NI TDMS 파일 포맷

개요

기술적인 정보를 가장 효과적으로 교환하기 위해서는 여러 가지 문제점을 해결해야 합니다. 가장 까다로운 문제점은 테스트 또는 시뮬레이션할 때 부적절하게 기록된 정보입니다. 데이터에 설명이 없고 일관성 없는 포맷으로 저장될 뿐 아니라 여러 컴퓨터에 흩어져 있어 특정 데이터 세트를 검색하여 결과를 도출해내기가 매우 어려운 경우가 많습니다. 데이터 세트를 찾지 못하면 테스트나 시뮬레이션을 다시 수행해야 합니다. 따라서 여러 기업에서 이로 인한 효율성 저하와 개발 비용 증가라는 문제를 겪게 됩니다. NI는 이러한 문제를 해결하기 위해 다음 세 가지 주요 요소로 구성된 기술 데이터 관리 (TDM) 솔루션을 개발했습니다.

  • 측정 데이터를 적절하게 문서화하여 저장하기 위한 NI TDMS 파일 포맷
  • 이전에 저장했던 데이터 세트를 신속하게 찾기 위한 NI DataFinder
  • 데이터를 처리하고 리포트를 생성하기 위한 NI DIAdem 또는 LabVIEW DataFinder 연결성 VI


유기적인 데이터 관리 솔루션을 구축하려면 먼저 데이터를 가장 효율적이고 체계적이며 확장 가능한 방식으로 저장해야 합니다. 본 기술백서에서는 NI TDM 솔루션의 첫 번째 요소인 NI TDMS 파일 포맷에 대해 자세히 살펴봅니다. 이 파일 포맷은 측정 데이터를 디스크에 저장하는 데 최적화된 파일 포맷입니다.

Contents

측정 데이터를 저장하는 기존의 방식

측정 데이터를 저장하기 위한 포맷은 매우 다양합니다. 하지만 어플리케이션을 계획할 때 데이터 저장 옵션을 우선적으로 신중하게 고려하는 경우는 많지 않습니다. 하드웨어 시스템 설계 또는 소프트웨어 아키텍처 같은 요소를 보다 중요하게 간주하기 때문에 파일 포맷 선택 문제를 간과하기 쉽습니다. 이렇게 데이터 저장 방법은 임의로 결정되거나 확장성에 대한 고려 없이 어플리케이션에 따라 주먹구구식으로 결정될 때가 많아, 나중에 소프트웨어 아키텍처 재구성이 필요하게 되면 복잡한 문제를 해결하느라 큰 비용이 들어가기도 합니다. 어플리케이션과 요구사항은 계속 변하므로 시간 기반 측정 데이터 저장에 가장 보편적으로 사용되는 저장 포맷을 사용하더라도 엔지니어와 과학자의 요구사항을 지속적으로 만족시키기는 어렵습니다. 표1은 가장 보편적인 측정 데이터 저장 방법의 장단점을 소개합니다.

TDMS 파일 포맷은 다양한 데이터 저장 옵션의 장점을 하나의 파일 포맷에 갖추고 있습니다

*툴킷 또는 애드온 모듈이 필요할 수 있습니다.

표 1. TDMS 파일 포맷은 다양한 데이터 저장 옵션의 장점을 하나의 파일 포맷에 갖추고 있습니다.

NI는 테스트 및 측정 어플리케이션에 보편적으로 사용되는 데이터 저장 방법의 단점을 보완하기 위해 TDMS (Technical Data Management Streaming) 파일 포맷을 도입했습니다. 2진 형식의 TDMS 파일 포맷은 손쉽게 교환 가능하고 체계적인 구조를 갖추고 있으며 고속 스트리밍이 가능한 파일 형식으로, NI TDM 솔루션의 다른 기술과 결합하면 복잡한 고가의 데이터베이스를 설계하고 관리할 필요 없이 빠르게 데이터를 검색할 수 있게 됩니다.  

