버추얼 인스트루먼테이션 (Virtual Instrumentation)

버추얼 인스트루먼테이션이란?

지난 20년 동안 PC가 빠르게 보급되면서 테스트, 측정 및 자동화 영역의 장비에 있어서도 빠른 혁신이 일어나게 되었습니다. PC 대중화의 결과로 버추얼 인스트루먼테이션이라는 개념이 나타나게 되었고, 이는 생산성, 정확성 및 성능을 증진시켜야 하는 엔지니어들에게 많은 이점을 제공하게 되었습니다.

버추얼 인스트루먼테이션의 구성은 강력한 어플리케이션 소프트웨어가 탑재된 업계 표준 컴퓨터 또는 워크스테이션, 가격대비 성능이 뛰어난 하드웨어 (플러그인 보드 등), 그리고 드라이버 소프트웨어로 이루어져 있으며, 이 구성요소들이 기존 계측기의 기능들을 수행합니다.

버추얼 인스트루먼트는 기존 하드웨어 중심 인스트루먼테이션 시스템에서 대중적인 데스크탑 컴퓨터와 워크스테이션의 연산력, 생산성, 디스플레이 및 연결 기능을 활용한 소프트웨어 중심 시스템으로 이동하는 전기를 마련하게 되었습니다. 지난 20년 동안 PC와 집적회로 기술이 비약적인 발전을 이루긴 했지만, 이 버추얼 인스트루먼트를 구축하는데 있어 일등공신 역할을 한 것은 바로 소프트웨어로서, 보다 혁신적인 방식과 획기적인 비용 절감을 이루게 해주었습니다. 버추얼 인스트루먼트를 활용하면 고정된 기능의 기존 계측기의 한계를 벗어나 사용자가 원하는 기능을 정확히 충족시킬 수 있는 측정 및 자동화 시스템을 구축할 수 있습니다.

이 문서에서는 버추얼 인스트루먼테이션의 핵심 구성요소인 강력한 프로그래밍 툴, 유연한 수집 하드웨어, 그리고 개인용 컴퓨터에 대해 설명합니다. 이 구성요소들이 함께 사용되어 얻을 수 있는 시너지 효과는 기존에 사용하던 계측기와는 비교가 되지 않을 정도로 엄청납니다.

 

버추얼 인스트루먼테이션 vs. 기존 계측기

기존의 독립형 계측기는 매우 강력한 성능을 갖추고 있지만 고가이며, 개발한 업체가 정의한 특정 태스크만을 수행하도록 제작되어 있습니다. 따라서 사용자는 이 계측기의 기능을 확장하거나 직접 정의할 수가 없습니다. 계측기에 부착되어 있는 노브와 버튼, 내장된 전기 회로망 및 기능들은 계측기의 특성으로 국한됩니다. 게다가 이 같은 계측기들을 구축하려면 특수 기술과 엄청난 고가의 구성품들이 개발되어야 하기 때문에 가격은 비싸지고 채택에도 시간이 걸리게 됩니다.

PC를 기반으로 하는 버추얼 인스트루먼테이션은 상용 PC가 가지고 있는 최신 기술들의 장점들을 활용할 수 있습니다. 따라서 PC 기술과 성능이 발전하면서 독립형 계측기와 PC간의 성능 격차가 급격히 줄어들고 있는데, 그 예가 Pentium4와 Microsoft Windows XP, .NET 및 Apple Mac OS X와 같은 운영체제와 기술들입니다. 버추얼 인스트루먼테이션은 강력한 기능들을 통합한 것 외에도 인터넷과 같은 강력한 도구에도 쉽게 접근할 수 있습니다. 기존 계측기들은 휴대성이 떨어지는 반면, 휴대성이 뛰어난 노트북을 이용한 버추얼 인스트루먼트는 휴대성이라는 특성까지도 그대로 가질 수 있습니다.

어플리케이션 및 요구사항이 매우 빠르게 변하는 엔지니어들은 이에 대처할 수 있는 자신만의 솔루션을 구축하기 위한 유연성이 필요합니다. 버추얼 인스트루먼트는 어플리케이션 소프트웨어가 PC에 설치되어 있고, 필요에 따라 다양한 플러그인 하드웨어가 사용 가능하기 때문에 전체 디바이스를 변경할 필요 없이 특정 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.

