통합형 스위치 관리로 테스트 비용 절감하기

스위칭은 대부분의 자동화 테스트 시스템의 핵심 구성요소입니다. 이를 통해 개발자는 다양한 측정용 인스트루먼트를 공유하여 필요한 인스트루먼트의 개수와 테스트 시스템의 크기를 줄일 수 있습니다. 그러나 스위칭은 완벽한 솔루션을 구축하는 데 소요되는 노력과 자본 장비 비용에서 큰 비중을 차지합니다. 실제로, 스위칭 서브시스템의 비용은 현대 테스트 시스템에서 전체 자동화 테스트 장비(ATE) 랙의 40%를 쉽게 초과할 수 있습니다.

간단한 수준에서 스위칭은 릴레이를 사용하여 입력 A를 출력 B에 연결하는 것과 같습니다. 이러한 경로가 몇 개만 있는 어플리케이션에서 개발자는 쉽게 솔루션을 구현할 수 있습니다. 그러나 현대 테스트 시스템에서는 Unit Under Test (UUT)의 모든 테스트 포인트에 각 인스트루먼트를 연결하기 위해 수백 또는 수천 개의 개별 경로가 필요합니다. 하드웨어 레벨에서는 개발자가 모든 입력을 출력에 연결하도록 설정할 수 있는 유연한 매트릭스 스위치를 사용하여 이 문제를 해결할 수 있지만, 소프트웨어 레벨에서는 이 문제를 해결할 수 있는 지능형 스위치 관리 소프트웨어가 없었습니다.

가능한 경로의 개수는 스위칭의 복잡성 중 하나입니다. 스위칭 시스템은 또한 여러 종류의 신호를 전달합니다. 예를 들어, 스위칭 시스템은 전원 공급 장치와 함께 RF, 고대역폭 및 저대역폭 신호, 심지어 광 신호의 혼합을 전송할 수 있습니다. 또한 스위칭 토폴로지가 커질수록, 더 큰 스위칭 배열을 형성하기 위해 매트릭스 스위치를 서로 연결해야 할 수도 있습니다. 이러한 결합된 모듈은 하드와이어 연결이 필요합니다. 하드와이어 연결에서 물리적 와이어는 첫 번째 모듈의 스위치 행 또는 열에 연결된 후 두 번째 모듈의 해당 행 또는 열에 연결됩니다. 다시 말해, 소프트웨어 레벨에서 개발자는 기존에 가능한 각 물리적 경로를 기억하고 테스트 시스템에서 효율적으로 사용하기 어려웠습니다. 이러한 시스템은 스위치 모듈, 인스트루먼트 채널, UUT 테스트 포인트 사이의 스위치 연결을 연결하는 상세하고 복잡한 문서를 필요로 하는 경우가 많습니다.

개발자는 완성된 스위칭 시스템을 복구하거나 디버깅할 때 또 다른 문제에 직면합니다. 대부분의 테스트 시스템에서 스위칭 컨트롤 소프트웨어는 측정 테스트 코드 내부에 내장되어 있기 때문에, 특정 경로를 구현하기 위한 모든 호출을 기억하거나 특정 릴레이를 사용하는 모든 테스트를 기억하는 것은 사실상 불가능할 수 있습니다. 이 딜레마는 스위치 모듈의 수백 개 릴레이 중 단 하나라도 고장나면, 손상된 컴포넌트를 우회하도록 시스템을 다시 프로그래밍하는 것보다 모듈 자체를 교체하는 것이 더 저렴하다는 것을 의미합니다.

이 매우 시간이 많이 소요되고 비용이 많이 드는 문제에 대한 솔루션은 테스트 코드에서 스위칭 컨트롤을 분리하는 것입니다. 이전에는 이러한 기능을 제공할 수 있는 유일한 도구가 $100,000 이상의 고급 테스트 시스템을 기반으로 했습니다. 대신, 테스트 개발자는 구축, 지원 및 유지보수에 비용이 많이 드는 사내 솔루션을 개발해야 했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 NI는 Switch Executive를 도입했습니다. 이는 개발자가 스위칭 경로를 쉽게 생성하고 유지 관리하며, 스위칭 시스템을 테스트 아키텍처에 손쉽게 통합할 수 있는 저렴하고 강력한 도구입니다.