표 1에 나와 있는 여러 가지 데이터 저장 방식에 대한 자세한 정보는 일반 파일 I/O 및 데이터 저장 방식 비교하기를 확인하십시오.

TDMS 파일 구조 개요

TDMS 파일 구조의 내부 포맷에 대해 알아두어야 할 가장 중요한 특징은 본질적으로 계층 구조를 이루고 있다는 점입니다. TDMS 파일 포맷은 그림 1과 같이 세 가지 계층 구조(파일, 그룹, 채널)로 구성되어 있습니다. 파일 레벨에 포함될 수 있는 그룹의 수는 무제한이며, 각 그룹에 포함될 수 있는 채널 개수 역시 무제한입니다. 이와 같은 채널 그룹화 덕분에 더욱 이해하기 쉬운 방식으로 데이터를 정렬할 수 있습니다. 예를 들어, 단일 파일 내에 원시 데이터 그룹 한 개와 분석된 데이터 그룹을 따로 하나 둘 수도 있고,1 센서 타입 또는 위치마다 그에 대응하는 그룹을 여러 개 둘 수도 있습니다.

각 TDMS 파일에 파일, 그룹, 채널 레벨에 대한 설명이 포함됩니다

그림 1. 각 TDMS 파일에는 파일, 그룹, 채널 레벨에 대한 설명이 포함됩니다.

계층 구조의 각 레벨에 사용자 정의 스칼라 프로퍼티를 무제한으로 저장할 수 있습니다. 각 계층에 사용자 속성을 무제한으로 정의할 수 있으므로 검색이 가능하고 적절하게 문서화된 데이터 파일을 생성할 수 있습니다. 파일에 포함된 설명 정보는 이 포맷의 핵심 장점으로, 헤더 구조를 설계할 필요 없이 편리하게 데이터를 문서화할 수 있도록 지원합니다. 문서화 관련 요구사항이 증가하더라도 어플리케이션을 재설계할 필요 없이 모델만 확장하면 요구사항을 충족할 수 있습니다. 측정 데이터를 문서화할 때 사용하는 사용자 정의 프로퍼티가 많을수록, 사용자의 복잡한 데이터베이스 통신을 추상화하는 NI DataFinder 클라이언트를 사용하여 나중에 측정 데이터를 찾기가 더 쉬워집니다.

개방형 TDMS 파일 포맷의 내부 구조에 대한 자세한 기술적인 설명은 TDMS 파일 포맷 내부 구조를 참조하십시오.

1TDMS 파일은 또한 *.tdms_index 파일을 자동으로 생성합니다. 이 파일은 대용량 데이터 파일의 모든 속성 및 포인터 정보를 집약한 파일로, 대규모 데이터 세트 검색 속도를 비약적으로 향상하는 역할을 합니다. 이 인덱스 파일은 저장 또는 배포에는 필요하지 않으며 자동으로 재생성됩니다.

NI 소프트웨어로 TDMS 파일 읽고 쓰기

NI TDMS 파일 포맷은 NI 플랫폼이 지원하는 파일 포맷입니다. 모든 NI 소프트웨어 개발 환경의 네이티브 함수 팔레트 또는 라이브러리에는 TDMS 파일을 다루는 기능이 있습니다. 이러한 인터페이스를 이용하면 쉽게 구조화된 데이터를 저장할 수 있으며 측정 또는 시뮬레이션 데이터에 설명 데이터를 편리하게 추가할 수 있습니다.

LabVIEW

NI LabVIEW 소프트웨어는 여러 가지 NI TDMS 파일용 인터페이스를 제공합니다. LabVIEW에서 TDMS 파일을 가장 쉽게 작성하는 방법은 측정 파일에 쓰기 익스프레스 VI를 사용하는 것입니다. 이 익스프레스 VI는 편리한 대화식 설정 기능을 제공하는 반면에 성능을 다소 저하시키므로 고속 스트리밍 또는 리얼타임 어플리케이션에는 적합하지 않습니다.