 

유연성

기존 계측기가 가지고 있는 특수 구성요소와 전기 회로를 제외하면, 독립형 계측기의 일반적인 아키텍처는 PC 기반 버추얼 인스트루먼트의 아키텍처와 매우 비슷합니다. 두 계측기는 하나 또는 그 이상의 마이크로프로세서, 통신 포트 (예, 시리얼과 GPIB), 디스플레이 기능 및 데이터 수집 모듈이 필요합니다. 한 가지 다른 점은 유연성으로서, 특정 요구사항에 맞게 계측기를 수정하고 적용시킬 수 있다는 것입니다. 기존 계측기는 특정 데이터 처리 기능을 수행하기 위해 집적회로를 포함하고 있지만, 버추얼 인스트루먼트에서는 이 기능들을 PC 프로세서에서 실행되는 소프트웨어가 수행합니다. 즉, 버추얼 인스트루먼트는 기능 확장이 쉽고 소프트웨어를 통해 기능 범위를 넓힐 수 있습니다.

 

보다 저렴한 비용

버추얼 인스트루먼테이션을 이용하면 자본비, 시스템 개발 비용 및 시스템 유지관리 비용은 줄이고, 시장 출시 시기는 앞당기며, 제품의 품질을 높일 수 있습니다.

 

플러그인 및 네트워크로 연결된 하드웨어

컴퓨터에 직접 연결하거나 네트워크를 통해 접근할 수 있는 다양한 하드웨어를 사용할 수 있습니다. 이 디바이스들은 전용 디바이스에 비해 훨씬 낮은 가격으로 보다 다양한 데이터 수집 기능들을 제공합니다. 집적회로 기술이 발전하고 상용 컴포넌트가 더욱 저렴해지며 기능이 강력해지면서 이 디바이스를 사용하는 보드들도 함께 발전하고 있습니다. 이 같은 발전과 더불어 데이터 수집 속도, 측정 정확도, 정밀도 및 신호 절연이 향상되었습니다.

어플리케이션에 따라 선택된 하드웨어에는 아날로그 입력 또는 출력, 디지털 입력 또는 출력, 카운터, 타이머, 필터, 동시 샘플링 및 웨이브폼 생성 기능들이 포함되어 있을 것입니다. 전반적인 보드와 하드웨어들에는 이 기능들 중 하나 또는 그 이상의 기능들을 조합해 놓았습니다.

 

버추얼 인스트루먼테이션에 사용되는 소프트웨어

버추얼 인스트루먼트에서 가장 중요한 부분은 소프트웨어입니다. 올바른 소프트웨어 툴을 활용하면 특정 처리를 필요로 하는 루틴 설계와 통합을 자신만의 어플리케이션으로 효율적으로 구축할 수 있습니다. 또한 어플리케이션의 목적에 가장 잘 부합하는 사용자 인터페이스를 구축하고 연동할 수 있으며, 어플리케이션이 디바이스로부터 데이터를 수집하는 방식과 시기, 데이터를 처리, 조작 및 저장하는 방법 및 결과 표시 방법을 원하는대로 정의할 수 있습니다.

소프트웨어를 이용하면 인스트루먼트에 지능과 의사결정 기능을 탑재하여 신호가 변경되거나 처리력의 조정이 필요할 때 활용할 수 있습니다.

소프트웨어가 제공하는 중요한 장점은 모듈형입니다. 일반적으로 대규모 프로젝트에 참여하고 있는 엔지니어들이 태스크에 접근하려면 분야가 다른 각 엔지니어팀들이 해결할 수 있는 유닛으로 나누어야 합니다. 이처럼 프로젝트를 여러 유닛으로 나누면 관리와 테스트가 더욱 쉬워집니다. 이 각각의 태스크들을 해결하도록 버추얼 인스트루먼트를 설계한 다음 다시 합쳐 더 큰 규모의 태스크를 해결하는 시스템을 완성할 수 있습니다. 이처럼 태스크들을 여럿으로 나누어 처리할 경우, 소프트웨어의 기본 아키텍처가 무엇이냐에 따라 쉽고 어려워집니다.