NI Switch Executive의 주요 장점은 개발 속도를 높이고 처리량을 향상시키며 테스트 시스템의 유지 관리를 줄여 테스트 시스템을 구축하고 소유하는 비용을 크게 절감하는 것입니다. NI Switch Executive는 스위칭 어플리케이션에 필요한 모든 유연성과 제어를 제공하는 사용하기 쉬운 개발 도구입니다. 또한 NI는 모든 NI 또는 IVI 호환 스위칭 디바이스와 작동하도록 Switch Executive를 설계했습니다. IVI 표준을 기반으로 NI Switch Executive는 범용, 멀티플렉서 또는 매트릭스 모듈과 같은 모든 타입의 스위칭 모듈과 PXI, VXI, GPIB 또는 SCXI와 같은 다양한 설정을 사용할 수 있습니다.

NI Measurement & Automation Explorer (NI MAX)는 Switch Executive를 호스팅하고 테스트 시스템에서 NI 또는 IVI 호환 하드웨어 구성요소의 설정을 단순화합니다. 먼저 개발자는 Measurement & Automation Explorer에서 스위칭 하드웨어를 설정한 다음, 설정 정보가 NI Switch Executive 내의 설정 유틸리티에 원활하게 제공됩니다.

개발자가 Switch Executive에서 스위치 디바이스를 선택하면, 설명적인 별칭을 사용하여 채널과 경로의 이름을 쉽게 지정할 수 있습니다. 이 구조는 스위치 제조업체의 구조와는 독립적인 간단한 명명 구조를 제공하여 혼란의 가장 큰 원인 중 하나를 즉시 제거합니다. 단순화된 구조를 적용한 후, 사용자는 스위치 속성에 대한 정보를 제공하는 대화식 도구를 사용하여 신속하게 경로와 경로 그룹을 만들 수 있습니다. 이 도구는 스위치 대역폭부터 임피던스 및 전원 전달 기능까지 어떤 스위치 모듈이 신호 요구사항을 처리할 수 있는지 안내합니다.

Switch Executive의 간편함으로 가장 복잡한 시스템의 설정 시간이 크게 단축되므로 시스템 설정 속도가 빨라지고 디버깅이 용이합니다.

그러나 시스템 경로 설정은 이제 사용자가 실제 테스트 또는 측정 코드와 경로를 연결해야 하기 때문에 작업의 절반에 불과합니다. NI는 시스템 개발의 이러한 측면을 용이하게 하기 위해 Switch Executive 인터페이스를 TestStand 및 LabVIEW와 같은 NI의 여러 테스트 개발 도구에 통합했습니다.

NI는 긴밀하게 통합된 소프트웨어 도구 세트를 구축하여 사용자에게 빠른 어플리케이션 개발과 테스트 시간을 단축할 수 있도록 지원합니다. 이러한 도구는 함께 작동하여 디바이스 드라이버, 어플리케이션 개발 환경(ADE) 및 테스트 관리 소프트웨어를 포괄하는 고유한 플랫폼을 제공합니다.

어플리케이션 개발 환경 (ADE)에는 LabVIEW, LabWindows/CVI, Measurement Studio와 같은 소프트웨어 패키지가 포함됩니다. NI Switch Executive는 이러한 도구와 완벽하게 통합되어 복잡하지 않은 하위 레벨 소프트웨어 컨트롤을 제공합니다.

테스트 관리 소프트웨어는 테스트와 대용량 데이터 세트를 관리, 구성 및 실행하는 도구 모음입니다. NI TestStand는 자동화된 프로토타입, 설계 검증, 생산 테스트 시스템을 구성하고 실행하는 실행 가능한 테스트 관리 환경인 NI 프레임워크의 중요한 구성요소입니다. TestStand는 매우 유연하므로 개발자는 조직의 변화하는 테스트 요구조건에 맞게 TestStand 어플리케이션을 수정하고 향상시킬 수 있습니다. TestStand는 설정된 모든 구성요소를 테스트 스텝 속성으로 노출하여 기존의 Switch Executive 스위치 경로를 TestStand 시퀀스 내의 개별 스텝과 쉽게 연결할 수 있도록 하여 NI Switch Executive와 손쉽게 통합할 수 있도록 합니다.