파일 I/O 팔레트에 있는 TDMS 원시 VI를 사용하면 더욱 높은 유연성과 최고의 성능을 얻을 수 있습니다. 이러한 VI를 사용하면 TDMS 파일과 프로퍼티를 가장 효율적으로 읽고 쓸 수 있습니다. 이와 같은 TDMS 파일 액세스 방법은 LabVIEW Real-Time Module을 사용하는 리얼타임 어플리케이션에 적합합니다. TDM 스트리밍 팔레트는 LabVIEW 8.2 버전에 처음 도입되었습니다.

2010년 8월 이후에 출시된 LabVIEW 또는 드라이버에는 로우 레벨에서 TDMS 파일을 다루는 새로운 TDMS 고급 팔레트를 제공하는데, 이를 통해 비동기식 읽기/쓰기 등의 고급 기법을 활용할 수 있습니다.

LabVIEW에서 TDMS 파일을 읽고 쓰는 데는 여러 방법이 있습니다.

그림 2. LabVIEW에서 TDMS 파일을 읽고 쓰는 데는 여러 방법이 있습니다.

LabVIEW에서 TDMS 파일을 읽고 쓰는 데는 여러 방법이 있습니다.

그림 3. TDM 스트리밍 팔레트는 LabVIEW로 TDMS 파일을 가장 유연하고 효율적으로 읽고 쓰는 방식입니다.

LabVIEW로 TDMS 파일을 읽고 쓰는 방법에 대한 자세한 내용은 LabVIEW TDM 스트리밍 VI 개요를 확인하십시오.

LabWindows™/CVI

NI LabWindows™/CVI 소프트웨어에서는 두 개의 라이브러리 중 하나를 사용하여 TDMS 파일에 액세스할 수 있습니다. 첫 번째는 LabWindows/CVI TDM 스트리밍 라이브러리로, 더욱 빠르고 보편적으로 사용되는 방식입니다. 이 API를 사용하면 LabWindows/CVI 리얼타임 모듈을 사용하여 리얼타임 어플리케이션에서 TDMS 파일을 읽고 쓸 수 있습니다. TDM 스트리밍 라이브러리는 LabWindows/CVI 8.1 버전에 처음 도입되었습니다.

두 번째 방법은 DIAdem 연결성 API로, NI DIAdem 소프트웨어를 매개로 하여 TDMS 파일을 읽고 쓰는 방식입니다. 

참고: DIAdem 연결성 라이브러리는 LabWindows/CVI 2017 및 이후 버전에서 지원되지 않습니다. 기존 프로젝트에는 TDM 스트리밍 라이브러리를 사용하고, 새 프로젝트에는 첨부된 TDM C DLL을 사용하도록 권장합니다.

그림 5. LabWindows/CVI는 TDMS 파일을 사용하는 두 가지 인터페이스를 제공하지만, TDM 스트리밍 라이브러리가 훨씬 효율적이며 유연한 방식입니다.

Measurement Studio를 사용하는 .NET 언어

Measurement Studio 8.6 버전에 도입된 NI Measurement Studio TDM 스트리밍 .NET 클래스 라이브러리는 .NET 언어로 신속하고 유연하게 TDMS 파일을 직접 읽고 쓸 수 있는 방법을 제공합니다. 참고: TDM 스트리밍 .NET 클래스 라이브러리는 Measurement Studio의 Professional 및 Enterprise 버전에만 포함됩니다.

Measurement Studio에는 TDM 스트리밍 .NET 클래스 라이브러리가 포함되어 있습니다

그림 6. Measurement Studio에는 TDM 스트리밍 .NET 클래스 라이브러리가 포함되어 있습니다.