 

분산 어플리케이션

버추얼 인스트루먼트는 독립형 PC로 제한되거나 한정되는 것이 아닙니다. 최근 네트워킹 기술과 인터넷이 발달하면서 태스크 공유 목적으로 계측기들을 사용하는 일이 흔해졌습니다. 일반적인 예로는 수퍼컴퓨터, 분산 모니터링 및 컨트롤 디바이스뿐 아니라 여러 장소로부터 들어온 데이터 또는 결과를 시각화 처리하는 것이 이에 포함됩니다.

 

LabVIEW가 버추얼 인스트루먼트 구축에 이상적인 이유?

LabVIEW는 엔지니어들의 요구사항을 고려하여 특수 제작된 편리한 어플리케이션 개발 환경이기 때문에 버추얼 인스트루먼테이션의 필수 요소입니다. LabVIEW는 다양한 하드웨어 및 기타 소프트웨어에 쉽게 연결할 수 있는 강력한 기능들을 제공합니다.

그래픽 기반 프로그래밍

LabVIEW가 제공하는 가장 강력한 기능 중 하나는 그래픽 기반 프로그래밍 환경입니다. LabVIEW를 이용하면 컴퓨터 화면에 그래픽 사용자 인터페이스를 생성하여 아래와 같이 버추얼 인스트루먼트를 직접 설계할 수 있습니다.

• 인스트루먼테이션 프로그램 운영
• 선택한 하드웨어 제어
• 수집한 데이터 분석
• 결과 디스플레이

기존 계측기들의 컨트롤 패널 에뮬레이션 및 테스트 패널 직접 생성이 가능하며, 필요에 따라 프로세스의 컨트롤과 작동을 시각적으로 표현하기 위해 노브, 버튼, 다이얼 및 그래프를 이용하여 프런트 패널을 직접 생성할 수 있습니다. 뿐만 아니라, 그래픽 기반 프로그램이 표준 흐름 차트 방식과 유사하기 때문에 기존 텍스트 기반 언어에 비해 학습 시간을 절감할 수 있습니다.

그림 1. LabVIEW 버추얼 인스트루먼트 프런트 패널

 

그림 2. LabVIEW 버추얼 인스트루먼트 블록 다이어그램

 

버추얼 인스트루먼트의 작동방식은 아이콘을 연결하고 블록 다이어그램을 생성하여 결정합니다. 그래픽 기반 프로그래밍을 이용하면 기존 프로그래밍 언어에 비하여 훨씬 빠르게 시스템을 개발할 수 있으며, 다양한 어플리케이션을 구축하는데 필요한 기능과 유연성을 유지할 수 있습니다.

 

연결성 및 인스트루먼트 컨트롤

버추얼 인스트루먼테이션 소프트웨어에는 기본적으로 하드웨어 통합에 관련된 다양한 기술 및 라이브러리들을 내장하고 있으며, 테스트, 측정 및 컨트롤 시스템 구축을 위한 다양한 I/O 기능 역시 포함되어 있습니다.

LabVIEW는 독립형 계측기, 데이터 수집 디바이스, 모션 컨트롤 및 비전 제품, GPIB/IEEE 488 및 시리얼/RS-232 디바이스, PLC 등 다양한 디바이스 통합에 바로 사용 가능한 라이브러리들을 제공하여 측정 및 자동화 솔루션을 구축할 수 있습니다. 또한 주요 인스트루먼테이션과 VISA (GPIB용 상호 운용가능한 표준), 시리얼, VXI 인스트루먼테이션, PXI와 PXI Systems Alliance CompactPCI 표준 기반의 소프트웨어와 하드웨어, IVI 상호변경가능한 버추얼 인스트루먼트 드라이버, VXIplug & play (VXI 인스트루먼트용 드라이버 표준)의 통합이 가능합니다.

 

개방형 환경

LabVIEW는 대부분 어플리케이션에 필요한 도구들을 제공하면서도 개방된 개발 환경을 가지고 있습니다. 소프트웨어의 표준화는 기타 소프트웨어, 측정 및 컨트롤 하드웨어, 개방형 표준과 작업하기 위해 선택하는 패키지의 기능에 많이 의존하며 여러 업체들간의 상호 운영성을 정의합니다. 이 기준들을 충족시키는 소프트웨어를 선택하여 업체와 어플리케이션이 여러 공급업체들이 제공하는 제품들의 활용을 보장할 수 있습니다. 또한 개방형 상용 표준을 준수하게 되면 전체 시스템 비용을 줄일 수 있습니다.

