병렬 테스트와 그에 따른 수익성

전기전자 기기들이 복합화되고 복잡화되면서 이들 기기들을 테스트하는 비용과 시간이 급격하게 늘어나고 있다. 이에 테스트 시스템 최적화를 통해 적은 비용으로 더 많은 복잡한 테스트를 보다 정확하게 수행하는 솔루션이 필요한 때이다.

최근 미국 인구의 1/3 이상이 스마트폰을 보유하고 있을 정도로 가전제품 기술은 놀라울 정도로 폭발적인 성장을 거듭하고 있습니다. 하지만 무어의 법칙 (Moore’s Law)처럼 이 기기들은 복잡해지고 기능이 늘어나면서 테스트 비용도 함께 증가하고 있습니다.

이에 테스트 비용을 최소화하는 방법을 찾는 것이 하나의 과제가 되었습니다. 보다 적은 비용으로 보다 많은 기기를 테스트할 수 있어야 합니다. 기기들은 더 복잡해졌지만 테스트 장비 역시 보다 스마트해지면서 무어의 법칙은 유리하게 작용할 수 있습니다.

예를 들어, PXI 플랫폼은 테스트에 소프트웨어 정의 방식을 적용함으로써 적은 규모와 비용으로 보다 향상된 유연성, 기능성 및 성능을 차세대 테스트 업체들에게 제공합니다. 소프트웨어로 정의된 계측기를 활용할 경우, 향상된 PC 기술 (예를 들어, 여러 코어를 통해 더 빨라진 프로세서) 을 통해 테스트에서 실질적인 성능 개선을 체감할 수 있습니다.

NI TestStand에 내장된 병렬 테스트 기능을 통해 여러 디바이스를 동시에 테스트할 수 있고, 테스트 시스템의 전체 성능을 쉽게 개선할 수 있습니다. 각각의 테스트 시스템에서 여러 디바이스를 동시에 효율적으로 테스트함으로써 필요한 테스트 시스템의 수를 줄일 수 있습니다. 즉, 테스트 장비의 선행 자본비용뿐만 아니라 공간 및 전력 요구사항도 최소화할 수 있습니다.

스마트폰 테스트

스마트폰을 테스트한다고 가정해보겠습니다. 각 스마트폰마다 다음과 같은 3가지 테스트를 수행합니다.

(1) 프로그래밍 가능한 SMU (Source Measurement Unit)를 통한 전력 소모 테스트

(2) RF 벡터 신호 발생기(VSG) 를 통한 GSM 테스트

(3) 소음 및 진동 측정 전용 보드 (DSA)를 통한 오디오 품질 테스트.

이 3 가지 테스트를 하나의 장치마다 한 번씩 수행한다고 가정해보겠습니다. 한 번에 전화기 한 대씩 순차적으로 테스트하는 일반적인 테스트 시스템에서는 3 UOT(Unit of Time) 마다 1 DUT (Device Under Test) 속도로 전화기를 테스트하게 됩니다.

따라서 3개의 전화기를 테스트하는 데 9 (3 x 3 = 9) UOT가 소요됩니다. 그림 2는 순차적 테스트의 예로, 9 UOT 중 6개의 시간 동안에 각 테스트 기기가 사용되지 않는 상태임을 나타냅니다. 즉, 기기당 작동중단이 66% 나 되는 것입니다. 이 작동중단 시간을 이후 전화기 테스트를 시작하는 데 사용한다면 테스트 시스템이 얼마나 효율적일까요? 이는 병렬 테스트를 통해 얼마든지 가능한 일입니다.

병렬테스트, 계측기 활용률 증가

계측기 활용률을 높이고 디바이스를 보다 효율적으로 테스트하는 쉬운 방법은 동일한 디바이스 세트를 사용하여 동시에 여러 디바이스를 병렬 테스트하는 것입니다. 내쇼날인스트루먼트의 자동화 테스트 플랫폼은 고객이 원하는 모든 툴 (하드웨어와 소프트웨어)을 제공합니다.