자동화 테스트의 현대적인 아키텍처는 대부분 소프트웨어 모듈성에 기반하여 대규모 코드 재사용을 장려합니다. 개발자는 리포트, 데이터베이스 통합, 사용자 관리와 같은 일반적인 기능을 개발하지 않고도 제품에 필요한 실제 테스트에 집중할 수 있습니다. 그림 2와 같이 이 구조는 테스트 코드 모듈로 작성된 테스트를 포함하고 제어하는 테스트 관리 소프트웨어로 일반적으로 표현됩니다. 이러한 모듈은 디바이스 드라이버를 통해 하드웨어 레벨로 호출하여 기능 측정, 스위칭 작업 수행 또는 컨트롤 신호를 업데이트합니다. 전통적으로 스위칭은 테스트 코드 모듈 내부에 종속되어 있었기 때문에, 시간이 지남에 따라 시스템이 진화하면서 개발 및 유지보수가 어려워졌습니다. 그러나 그림 2와 같이, Switch Executive를 사용하면 스위칭 요구사항을 추출하고 전체 아키텍처에서 요구사항을 구현할 수 있으므로 개발자는 필요한 수준에서 스위칭을 적용할 수 있습니다.

TestStand은 개발자가 테스트에 필요한 모든 구성과 측정을 단일 TestStand 단계로 캡슐화할 수 있는 Test Executive 소프트웨어입니다. 이 단계는 값을 설정하는 것처럼 간단하거나 완전한 시스템 테스트만큼 복잡할 수 있습니다. 그러나 TestStand 단계는 일반적으로 UUT의 단일 측면을 테스트하는 데 필요한 모든 설정과 측정을 포함합니다. 이 규칙을 적용하면 진정한 모듈형 및 재사용 가능한 코드를 생성하여 향후 개발 오버헤드를 줄일 수 있습니다. 단계의 집합은 시퀀스라고 하며, 개발자는 여러 시퀀스를 생성하여 전체 테스트 시스템 구조를 만들 수 있습니다.

Switch Executive는 TestStand에 통합되어 설정을 TestStand 단계 속성으로 노출합니다. 이렇게 하면 Switch Executive는 스위칭 작업을 단계 코드에 통합하지 않고도 스위칭 경로 또는 스위칭 그룹을 TestStand 단계에 매우 쉽게 연결할 수 있습니다. 따라서 완전한 시스템의 생성 및 유지 관리를 단순화할 수 있습니다. TestStand 스텝 스위칭 속성은 그림 3에 표시되어 있습니다.

테스트 관리 시스템에 스위칭을 통합하는 것의 대안은 테스트 코드 모듈에서 스위칭을 유지하는 것입니다. 이 방법은 채널 수가 적은 스위칭 시스템 개발자에게 유용한 옵션입니다. 이러한 사용자에게도 NI Switch Executive는 코드를 단순화하고 실제 스위치 경로의 복잡성을 제거하는 데 있어 엄청난 이점을 제공합니다. 그림 4는 개발자가 간단한 스위칭 경로를 구현하는 방법을 보여주는 간단한 LabVIEW 다이어그램입니다.

^{그림 4: LabVIEW의 Switch Executive 예}

LabVIEW에서 NI Switch Executive를 통해 스위칭을 구현하면, LabVIEW 코드가 이름으로 경로를 호출하기 때문에 개발자는 스위치 매트릭스를 통해 신호의 물리적 경로를 변경할 수 있습니다. 따라서 하위 레벨 LabVIEW 호출은 영향을 받지 않고 NI Switch Executive 구성 환경을 통해 스위치 경로를 쉽게 업데이트할 수 있습니다.

많은 사용자에게는 테스트 코드를 물리적 구현에서 분리하는 기능이 장기적인 유지관리 및 지원 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 이러한 비용은 일반적으로 전체 개발 비용입니다. 이 듀얼 인터페이스 접근 방식을 구현하면, 릴레이나 스위치 모듈 하나만 고장이 나도 수백 시간의 디버깅 시간을 절약할 수 있습니다.