수많은 타사 하드웨어 및 소프트웨어 업체들은 제품에 LabVIEW를 쉽게 이용할 수 있도록 하는 수백 개의 LabVIEW 라이브러리와 인스트루먼트 드라이버를 개발하고 유지관리합니다. 이 방식이 LabVIEW 기반 어플리케이션에 연결성을 제공하는 유일한 방법은 아닙니다. LabVIEW는 ActiveX 소프트웨어, 다이나믹 링크 라이브러리 (DLL), 다른 툴의 공유 라이브러리를 통합하는 간단한 방식들을 제공합니다. 또한 반대로 LabVIEW 코드를 DLL 또는 ActiveX로 다른 개발환경에서 공유할 수도 있습니다.

LabVIEW는 통신 및 데이터 표준 (TCP/IP, OPC, SQL, 데이터베이스 연결성, XML 데이터 형식)에 대한 옵션을 지원합니다.

 

비용 절감 및 투자 보존

LabVIEW를 사용하는 한대의 컴퓨터는 수많은 어플리케이션의 용도로 사용할 수 있습니다. 그래서 LabVIEW는 다재 다능할 뿐 아니라 비용 절감 효과가 굉장히 큽니다. LabVIEW를 이용한 버추얼 인스트루먼테이션은 개발 비용이 줄어들 뿐 아니라 장기간의 투자 비용도 절감해주는 경제적인 플랫폼임이 입증되었습니다. 사용자의 요구사항이 변경되면 새 장비를 구입하지 않고도 쉽게 시스템을 변경할 수 있습니다. 기존의 상용 계측기 한 대 값보다 적은 비용으로 인스트루먼테이션 라이브러리를 구축할 수 있습니다.

 

다중 플랫폼

컴퓨터 시스템의 대부분이 다양한 버전의 Microsoft Windows 운영체제를 사용하고 있습니다. Windows 운영체제가 아닌 다른 운영체제를 사용하면 특정 유형의 어플리케이션에서 더욱 뛰어난 성능을 발휘함에도 말입니다. 보다 작고 특수한 패키지에 연산력이 패키징되면서 리얼타임 및 임베디드 개발은 대부분 업계에서 빠르고 지속적인 성장을 하고 있습니다. 새로운 플랫폼으로의 변경을 고려할 때, 이러한 변경으로 인한 손실 최소화는 중요하며 올바른 소프트웨어를 선택하는 것은 핵심 요소입니다.

 

LabVIEW는 Windows 2000, NT, XP, Me, 98, 95 및 NT 임베디드뿐 아니라 Mac OS, Sun Solaris, Linux에서 실행되기 때문에 위와 같은 손실을 최소화 해줍니다. 또한 LabVIEW는 LabVIEW Real-Time Module을 통해 코드를 컴파일하여 VenturCom ETS 리얼타임 운영체제에서 실행됩니다. 내쇼날인스트루먼트는 기존 시스템의 중요성도 감안하여 구 버전의 Windows, Mac OS, Sun 운영체제에서도 사용이 가능하게 하고 있습니다. LabVIEW는 독립적인 플랫폼이기 때문에 한 플랫폼에서 작성한 버추얼 인스트루먼트는 열기만하면 어떠한 LabVIEW 플랫폼에도 동일하게 반입이 가능합니다.

LabVIEW 어플리케이션은 플랫폼간에 혼용이 가능하기 때문에 현재의 작업이 미래에도 적용 가능합니다. 새 컴퓨터 기술들을 통해 어플리케이션을 새 플랫폼과 운영체제에 쉽게 반입할 수 있게 되었습니다. 또한 플랫폼간에 어플리케이션을 포팅하여 플랫폼 독립적인 버추얼 인스트루먼트를 구축할 수 있기 때문에 플랫폼 이식성과 관련된 개발 시간 및 기타 불편함을 줄일 수 있습니다.

 

분산 개발

LabVIEW를 이용하면 분산 어플리케이션을 다른 플랫폼에서도 쉽게 개발할 수 있습니다. 사용하기 쉬운 서버 도구들을 이용하여 프로세서 집약적인 루틴을 다른 머신에 오프로딩하여 빠르게 실행하거나 원격 모니터링 및 컨트롤 어플리케이션을 구축할 수 있습니다. 강력한 서버 기술은 대규모 멀티컴퓨터 어플리케이션 개발 태스크를 간단하게 해줍니다. 또한 LabVIEW에는 TCP/IP와 같은 표준 네트워킹 기술들이 포함되어 있으며 다양한 프로토콜들을 견고하게 통합합니다.

