IngeniArs, NI의 데이터 링크를 사용하여 SATCOM에 혁신을 통합하다

IngeniArs: 위성 통신을 혁신하다 

이탈리아 스타트업 IngeniArs는 위성 통신을 위한 고속 데이터 전송 기술을 개발합니다. 이 업체는 특정 기능을 구현하는 매크로셀인 IP 코어를 만듭니다. IP 코어는 정교한 SATCOM 및 데이터 링크를 위한 독립형 하드웨어 블록으로, 시스템 개발 속도를 높이기 위해 다양한 설계에서 재사용되도록 설계되어 FPGA 및 ASIC 통합을 매우 효율적으로 만듭니다. 이러한 코어는 소프트웨어 드라이버와 유사하게 특정한 표준을 충족하도록 만들어진 통합 하드웨어 구성요소이므로 특수한 전문 기술의 필요를 줄이고 개발 기간을 단축했습니다.

IngeniArs는 다양한 항공우주 분야를 위한 광범위한 IP 코어 포트폴리오를 보유하고 있습니다. 여기에는 Spacewire, SpaceFibre, WizardLink와 같은 다양한 온보드 유닛 간 데이터 링크, 온보드 AI 알고리즘 구현을 가능하게 하는 혁신적인 GPU@SAT 코어와 같은 데이터 처리, 위성-지상-위성 및 위성 간 연결을 위한 RF 위성 통신 및 광 위성 통신이 있습니다. IngeniArs는 NI와 협력을 통해 NI Data Link Test Framework - NI를 사용하여 SATCOM IP 코어를 테스트하고 검증해 현실적인 위성 통신 시나리오를 시뮬레이션할 수 있었습니다. 업계의 다른 거대 경쟁업체와 경쟁하는 문제를 해결하는 동시에 고대역 활용 분야를 가능하게 하는 작지만 강력한 검증 플랫폼에 대한 필요에서 IngeniArs와 NI의 파트너십이 탄생했습니다.

IngeniArs의 입장에서 안정적인 SATCOM 성능은 복잡도가 높은 IP 코어의 검증에 달려 있습니다. 호환 가능한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 찾는 일은 IP 코어 제공업체에게 어려운데, SATCOM 요구사항이 복잡하고 높은 데이터 속도를 요구할 때는 특히 더 그렇습니다. 효율적인 신호 전송 및 수신을 위해 고대역 RF 시스템을 프런트엔드로 사용해야 하기 때문에 이러한 어려움은 더욱 심화됩니다. IngeniArs는 NI Data Link Test Framework를 사용하여 위성과 지상국 간의 통신 프로토콜을 검증했습니다. 이는 IngeniArs에서 달성하고자 애썼던 핵심 기능이었습니다. NI 기술은 RF 프런트엔드 및 디지털 신호 처리의 요구사항을 모두 충족하는 뛰어난 성능의 소형 통합 솔루션을 제공합니다. 특히 리소스가 제한된 상태에서 이러한 데이터 속도와 복잡한 요구사항을 처리하는 적절한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 찾는 것은 매우 어려운 과제입니다.

NI Data Link Test Framework

NI Data Link Test Framework - NI는 SATCOM 및 원격 측정 시스템 검증의 고성능 요구 사항에 적합한 포괄적인 솔루션을 제공합니다. 소형 위성군의 규모가 지속적으로 증가함에 따라 빠르게 궤도를 도는 위성의 수가 몇 개에서 수천 개에 이르는 상황에서 위성 간에, 위성과 지상국 간에 데이터 링크의 원활한 연결을 유지하는 문제는 점점 더 복잡해지고 있습니다. NI의 프레임워크는 최첨단 RF 기술과 적응 가능한 소프트웨어 정의 라디오 (SDR) 구현을 통해 다양한 원격 측정, 추적, 제어 (TT&C) 요구사항을 처리할 수 있는 유연한 플랫폼을 제공하여 이 문제를 해결합니다.

NI PXI 벡터 신호 트랜시버 (VST)는 이 솔루션의 핵심 RF 기술입니다. VST는 자체적으로 TT&C 및 SATCOM 데이터 링크 신호를 전송 및 수신하여 변조 정확도, 전송 전력 등과 같은 주요 신호 안정성 측정을 수행할 수 있습니다. 이러한 측정은 SATCOM 분야에서 높은 신호 무결성을 보장하는 데 필수적입니다. 확장 가능한 모듈형 SATCOM 시스템 특히, 기계가 움직이지 않고 빔을 동적으로 조절할 수 있는 전자 스캔 어레이 (ESA) 안테나가 장착된 시스템의 요구 사항을 충족하기 위해 VST는 신속하고 정밀하게 신호를 처리할 수 있습니다. PXI Express FlexRIO 보조 프로세서를 추가하면서 VST는 개방형 FPGA에서/개방형 FPGA로 최고 속도 스트리밍이 가능하도록 구성할 수 있으며, 이는 리얼타임 인라인 신호 처리와 복잡한 채널 모델링을 지원합니다. 따라서 VST가 전체 시스템 수준 검증을 위한 RF 채널 에뮬레이터로 효과적으로 변환됩니다.

SATCOM 시스템에서 사용되는 ESA 기술을 사용하면 단일 시야에서 위성을 여러 대 관리할 수 있으며 FlexRIO 보조 프로세서로 강화된 NI VST는 이를 정밀하게 처리합니다. VST의 RF 채널 에뮬레이션 기능을 사용하면 이러한 동적 위성군 내의 전체 시스템을 검증하여 우주 데이터 시스템 자문위원회 (CCSDS)와 같은 프로토콜에 필요한 적응 및 재구성 가능한 지원을 제공할 수 있습니다. VST-FlexRIO 설정은 까다로운 환경을 에뮬레이션하여 각 구성요소가 실제 배포에 필요한 성능 요구사항을 충족하도록 합니다.

