LabVIEW를 사용한 하드웨어 통합

시스템 통합, 즉 시스템 프로그래밍을 시작할 수 있도록 모든 것을 준비하고 설정하는 것은 중요한 작업이 될 수 있으며, 일반적으로 여기에는 수행하려는 프로그래밍, 측정 또는 테스트보다 많은 시간이 소요됩니다. 여러 하드웨어 디바이스를 기존의 도구와 통합하면 여러 단계에서 시간이 낭비되고 호환성 문제가 발생할 수 있어 위험이 증가합니다. 먼저 모든 하드웨어에 대해 올바른 드라이버를 찾은 후 드라이버를 설치하고 소프트웨어에서 호출하는 방법을 알아야 합니다. 드라이버를 사용할 수 있게 되면 드라이버가 하드웨어와 통신할 수 있어야 하고 드라이버 설계자가 특정 디바이스에 적합하다고 결정한 프로그래밍 모델을 배워야 합니다. LabVIEW는 이러한 단계 중 일부를 없애 다른 단계를 훨씬 쉽게 만듭니다.

LabVIEW는 모든 하드웨어 구성요소를 연결할 수 있는 하나의 소프트웨어 도구입니다. 드라이버는 일반 하드웨어 디바이스에 쉽게 사용할 수 있습니다. 각 하드웨어 드라이버는 친숙하게 사용할 수 있는 유사한 프로그래밍 모델을 공유하며 이러한 모델을 사용하는 방법에 관한 예제가 LabVIEW에 직접 설치됩니다.

LabVIEW를 사용하면 단일 개발 환경에서 모든 하드웨어를 사용할 수 있습니다. LabVIEW와 하드웨어 간에 통신 계층 역할을 하는 드라이버 소프트웨어로 연결이 가능합니다. LabVIEW 드라이버 소프트웨어는 데이터 수집 디바이스, 박스형 계측기, 모듈식 계측기, 모션 컨트롤러 및 모터 드라이브, 머신 비전 및 이미지 처리 하드웨어, 무선 센서, FPGA (Field-Programmable Gate Array) 등 여러 유형의 계측기, 버스 및 센서 간 원활한 통합을 가능하게 합니다. 드물게 LabVIEW 드라이버가 없으면 드라이버를 다른 프로그래밍 언어에서 가져오거나 하위 레벨 통신을 사용하여 자체 드라이버를 구현할 수도 있습니다.

^{그림 1: LabVIEW는 수천 개의 측정 및 제어 장치를 원활하게 통합합니다.}

NI는 데스크탑, 휴대용, 산업용, 임베디드 어플리케이션을 위한 완벽한 데이터 수집 제품군을 갖춘 PC 기반 데이터 수집 분야를 선도하는 세계적인 기업입니다. NI-DAQmx 드라이버 소프트웨어를 사용하여 USB, PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, 무선, 이더넷과 같은 다양한 주요 버스 및 폼 팩터에서 200개 이상의 데이터 수집 디바이스를 LabVIEW에서 통합할 수 있습니다.

NI는 데이터 수집 하드웨어 외에 다른 특수 테스트, 측정 및 제어 하드웨어를 제공합니다. PXI 계측기는 자동화 테스트 시스템을 위해 측정, 신호 생성, 무선 주파수 (RF), 스위칭 구성요소를 동기화합니다. 프로그래밍 가능 자동화 컨트롤러는 산업용 측정 및 제어 응용 분야에 맞게 PLC의 견고함과 PC의 성능을 결합합니다. 또한 비전 디바이스는 구성요소 위치 조정, 물리적 요소 세기, 바코드 읽기와 같이 다수의 기존 센서에서는 찾을 수 없는 고유한 기능을 제공합니다. 각 하드웨어 유형에는 LabVIEW에 쉽게 통합할 수 있도록 고유한 드라이버 소프트웨어가 포함되어 있습니다. 다음과 같은 예가 있습니다.

이러한 모든 제품의 드라이버는 LabVIEW를 고려하여 설계되었으며 하드웨어의 사용 가능한 모든 기능에 편리하게 액세스할 수 있다는 특징이 있습니다. 드라이버는 LabVIEW에 직접 설치되고 함수 팔레트에 새로운 함수를 추가하므로 하드웨어에 대한 지원을 찾아 통합하는 데 시간을 낭비할 필요가 없습니다. NI 디바이스 드라이버는 일반적으로 디바이스 별칭 및 하드웨어 시뮬레이션과 같은 고급 기능을 제공하여, 특정 디바이스에 종속되지 않고 소프트웨어를 개발할 수 있도록 지원합니다. 디바이스가 동일한 기능을 지원하기만 한다면 PCI 기반 데이터 수집 디바이스에서 무선 디바이스로 이동하는 경우처럼 기본 기술이 크게 달라지더라도 새 디바이스에 적응할 수 있습니다.