NI DIAdem

NI DIAdem 소프트웨어는 유연한 데이터 후처리, 시각화 및 리포트 작업 환경으로, DataPlugin을 사용하여 사용자 정의 포맷과 호환되도록 쉽게 확장할 수 있습니다. DIAdem은 설치 후 바로 TDMS 파일을 읽고 쓸 수 있도록 설계되었지만, Data Portal (DIAdem 메모리에 로드된 데이터의 시각적 표현)에 로드된 모든 데이터는 TDMS 형식을 따릅니다. NI DataFinder 클라이언트이자 NI TDM 솔루션의 세 번째 요소인 DIAdem을 사용하면 구글과 같은 검색 엔진으로 정보를 검색할 때처럼 편리하게 NI DataFinder 색인으로 필요한 정보를 찾을 수 있습니다. 

모든 사용자 정의 파일 형식을 TDMS 형식으로 읽어 들이도록 DIAdem을 설정하면 DIAdem이 TDMS 모델을 통해 제공하는 모든 장점을 활용할 수 있습니다

그림 7. 모든 사용자 정의 파일 형식을 TDMS 형식으로 읽어 들이도록 DIAdem을 설정하면 DIAdem이 TDMS 모델을 통해 제공하는 모든 장점을 활용할 수 있습니다.

대화식 시각화, 분석, 리포트 작성을 위해 DIAdem을 사용하는 방법에 대한 자세한 정보는 ni.com/diadem을 참조하십시오.

NI VeriStand

NI VeriStand는 리얼타임 테스팅을 위한 설정 기반의 소프트웨어 환경으로, 다양한 방법으로 TDMS 파일에 측정 데이터를 기록할 수 있도록 지원합니다.  내장된 자극 프로파일 편집기에서 자동 테스트 스크립트를 생성하여 리얼타임 자극을 테스트 대상 디바이스에 주입하고 동시에 시스템 파라미터를 파일에 쓸 수 있습니다.  또한 NI VeriStand 2013에 도입된 작업 흐름 데이터 로깅 객체를 사용하면 사용자 인터페이스에서 바로 측정을 설정하고 데이터를 기록할 수도 있습니다.  NI VeriStand 2013부터는 DIAdem와도 직접 통합되므로 후처리와 리포트 생성도 자동화할 수 있습니다.  이를 통해 테스트를 수행할 때마다 데이터 파일이 동일한 방식으로 처리되고 리포트가 생성되도록 보장할 수 있으므로 의사 결정을 빠르게 내리고 제품 품질을 향상할 수 있습니다.

VeriStand와 DlAdem으로 리얼타임 테스트 데이터를 생성하고 관리하는 방법은 아래의 소개 동영상에서 확인하십시오. 

 

타사 프로그래밍 소프트웨어로 TDMS 파일 읽고 쓰기

NI는 타사 어플리케이션을 사용하여 TDMS 파일을 읽고 쓸 수 있는 여러 가지 도구를 제공합니다. 

TDM C DLL

NI는 무료로 다운로드할 수 있는 TDM C DLL을 제공합니다. TDM C DLL은 DLL 통신을 사용할 수 있는 모든 어플리케이션 개발 환경에서 TDMS 파일을 읽고 쓰는 데 필요한 함수를 갖추고 있습니다. TDM C DLL과 관련 예제는 이 페이지의 첨부 파일에서 무료로 다운로드할 수 있습니다.

TDM C DLL은 타사 환경에서 TDMS 파일을 읽고 쓸 수 있는 무료 인터페이스입니다

그림 8. TDM C DLL은 타사 환경에서 TDMS 파일을 읽고 쓸 수 있는 무료 인터페이스입니다.

OpenOffice.org Calc

OpenOffice.org Calc용 무료 애드인 소프트웨어를 사용하면 OpenOffice.org Calc에서 설명 정보를 포함한 TDMS 파일을 읽고 처리할 수 있습니다. 애드인 소프트웨어를 다운로드하고 설치한 후, OpenOffice.org Calc 함수 추가 메뉴를 사용하여 TDMS 파일을 읽거나 애드인 소프트웨어를 설정하십시오.