 

분석 기능

데이터가 수집되어도 어플리케이션이 바로 정지하지 않기 때문에 버추얼 인스트루먼테이션 소프트웨어는 종합적인 분석 및 신호 처리 도구들이 필요합니다. 보통 머신 모니터링 및 컨트롤 시스템의 고속 측정 어플리케이션은 정확한 진동 데이터를 위한 차수 분석이 필요합니다. 폐루프, 임베디드 컨트롤 시스템은 안정성을 유지하기 위해 컨트롤 알고리즘을 위한 점대점 평균화가 필요할 수 있습니다. LabVIEW에 포함되어 있는 고급 분석 라이브러리 외에도 내쇼날인스트루먼트는 LabVIEW Signal Processing Toolset, LabVIEW Sound and Vibration Toolkit, LabVIEW Order Analysis Toolkit과 같은 애드온 소프트웨어를 제공하여 분석 제품군을 보완합니다.

 

시각화 처리 기능

LabVIEW는 버추얼 인스트루먼트의 사용자 인터페이스에 데이터를 표현 (차트와 그래프 및 2D/3D 시각화 처리)하기 위해 다양한 시각화 처리 도구를 포함하고 있습니다. 데이터 표현의 속성을 즉시 재설정할 수 있을 뿐 아니라 마우스를 이용하여 이 그래프들을 회전, 확대 및 팬 (pan)할 수 있습니다. 처음부터 그래픽과 모든 맞춤 속성들을 프로그래밍하지 않고 이 객체들을 인스트루먼트 프런트 패널에 간단히 드래그 앤 드롭 할 수 있습니다.

 

유연성과 확장성 – 핵심 장점

엔지니어들의 요구사항은 빠르게 변화고 있습니다. 이들은 오랫동안 사용할 수 있는 유지관리 가능하고 확장 가능한 솔루션을 필요로 합니다. LabVIEW와 같은 개발 소프트웨어를 기반으로 한 버추얼 인스트루먼트를 구축하면 소프트웨어와 하드웨어가 긴밀히 통합된 개방형 프레임워크를 디자인할 수 있습니다. 이를 통해 어플리케이션은 현재뿐 아니라, 미래의 새로운 기술과 요구사항들을 쉽게 통합하여 기존의 영역을 넘어서는 어플리케이션으로 확장시켜 나갈 수 있습니다.

 

엔지니어링 프로세스에 적용된 버추얼 인스트루먼테이션

버추얼 인스트루먼트는 연구와 디자인 및 제조 테스트까지 엔지니어링 프로세스의 모든 단계에서 다양한 장점을 제공합니다.

연구 및 디자인

연구/디자인 단계에서는 빠른 개발 및 프로토타이핑 기능이 필요합니다. 버추얼 인스트루먼트를 이용하면 신속하게 프로그램을 개발할 수 있고, 인스트루먼트에서 측정하여 프로토타입을 테스트하고 결과값을 분석할 수 있습니다. 이 모든 절차는 기존 계측기로 테스트를 구축하는데 필요한 시간의 일부로 가능합니다. 데스크탑, 임베디드 시스템 및 분산 네트워크까지 확장 가능한 개방형 플랫폼에 유연성은 필수적입니다.

까다로운 R&D 어플리케이션은 소프트웨어와 하드웨어의 긴밀한 통합을 요구합니다. GPIB를 이용하여 독립형 계측기와 인터페이스하거나 데이터 수집 보드와 신호 컨디셔닝 하드웨어를 이용하여 컴퓨터로 신호를 직접 수집하든 LabVIEW는 통합을 간단하게 해줍니다. 버추얼 인스트루먼트를 이용하면, 예상치 못한 변수들을 유발하지 않는 테스트의 자동화, 사용자의 에러 가능성 제거 및 결과값의 일관성 등을 보장하여 자동화할 수 있습니다.