LabVIEW는 NI 하드웨어에 연결하는 것 이상의 기능을 제공합니다. 또한 LabVIEW는 인스트루먼트 드라이버를 통해 수천 개의 타사 계측기에 연결할 수 있습니다. IDNet (Instrument Driver Network)에서는 350곳이 넘는 타사 공급업체의 계측기용 드라이버를 10,000개 이상 무료로 제공하고 있으며, 이러한 드라이버는 하드웨어가 LabVIEW와 연동되도록 만듭니다.

대부분의 드라이버는 NI에서 인증을 받았기 때문에 NI 품질 및 유용성 기준을 충족하고 NI 어플리케이션 엔지니어가 지원합니다.

사용 중인 계측기용 인스트루먼트 드라이버를 찾을 수 없거나 기존의 드라이버에 기능을 추가하려는 경우 LabVIEW 마법사는 자동으로 코드를 생성하여 인스트루먼트 드라이버 개발에 필요한 프레임워크를 신속하게 생성할 수 있습니다. LabVIEW에는 GPIB, 시리얼 (RS232, RS485, RS422), USB, VXI, PXI, 이더넷, IEEE 1394, VISA, Modbus, OPC Servers와 같은 주요 인스트루먼트 제어 표준과 상호작용하는 기능이 있습니다.

LabVIEW를 사용하여 데이터를 수집하고 계측기를 제어하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

ni.com에서 NI 하드웨어 및 타사 계측기용 무료 드라이버 수천 개를 찾을 수 있습니다. 모든 NI 하드웨어는 무료 LabVIEW 드라이버 소프트웨어와 함께 제공되지만 드라이버 CD를 잃어버리거나 업그레이드해야 하는 경우 ni.com에서 검색해 최신 버전을 찾을 수 있습니다. 또한 타사 공급업체 중에는 자사 계측기와 LabVIEW 드라이버를 함께 제공하는 경우도 많습니다. 이러한 드라이버를 거의 전부 호스팅하는 IDNet은 업계에서 가장 큰 인스트루먼트 드라이버 집합소로, 수백 개 공급업체에서 제공하는 수천 가지 계측기 모델용 드라이버를 갖추고 있습니다.

^{그림 2: IDNet은 업계에서 가장 큰 인스트루먼트 드라이버 집합소입니다.}

IDNet에서 검색하는 방법 외에도 인스트루먼트 드라이버 검색기를 사용하여 타사 계측기를 검색할 수 있습니다. LabVIEW는 연결된 계측기를 자동으로 감지하고 IDNet에서 계측기가 보고한 모델 번호와 일치하는 인스트루먼트 드라이버를 검색합니다. 또한 인스트루먼트 드라이버 검색기가 드라이버를 다운로드하여 설치하므로 불과 몇 초 안에 드라이버를 사용할 수 있습니다.

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^{그림 3: LabVIEW 인스트루먼트 드라이버 검색기는 연결된 인스트루먼트를 감지하고 일치하는 드라이버를 검색합니다.}

모든 LabVIEW 드라이버는 자체 설치 프로그램 또는 인스트루먼트 드라이버 검색기에서 자동으로 설치하므로 DLL 또는 기타 파일을 특별한 위치에 수동으로 설치할 필요가 없습니다.

하드웨어 드라이버에 대한 NI의 접근 방식에 대해 더 알아보기

하드웨어 드라이버 소프트웨어는 설치되면 기본적으로 LabVIEW에 통합되어 사용자가 쉽게 함수에 접근할 수 있도록 팔레트를 제공합니다. 블록다이어그램에 함수를 끌어서 놓기만 하면 하드웨어 디바이스를 설정하고 제어할 수 있습니다.

^{그림 4: 드라이버가 설치되면 인스트루먼트 함수 팔레트에 접근할 수 있습니다.}

설치된 후에는 특별한 포함 지침을 추가하거나 별도의 파일을 로드하지 않고도 모든 하드웨어 드라이버를 사용하거나 다시 사용할 수 있습니다. 각 LabVIEW 함수에는 상황에 맞는 기본 도움말 항목이 있기 때문에 문서를 찾을 필요가 없습니다. 마우스를 함수 위로 움직이기만 하면 함수의 기능과 함수가 작동하는 파라미터에 대한 설명이 표시됩니다.

일부 드라이버 소프트웨어에는 물리적 신호 연결을 올바르게 설정하고 테스트할 수 있도록 지원하는 기능도 포함되어 있습니다. 예를 들어 NI-DAQmx 드라이버는 특정 측정에 필요한 다양한 연결을 보여주는 연결 다이어그램을 제공합니다. 사용자 매뉴얼을 참조하는 것이 좋긴 하지만 이러한 연결 다이어그램을 사용하면 시간을 절약할 수 있습니다.