Switch Executive가 IVI에 기반하기 때문에, 개발자는 테스트 시스템에 여러 다른 스위치 모듈을 결합할 수 있어 시스템 개발이 더 쉽고 빠르며, 개발자가 사용하는 모듈이 더 이상 사용되지 않는 경우에도 완벽한 교환성을 제공합니다. IVI는 현대 테스트 아키텍처의 핵심 기술이며, 구매 전에 제품이 IVI 호환 드라이버와 함께 제공되는지 스위치 제조업체와 확인하는 것이 중요합니다. NI, Pickering, Ascor, Racal, Agilent와 같은 대부분의 제조업체는 스위치 모듈에 IVI 드라이버를 포함시킵니다.

다음 그림 5는 IVI가 IVI 클래스 드라이버 레이어를 제공하여 개발 환경이 공통 인터페이스를 호출할 수 있도록 하여 특정 하드웨어에 대해 올바른 인스트루먼트 드라이버를 호출하는 방법을 보여줍니다.

^{그림 5: IVI 구현으로 스위치 교체 가능}

스위치 하드웨어에 사용할 수 있는 플랫폼이 많으며, 현재 가장 일반적으로 사용되는 플랫폼은 PXI, GPIB, SCXI, VXI입니다. Switch Executive를 사용하면, IVI 또는 NI-SWITCH 드라이버가 있는 경우 이러한 모든 타입의 스위치 모듈이 함께 작동할 수 있습니다.

VXI와 GPIB 디바이스는 일반적으로 릴레이당 비교 비용이 상당히 높지만, 스위칭에 가장 큰 패키지를 제공하며 더 큰 스위칭 배열을 제공할 수 있습니다. 이러한 대형, 저속 솔루션의 대안은 여러 PXI 또는 SCXI 유닛을 함께 구현하여 단일 "버추얼" 스위치를 형성하는 것입니다. Switch Executive는 하드와이어를 시스템 설명에 구현하여 대형 스위치 설정을 개발하는 작업을 상당히 용이하게 만듭니다. 이전에 개발자가 한 모듈에서 다른 모듈로 행이나 열을 확장하려고 시도했을 경우, 코드를 프로그래밍해야 하므로 이해와 디버깅이 매우 어렵습니다. Switch Executive를 사용하면, 하드와이어는 별도로 정의되며, 자동 라우팅은 설계 시 경로에 하드와이어를 단순히 통합하여 개발에서 배포까지 시간과 비용을 절약합니다.

PXI 및 SCXI 플랫폼의 장점은 개발자가 쉽게 확장할 수 있는 모듈식 스위칭 시스템을 탑재할 수 있도록 특별히 설계된 것입니다. 예를 들어, NI PXI-2532B 매트릭스 스위치 모듈과 TB-2643B 터미널 블록을 사용하면 리본 케이블로 여러 모듈을 함께 연결할 수 있습니다. 이 간단한 액세서리는 개별 와이어를 사용하여 수시간이 소요되는 작업을 수 초 만에 수행하며, 배선 오류의 가능성을 제거합니다. 그림 6은 이 방법을 사용하여 연결된 세 개의 NI PXI-2532B 스위치 모듈을 보여줍니다.

Switch Executive를 최신 테스트 아키텍처에 통합하면 테스트 시스템을 생산 현장에 제공하는 데 걸리는 시간을 크게 줄이고, 처리량을 높이며 시스템 수명 동안 유지 관리를 최소화할 수 있습니다.

Switch Executive, TestStand 및 고급 개발 환경을 기반으로 하는 최신 테스트 아키텍처는 이전에 공급업체 정의된 고급 시스템에서만 사용할 수 있었던 저렴한 기술을 제공합니다. NI는 스위치 및 테스트 관리와 같은 기술을 경제적이고, 사용하기 쉬우며, 유지 관리가 쉬워 테스트 비용을 낮추고 시장 출시 시간을 크게 단축하여 기업에 경쟁 우위를 제공합니다.

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