 

개발 테스트 및 검증

버추얼 인스트루먼트의 유연성과 기능을 이용하면 복합 테스트 과정을 쉽게 구축할 수 있습니다. 디자인 검증 테스트 자동화의 경우, LabVIEW에서 테스트 루틴을 생성하고 내쇼날인스트루먼트 TestStand 소프트웨어가 강력한 테스트 관리 기능을 제공합니다. 이 툴들이 조직에 제공하는 여러 장점 중 하나는 코드의 재사용입니다. 디자인 프로세스에서 코드를 개발하고 난 후, 이 동일한 프로그램을 검증, 테스트 또는 제조를 위한 기능 툴에 연결합니다.

 

제조 테스트

테스트 시간 절감과 테스트 절차 개발 간소화는 제조 테스트의 주 목표입니다. TestStand와 같이 강력한 테스트 관리 소프트웨어와 결합된 LabVIEW 기반의 버추얼 인스트루먼트는 이 요구사항들을 충족시키는 높은 성능을 제공합니다. 이 툴들은 고속 멀티스레드 엔진으로 엄격한 전송률 요구조건을 충족시켜 병렬로 여러 테스트 시퀀스를 실행합니다. TestStand는 테스트 시퀀싱, 실행 및 LabVIEW로 작성된 루틴 기반의 보고서 생성을 쉽게 관리합니다.

TestStand는 LabVIEW에서 테스트 코드의 생성을 통합합니다. 또한 TestStand는 R&D 또는 디자인 및 검증 단계에서 생성된 코드를 재사용할 수 있습니다. 제조 테스트 어플리케이션이 있을 경우, 제품 수명 주기에서 이미 수행했던 작업들을 이 어플리케이션에 십분 활용할 수 있습니다.

 

제조

제조 어플리케이션은 안정적이고 성능이 뛰어나며 상호운영 가능한 소프트웨어가 필요합니다. LabVIEW 기반의 버추얼 인스트루먼트는 알람 관리, 히스토리 데이터 트렌딩, 보안, 네트워킹, 산업용 I/O 및 기업 연결과 같은 기능들을 통합하여 이 모든 장점들을 제공합니다. 이 기능을 이용하면 PLC, 산업용 네트워크, 분산 I/O, 플러그인 데이터 수집 보드와 같은 여러 유형의 산업용 디바이스에 쉽게 연결할 수 있습니다. 기업에서 코드를 공유하여 R&D 또는 검증 단계에서 개발된 동일한 LabVIEW 어플리케이션을 제조 단계에서도 사용하고 제조 테스트 프로세스와 긴밀히 통합할 수 있습니다.

 

개인용 컴퓨터의 한계를 넘어선 버추얼 인스트루먼트

최근 상용 PC 기술이 임베디드 시스템으로 이전되기 시작하고 있습니다. Windows CE, Intel x86 기반 프로세서, PCI 및 CompactPCI 버스, 임베디드 개발용 이더넷이 그 예에 포함됩니다. 버추얼 인스트루먼테이션이 비용 및 성능 이점이 높은 상용 기술에 많이 의존하기 때문에 임베디드 기능과 리얼타임 기능을 더 많이 포함하도록 확장되었습니다. 예를 들어, LabVIEW는 Linux뿐 아니라 VenturCom의 임베디드 ETS 리얼타임 운영체제의 특정 타겟에서 실행됩니다. 버추얼 인스트루먼테이션을 확장 가능한 프레임워크로 사용하여 데스크탑부터 임베디드 디바이스까지 확장하게 되면, 임베디드 시스템 개발자들이 이 프레임워크를 완전한 툴박스로 인정하게 될 것입니다.

임베디드 시스템 개발에 영향을 끼치는 극적인 기술 변화의 예로는 네트워킹과 웹이 있습니다. PC가 많이 보급되면서 이더넷이 전세계 기업의 표준 네트워크 인프라로 자리매김하였습니다. 또한 PC의 웹 인터페이스가 대중화되면서 휴대폰, PDA의 개발이 넘쳐났고 현재는 산업용 데이터 수집 및 컨트롤 시스템으로 개발 붐이 일고 있습니다.

한때 임베디드 시스템은 독립형 운영 즉, 로우 레벨에서 주변 구성요소들과 리얼타임 버스로 인터페이스하는 것을 의미했습니다. 현재는 기업의 모든 레벨에서 정보에 대한 요구가 증가하고 있기 때문에 임베디드 시스템과 네트워크로 연결한 상태에서 안정적인 리얼타임 작동을 지속적으로 보장해야만 합니다.