OpenOffice.org용 무료 애드인 소프트웨어를 설치하면 OpenOffice.org Calc에 TDMS 파일을 읽기 위한 새로운 메뉴가 생성됩니다

그림 9. OpenOffice.org용 무료 애드인 소프트웨어를 설치하면 OpenOffice.org Calc에 TDMS 파일을 읽기 위한 새로운 메뉴가 생성됩니다.

이 무료 애드인 소프트웨어 대한 더욱 자세한 정보를 보거나 다운로드하시려면 OpenOffice.org Calc용 TDM 애드인 도구 사용자 가이드를 참조하십시오.

The MathWorks, Inc. MATLAB® 소프트웨어

NI는 The MathWorks 소프트웨어 환경의 MATLAB® 내에서 TDM 및 TDMS 파일을 읽는 방법을 보여주는 예제를 개발했습니다.

 

Microsoft Excel을 사용하여 TDMS 파일을 배포하고 교환하기

모든 NI 개발 환경에서 TDMS 파일을 읽고 쓸 수 있지만, 가끔은 NI 소프트웨어가 없는 동료 또는 상사와 파일을 공유해야 할 때가 있을 것입니다. 따라서 NI는 보편적인 소프트웨어 환경 (Microsoft Excel 등)에서 많은 엔지니어가 TDMS 파일을 사용할 수 있도록 TDM Excel 애드인을 무료로 제공합니다. 이 애드인은 NI 소프트웨어와 함께 설치되며 컴퓨터에 NI 소프트웨어는 없지만, 데이터를 보고 싶은 사용자를 위해 독립형 다운로드로도 제공됩니다. Microsoft Excel이 측정 데이터 후처리에 적합한 도구는 아니지만, 작은 데이터 파일을 신속하게 확인할 때는 실용적입니다. 이 무료 애드인은 Excel 환경 내에서 사용할 수 있습니다.

모든 NI 소프트웨어는 Windows 탐색기에서 TDMS 파일과 직접 연동할 수 있게 해주는 최신 기능을 설치합니다. 이 최신 Excel Importer 유틸리티는 Windows 탐색기 오른쪽 클릭 메뉴의 “다른 프로그램으로 열기” 섹션에 표시되며, NI 소프트웨어가 없는 동료가 Microsoft Excel을 TDMS 파일을 여는 기본 프로그램으로 사용할 수 있게 지원합니다. 파일 확장자가 Excel Importer와 연결(DIAdem이 컴퓨터에 없는 경우 자동으로 연결)되면 NI 소프트웨어가 없는 동료들도 TDMS 파일을 더블 클릭하여 Excel로 열 수 있습니다.

NI 소프트웨어가 설치되어 있지 않아도, 무료 애드인을 사용하면 Windows 탐색기에서 TDMS 파일을 더블클릭하여 Microsoft Excel에서 열 수 있습니다

그림 10. NI 소프트웨어가 설치되어 있지 않아도, 무료 애드인을 사용하면 Windows 탐색기에서 TDMS 파일을 더블클릭하여 Microsoft Excel에서 열 수 있습니다

 

기존 데이터 파일을 TDMS 데이터 파일 포맷으로 맵핑하기

TDMS 파일 포맷을 사용할 수 없는 경우도 있습니다. 예를 들어, 고객 또는 공급자가 데이터를 저장할 때 특정 파일 포맷만을 사용하도록 요구하기도 합니다. 기존 계측기 중에는 데이터를 맞춤형 파일 포맷으로 자동 출력하는 계측기도 있습니다. 또한 다른 방식으로 이미 수집된 레거시 측정 데이터가 있다면, 이 데이터를 단순히 TDMS 파일 포맷으로 저장하기 위해 다시 측정할 수는 없습니다.