디지털 시스템 테스트의 경우 NI FlexRIO 모듈은 높은 안정성으로 위성 페이로드 서브시스템을 검증하는 맞춤형 구성을 지원합니다. FlexRIO는 FPGA를 시리얼 또는 병렬 디지털 I/O와 결합하여 엔지니어가 사용자 정의 하드웨어 없이 사용자 정의 디지털 프로토콜을 가져오고 디지털 인터페이스를 에뮬레이션할 수 있도록 합니다. 이러한 유연성을 통해 위성 통신 엔지니어는 데이터 링크와 페이로드 서브시스템을 검증하여 정확한 RF 신호 안정성 및 프로토콜 검증 요구사항을 충족하면서도 고속 디지털 시스템 테스트 요구 사항을 해결할 수 있습니다.

 일반적으로 NI Data Link Test Framework의 모듈형 PXI Express 플랫폼을 사용하면 특정 I/O 성능 요구사항을 충족하도록 설정을 사용자 정의할 수 있습니다. NI Data Link Test Framework가 차별화되는 지점은 확장 가능한 통합형 시스템에 유연한 소프트웨어 도구와 상용 모듈식 하드웨어를 사용하는 점입니다. 또한 RF 파라미터형 테스트와 리얼타임 HIL(Hardware-In-the-Loop) 기능을 동시에 사용할 수 있습니다. 게다가 NI VST와 NI FlexRIO 디바이스 간에 최고 속도로 데이터가 이동할 수 있도록 턴키 프레임워크를 제공합니다.

IP 통합하기  

IngeniArs의 경우 NI Data Link Test Framework가 완벽하게 맞는 것으로 입증되었습니다. IngeniArs는 자사의 독자적인 SATCOM IP를 NI 프레임워크에 성공적으로 통합하여 고급 신호 처리에는 FlexRIO를, RF 관리에는 VST를 활용하고 있습니다. 적응형 아키텍처 덕분에 IngeniArs는 자사 IP 코어를 CCSDS 131.2-B-1 송신기 및 수신기 체인에 효율적으로 배포하면서 IP를 원활하게 통합하고 분석할 수 있었습니다. 따라서 RF 시스템을 처음부터 개발할 필요가 없었습니다.

통합 시 인코딩 및 변조와 같은 중요한 기능이 구현되어 있는 NI FlexRIO-7903 디지털 프로세서 내에 IngeniArs의 IP를 임베드하는 데 중점을 두었습니다. IP가 통합되면 비트 파일이 생성되어 종합적인 RF 신호 테스트를 위해 실제 RF 하드웨어에 필요한 모든 연결이 설정됩니다. 이 기능을 통해 IngeniArs는 복잡한 SATCOM 분야에서 높은 데이터 속도와 신호 안정성을 유지하면서 IP 설계의 개선에 집중할 수 있었습니다.

NI Data Link Test Framework는 IP가 제공하는 인터페이스(예: axi4Lite 또는 axi4Stream)를 통해 IP 파라미터를 동적 재설정하도록 해 시스템의 기능을 더욱 향상시켰습니다. 매우 직관적인 그래픽 사용자 인터페이스 덕분에 다양한 파라미터를 리얼타임으로 변경할 수 있고 전송 체인에 미치는 영향을 즉시 모니터링할 수 있습니다. 예를 들어, 전송에 적용되는 특정 변조 및 코딩 (MODCOD) 방식을 수정하고 신호 프로파일과 위성군 그래프에 미치는 영향을 모니터링할 수 있습니다. NI의 소형 통합 하드웨어는 복잡한 SATCOM 설계를 검증하는 데 핵심적인 역할을 하여 IngeniArs가 빠르고 간단하게 배포할 수 있도록 지원합니다. FPGA 개발자들은 이러한 통합을 통해 NI 하드웨어와 실제 RF 신호 테스트를 직접 연결할 수 있습니다.

주요 이점

NI의 종합적인 검증 솔루션은 위성 통신의 문제를 해결하는 데 필요한 신뢰성과 성능을 제공합니다. NI의 적응형 Data Link Test Framework 아키텍처는 원활한 IP 통합을 가능하게 하고 RF 시스템을 처음부터 개발할 필요를 없애 SATCOM 분야 팀이 개선에 매우 중요한 높은 데이터 속도와 신호 안정성을 보장하면서 설계를 개선할 수 있도록 지원합니다. 또한 FPGA 개발자는 이러한 통합을 통해 NI 하드웨어에 직접 연결할 수 있고 철저한 실제 RF 신호 테스트가 가능합니다.

NI의 개방형 소프트웨어 정의 플랫폼을 활용하면 기업은 초기 단계에서 신속하게 내부 프로토타입을 생성할 수 있고 실제 활용 분야에 배포하는 데 필요한 안정성을 보장할 수 있습니다. 또한 내구성과 안정성을 보장하기 위한 NI의 헌신은 치열하게 경쟁하는 시장에서 차별화를 꾀하는 기업에게 IngeniArs의 플랫폼을 탁월한 대안으로 만들었습니다. 고급 검증 도구와 유연한 아키텍처와 함께 NI의 원격 측정 및 데이터링크 테스트 프레임워크는 빠르게 변화하는 기술 환경에서 정밀도, 민첩성, 성공을 얻으려는 위성 및 원격 측정 통신 선도기업을 지원합니다.