 

버추얼 인스트루먼테이션 소프트웨어는 크로스-플랫폼 컴파일 기술을 이용한 데스크탑 및 리얼타임 시스템에 하나의 개발환경을 결합하였기 때문에 데스크탑 소프트웨어의 내장된 웹 서버와 사용하기 쉬운 네트워킹 기능을 활용하고 리얼타임 및 임베디드 시스템에 타겟팅할 수 있습니다. 예를 들어, LabVIEW를 이용하여 어플리케이션 인터페이스를 Windows의 네트워크에 있는 정의된 안전한 머신에 반출하도록 내장된 웹 서버를 간단히 설정한 다음, 이 어플리케이션을 다운로드하여 사용자의 헤드리스 임베디드 시스템에서 실행가능합니다. 이 절차는 임베디드 시스템에서 어떠한 프로그래밍도 필요 없이 발생합니다. 다음으로 이 임베디드 시스템을 배포하고 전원을 공급하여 이더넷을 통해 원격의 안전한 머신으로부터 어플리케이션에 연결하고 표준 웹 브라우저를 이용하는 임베디드 시스템과 인터페이스할 수 있습니다. 보다 정교한 네트워킹 어플리케이션의 경우, LabVIEW를 이용하여 TCP/IP 또는 기타 메소드들을 그래픽 방식으로 프로그래밍한 다음 임베디드 시스템에서 실행할 수 있습니다.

 

임베디드 시스템 개발은 엔지니어링에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야 중 하나이며, 고객들이 스마트 자동차, 스마트 가전기기, 스마트 홈서비스 등의 다양한 어플리케이션들을 요구하면서 미래에서 지속적으로 주목 받게 될 것입니다. 이러한 상용 기술들이 발전하면서 버추얼 인스트루먼테이션 역시, 이러한 증가하는 수많은 어플리케이션 더 많이 적용 가능할 것입니다. 버추얼 인스트루먼테이션 소프트웨어 및 하드웨어 툴을 제공하는 선도 업체들은 이 같이 성장하고 있는 어플리케이션들을 공급하기 위한 전문지식과 제품 개발에 투자해야 합니다. 예를 들어, 플래그쉽 버추얼 인스트루먼테이션 소프트웨어 플랫폼인 LabVIEW의 경우, 내쇼날인스트루먼트는 데스크탑 운영체제를 위한 개발에서 임베디드 시스템, 핸드헬드 개인용 디지털 어시스턴트 타겟, FPGA 기반 하드웨어 및 스마트 센서까지 확장 가능한 기능을 포함한 비전을 제시해오고 있습니다.

 

차세대 버추얼 인스트루먼테이션 툴은 블루투스, 무선 이더넷, 기타 표준들의 빠르고 쉬운 통합을 위한 네트워킹 기술을 포함해야 합니다. 이 기술들의 사용 외에도, 버추얼 인스트루먼테이션 소프트웨어는 임베디드 시스템의 보다 빠른 개발과 컨트롤을 위한 분산 시스템간의 타이밍 및 동기화 관계를 직관적으로 기술하고 디자인할 수 있는 보다 나은 방식이 필요합니다.

소프트웨어와 하드웨어의 통합, 유연한 모듈형 툴 및 다양한 상용 기술을 사용하는 버추얼 인스트루먼테이션 개념은 빠른 시스템 개발과 장기간 동안 유지 관리가 가능한 프레임워크를 생성합니다. 또한 버추얼 인스트루먼테이션은 다양한 옵션과 기능을 임베디드 개발에 제공하기 때문에 임베디드 개발자들이 이 툴들을 이해하고 검토하는데 있어 더 없이 좋습니다.

 

결론

버추얼 인스트루먼테이션은 최첨단 컴퓨터 기술을 활용하여 개방형 프레임워크 기반으로 고유의 시스템을 구축하고 정의할 수 있게 해줍니다. 이 개념은 현재 진행한 작업이 미래에 사용 가능할뿐 아니라 요구사항 변경에 따라 적용하고 확장하는 유연성을 제공하게 됩니다. LabVIEW는 엔지니어들을 위하여 제작되었기 때문에, 엔지니어들의 효율적인 버추얼 인스트루먼트 설계를 위해 최적화 된 강력한 도구와 개발 환경을 제공하고 있습니다.