하드웨어 측면에서 스위치는 테스트 계측기 (예: DSA 및 SMU)를 여러 DUT에 연결해주고, 프로그램적으로 연결을 전환합니다. 예를 들어, 특정 시간에 어떤 스마트폰을 DSA에 연결되도록 할 것인지 제어할 수 있습니다. NI는 특정 어플리케이션 요구에 맞게 수용할 수 있도록 다양한 토폴로지와 함께 다양한 PXI 기반 스위치 (RF 스위치 포함)를 제공합니다.

소프트웨어 측면에서 NI TestStand는 바로 실행 가능한 테스트 관리 소프트웨어로, 병렬 테스트를 위한 내장 프로세스 모델 (실행 구성)을 제공합니다. 사용자는 NI TestStand를 통해 기존 테스트 코드를 거의 변경하지 않고 여러 디바이스를 동시에 테스트할 수 있도록 손쉽게 마이그레이션할 수 있습니다.

NI TestStand는 멀티 스레딩 기능이 있으며 잠금장치, 세마포어 등과 같은 표준 동기화 구조가 특징입니다. 뿐만 아니라 NI TestStand는 NI Switch Executive와 통합되어 스위치 라우트를 시각적으로 구성할 수 있도록 도와줍니다.

그럼, 테스트 기기가 3개의 스마트폰을 동시에 수용할 수 있도록 앞의 예제를 수정해보겠습니다. 테스트 시스템에 스위칭을 추가하고, NI TestStand에서 병렬 테스트 기능을 설정하면, 그림 2의 병렬 테스트 예제와 같이 3개의 단말기를 동시에 테스트할 수 있습니다.

이제, 3개의 스마트폰을 5 UOT UOT (Unit of Time) 내에 테스트해 테스트 시간을 44% 까지 줄일 수 있습니다. 뿐만 아니라, 각 디바이스는 2 UOT 동안만 유휴(idle) 상태가 됩니다. 즉, 테스트 기기 작동중단 시간이 66% 에서 40%로 현저하게 감소했음을 알 수 있습니다.

워터폴 효과 (waterfall effect)와 파이프라이닝 효과 (pipelining effect)는 기기당 한 번에 하나의 스마트폰만 테스트할 수 있고, 특정 순서 (GSM의 전력 테스트 후에 오디오 테스트)로 실행되도록 정적으로 테스트를 구성할 수 있다는 사실에 기인합니다.

오토 스케줄링 병렬 테스트: 지능적인 테스트 시퀀싱

오토 스케줄링을 활용하여 테스트 시스템을 더욱 최적화할 수 있습니다. NI TestStand에서 지원하는 오토 스케줄링 기능은 어떤 테스트 기기가 유휴 상태인지 파악하여 테스트 수행 중에 테스트 순서를 자동으로 재지정합니다.

테스트의 순서를 사용자나 개발자가 설정할 수 있어, 특정 테스트 또는 작업을 특정 순서로 실행하도록 할 수 있습니다. (이러한 기능은 설정 및 클린업 프로세스에서 특히 중요합니다.)

NI TestStand는 테스트 순서를 지능적으로 재지정할 수 있기 때문에 초기에 나타났던 파이프라이닝 현상을 제거할 수 있습니다.

이제, 여러분은 3개의 스마트폰을 시간은 초창기 1개의 단말기를 테스트하는 데 소요된 시간인 3 UOT 만에 테스트할 수 있습니다.

NI TestStand는 테스트 테스트 기기를 최대한 활용하여 시간을 66%까지 획기적으로 줄였고, 기기 작동 중단률을 제로에 가깝게 줄였습니다.

핵심 요점은 NI 소프트웨어로 정의되는 자동화 테스트 플랫폼의 고급 병렬 테스트 기능을 활용해 한 세트의 계측기 (하나의 테스트 스테이션을 말함)로 여러 디바이스를 동시에 테스트할 수 있다는 것입니다.

즉, 과거와 똑같은 전화기 개수를 더 적은 테스트 스테이션으로 테스트할 수 있다는 의미입니다. 이렇게 함으로써 테스트 처리 속도는 그대로 유지하면서 테스트 장비의 투자 비용을 대폭 절감할 수 있습니다.

이 글의 저자인 Jervin Justin은 내쇼날인스트루먼트 자동화 테스트 소프트웨어 제품 마케팅 매니저이다.

아이씨엔 매거진 2012년 07월호