^{그림 5: 일부 LabVIEW 드라이버는 신호 연결을 지원하기 위해 내장된 연결 다이어그램을 제공합니다.}

또한 NI-DAQmx 드라이버에는 디바이스와 사용자의 물리적 연결에서 수집하거나 생성되는 실제 신호를 테스트하고 문제를 해결하는 뛰어난 방법을 제공하는 테스트 패널이 포함되어 있습니다.

^{그림 6: NI-DAQmx 드라이버 테스트 패널을 사용하여 신호를 신속하게 테스트하고 문제를 해결할 수 있습니다.}

LabVIEW 드라이버는 하위 레벨 하드웨어 명령을 추상화하여 이해하기 쉬운 상위 레벨 함수로 만듭니다. 대부분의 LabVIEW 드라이버는 비슷한 프로그래밍 프레임워크를 사용합니다. 어플리케이션에서의 작업 흐름은 일반적으로 하드웨어에 대한 연결을 연 다음 하드웨어 셋팅을 설정하고 하드웨어에서 측정 데이터를 읽어와 하드웨어에 쓴 후 하드웨어에 대한 연결을 닫는 순으로 이어집니다. 대부분의 드라이버가 이 프레임워크를 따르기 때문에 새로운 드라이버에 대해 상대적으로 쉽게 학습할 수 있어 개발 시간이 단축됩니다.

^{그림 7: LabVIEW 하드웨어 드라이버는 공통 프로그래밍 프레임워크를 사용합니다.}

LabVIEW 드라이버가 사용하는 일반적인 프로그래밍 모델은 다양한 측정 하드웨어를 수년간 사용한 경험을 토대로 탄생한 결과입니다. 일반적으로 사용자는 측정 데이터가 프로그램으로 전달되는 세부적인 메커니즘까지는 관심을 두지 않을 것입니다. 레지스터 기반과 메시지 기반 하드웨어 통신 간의 미묘한 차이 역시 중요하게 여기지 않을 수 있지만, 정확한 명령을 전송하고 정확한 데이터를 수신하는 것 자체는 핵심입니다. 따라서 LabVIEW 드라이버는 일반적으로 "단일 지점 측정 읽기" 또는 "샘플 클럭 설정"과 같이 수준이 높지만 이해하기 쉬운 작업을 제공하며, 디바이스 간 동기화와 같은 고급 기능을 사용하는 데 필요한 하위 레벨 작업도 제공합니다. 사용자가 하드웨어와 LabVIEW 간에 데이터가 전달되는 방법에 대해 구체적으로 알 필요가 없으며, 동일한 애플리케이션에서 여러 개의 프로토콜이 사용되더라도 하나의 접근 방식만 알면 됩니다.

LabVIEW를 처음 사용하든 고급 프로그래머이든 상관없이 NI 예제 탐색기는 매우 유용한 개발 도구입니다. 분석 및 프레젠테이션부터 드라이버 소프트웨어의 구체적인 예제까지 모든 것을 망라하는 예제 프로그램 중에서 검색하거나 탐색할 수 있습니다. 기존 예제 프로그램을 어플리케이션에 맞게 수정하거나 예제를 복사하여 프로그램에 붙여넣을 수 있습니다. 굉장히 많은 예제가 있기 때문에 어플리케이션을 처음부터 개발할 필요가 없습니다.

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^{그림 8: NI 예제 탐색기는 설치된 모든 드라이버에 대한 예제를 나열합니다.}

각 드라이버는 주요 기능 및 일반적인 사용 시나리오에 대한 예시 코드를 포함하고 있습니다. 따라서 표준화된 API의 장점을 활용하면서도, 특정 하드웨어에 맞춰 명확하게 작성된 예제를 통해 모호한 하드웨어 독립적 예시에 대한 이해 부담을 줄일 수 있습니다. 각 드라이버에는 해당 드라이버가 지원하는 하드웨어를 사용하는 방법을 보여주는 고유한 예제가 포함되어 있습니다.

수천 가지 다른 하드웨어 디바이스에 연결할 수 있는 LabVIEW는 하드웨어를 PC에 연결하는 가장 좋은 방법입니다. 또한, LabVIEW는 편리한 기능과 모든 하드웨어 간 공통 프로그래밍 프레임워크를 제공함으로써 개발 시간을 단축하도록 지원합니다. 그러나 LabVIEW는 하드웨어에 대한 인터페이스 이상의 기능을 제공합니다. 또한 LabVIEW는 기본 제공되는 수천 개의 분석 함수, 전문적인 사용자 인터페이스를 생성하고 데이터를 시각화기 위한 끌어서 놓기 컨트롤, 디스크에 데이터를 쉽게 저장하고 리포트를 저장하는 방법, 협업과 지원을 위해 활발하게 활동하는 전세계 커뮤니티를 제공합니다. 뛰어난 하드웨어 통합 기능과 다른 뛰어난 기능을 갖춘 LabVIEW는 업계 최고의 소프트웨어 환경입니다.