으로 가는 단지 작은 단계이다. 뿐만 아니라, 힐셔에서는 고객의 요청에 따른 맞춤형 보드를 생산할 수 있다.

“우리는 통합의 정도에 대해서도 모든 변형에 적용될 수 있는 하나의 솔루션을 제공한다. 이로써 고객은 모든 시스템을 위한 단 하나의 솔루션 공급자만을 필요로 하게 된다.”

타사에서는 이러한 개방성을 제공하지 않고 있기 때문에 전문가들 사이에서 힐셔는 오랫동안 산업용 통신분야의 세계적인 선두주자로 불리고 있다. 예를 들어 힐셔의 PC카드는 10개의 버스시스템을 위한 10개 이상의 다양한 디자인의 500여개의 PC카드의 조합이 마스터 또는 슬레이브 형태로 제공되고 있다. 이는 힐셔의 게이트웨이에도 동일하게 적용된다. 1년에 사용되는 PC카드의 숫자만 무려 10,000개나 된다고 한다.

netHOST는 새롭게 개발되고 있는 제품라인으로, 원격 및 DIN 레일 장착을 위한 디자인으로 필드버스 마스터 인터페이스가 작동된다. 어떠한 PC카드 슬롯도 포함하지 않은 IPC는 장치와 함께 필드버스를 마스터로 제어할 수 있다.

이것들은 고전적인 PC카드와 같은 제어의 관점에서 동작한다. 그러나 작업들은 듀얼포트 메모리가 아닌 이더넷을 통해 TCP/IP 텔레그램을 전송한다. 현재 필드버스 마스터로는 PROFIBUS DP, CANOpen 및 DeveiceNet용이 있다.

“당사의 PC카드 및 netX컨트롤러를 사용중인 고객 B&R은 이러한 개방성에 대해 긍정적인 반응을 보였다. 모든 것은 하나의 동일한 소프트웨어 설계를 기반으로 하며, 이는 많은 수고를 덜게 해준다.” 라고 힐셔 사장은 말했다. 힐셔의 솔루션은 다양한 통신분야에 적용될수록 더욱 더 큰 경제적 효과를 볼 수 있다.

어떤 것들이 힐셔의 기술로 가능한지 보여주기 위해 힐셔에서는 완제품을 개발했다. 그 예로, netX를 기반으로 한 HMI장치는 netHMI를 사용한다. 하지만 이러한 개발들은 결코 핵심제품이 될 수 없다.

힐셔는 산업용 통신기술의 중립적 공급업체로, 통신영역의 틈새시장을 위해, PROFIBUS 신호를 PROFINET으로 변경해주는 netLINK Proxy와 같은 게이트웨이 또한 제공한다. “우리는 시장에서 모든 통신 문제들과 접하고 있습니다. 하지만 이것이 우리를 살 게 해 주는 것입니다.” ©

박은주 기자 news2@icnweb.co.kr