이러한 경우에 대비하여 NI는 임의의 사용자 정의 파일 포맷을 TDMS 포맷으로 맵핑하는 기술을 개발했습니다. DIAdem 마법사를 사용해 DataPlugin이라는 이 기술을 구현하거나 VBScript, C++ 또는 LabVIEW를 사용해 프로그래밍할 수 있습니다. 맞춤 파일 포맷을 TDMS 포맷으로 맵핑하는 방법을 작성하고 나면, NI DataFinder는 설명 정보를 파악하고 색인하여 LabVIEW DataFinder 연결성 VI 또는 DIAdem와 같은 NI DataFinder 클라이언트에서 검색할 수 있습니다.   

NI는 다운로드 가능한 수백 종류의 무료 DataPlugin을 제공합니다. 가장 보편적인 파일 포맷에 대한 DataPlugin을 다운로드하거나 사용자 정의 파일 포맷을 위한 무료 DataPlugin 작성을 요청하시려면 ni.com/dataplugins을 참조하십시오.

DataPlugin을 사용하면 TDMS 모델과 함께 사용할 수 있게 이 그림에서처럼 사용자 정의 파일 포맷 내에 파일 위치, 채널 그룹, 채널 정보를 설명할 수 있습니다

그림 11. DataPlugins을 사용하면 TDMS 모델과 함께 사용하기 위해 이 그림에서처럼 사용자 정의 파일 포맷 내에 있는 파일, 채널 그룹, 채널 정보의 위치를 설명할 수 있습니다.

 

가장 빠른 속도로 측정 데이터를 디스크에 스트리밍하는 방법

NI-DAQmx 9.0 이후 버전을 사용하면 DAQmx API로 바로 TDMS 파일에 데이터를 기록할 수 있습니다. DAQmx 로깅 설정 VI를 통해 로깅을 설정하면, TDMS 로깅을 기존의 어플리케이션에 편리하게 통합할 수 있습니다. 또한 이 방식을 사용하면 여러 메모리 작업을 최적화하고 최고의 효율성을 위해 Windows, LabVIEW, TDMS 버퍼를 건너뜀으로써 고속 측정 데이터 스트리밍의 한계를 뛰어넘을 정도의 빠른 속도를 실현할 수 있습니다. DAQmx 로깅 설정 VI는 속도 테스트에서 1.2GB/s를 달성했습니다. NI-DAQmx 어플리케이션에 TDMS 로깅을 추가하는 방법에 대해 자세히 알아보시려면 NI-DAQmx 로깅에서 TDMS 직접 통합을 살펴보십시오.

 NI-DAQmx 로깅 설정 VI를 사용하면 작은 단계 하나만을 추가하여 TDMS 파일 포맷의 데이터를 디스크로 스트리밍할 수 있습니다

그림 12. NI-DAQmx 로깅 설정 VI를 사용하면 작은 단계 하나만을 추가하여 TDMS 파일 포맷의 데이터를 디스크로 스트리밍할 수 있습니다.

포맷보다는 데이터에 집중

NI는 엔지니어와 과학자가 시뮬레이션과 테스트를 수행할 때 생성되는 대용량의 데이터를 적절하게 저장할 수 있도록 TDMS 파일 포맷을 개발하였습니다. 이 파일 포맷은 체계적으로 구성되고 문서화된 파일을 저장할 수 있는 편리한 인터페이스를 제공하므로 사용자는 어플리케이션 개발에서 더 중요한 부분에 집중할 수 있습니다. 또한 데이터 스토리지는 어플리케이션이 확장됨에 따라 자연스럽게 확장될 수 있습니다.

 

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MATLAB®은 The MathWorks, Inc.의 등록 상표입니다.

LabWindows 상표는 Microsoft Corporation와의 라이센스 계약 하에 사용되고 있습니다. Windows는 미국 및 기타 국가에 등록된 Microsoft Corporation의 등록 상표입니다.

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요구 사항

 

소프트웨어

언어: VB Script