FPGA(Field-Programmable Gate Array)의 성능을 활용하면 HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트를 한 차원 더 높일 수 있습니다.
테스트 시스템에 직접 통합된 자유롭게 프로그래밍 가능한 로직을 통해 시험 환경 설정에 필요한 기능을 정확하게 구현할 수 있습니다. 실시간 신호 처리, 프로토콜 구현, 맞춤형 알고리즘 등 어떤 것이든 사용자 FPGA는 Vector의 VT System을 활용한 HIL 테스트에 최고의 유연성과 성능을 제공합니다.
이는 귀사의 특정 요구사항에 정확히 맞춰진 최고의 적응성, 단축된 개발 주기, 최적화된 평가 품질을 누릴 수 있음을 의미합니다.
왜 사용자 프로그래밍이 가능한 FPGA 모듈을 선택해야 할까요?
- 최대의 유연성 – 다양한 응용 분야에 맞춰 언제든지 하드웨어를 재프로그래밍할 수 있습니다.
- 더 빠른 결과 – FPGA 예제 함수 라이브러리 덕분에 다양한 평가 기능을 즉시 활용할 수 있습니다.
- 최고의 성능 – 여러 작업을 병렬로 처리하여 성능을 향상시킵니다.
- 미래 대비 – 하드웨어를 교체하지 않고도 필드의 시스템을 갱신할 수 있습니다.
- 확장성 및 비용 효율성 – 디자인을 유연하게 조정하고 자원을 최적으로 사용합니다.
- 재사용성 – 검증된 디자인을 여러 번 배포하여 개발 시간을 단축합니다.
적용 분야
사용자 맞춤형 FPGA는 Vector의 VT System을 활용한 Hardware-in-the-Loop(HIL) 테스트에 광범위한 가능성을 열어줍니다. 특히 표준 하드웨어의 한계에 부딪히거나, 특정 요구사항으로 인해 빠르고 결정론적인 신호 처리가 필요한 경우에 그 진가를 발휘합니다.
- 실시간 신호 처리:
신호 파형을 FPGA에서 직접 생성, 필터링 또는 분석하여 정밀하고 응답 지연 시간이 짧은 응답 시간을 보장합니다. - 맞춤형 프로토콜 및 인터페이스:
사용자 FPGA를 사용하면 테스트 대상에 완벽하게 사용자화한 독자적인 통신 프로토콜 및 부호화를 구현할 수 있습니다. - 측정 및 자극 작업:
PWM, 인코더 평가 또는 자극 패턴과 같은 시간 민감형 기능이 결정론적 타이밍으로 실행됩니다. - 신호 조작 및 결함 재현:
시그널을 의도적으로 변경하거나 방해하여 피시험 장치(DUT)의 행동을 현실적으로 평가할 수 있습니다. - 하드웨어 가속 모델:
연산 집약적인 모델을 FPGA 로직에 직접 구현하여 최대 속도와 실시간 성능을 확보합니다.
User FPGA를 사용하면 타협 없이 정확한 요구사항을 충족하는 사용자 정의된, 고성능, 초정밀 HIL 테스트의 기반을 마련할 수 있습니다.
VT System module용 맞춤형 FPGA 솔루션
Vector는 사용자가 프로그래밍할 수 있는 FPGA가 탑재된 일부 VT System module의 특수 버전을 제공합니다. 이를 통해 사용자 정의 기능을 모듈에 직접 통합할 수 있으며, VT System module의 주변 장치에 직접 접근하여 최대 성능을 발휘할 수 있습니다.
이를 통해 VT System module를 특정 요구사항에 정확히 맞출 수 있으며, 개발 및 테스트를 위한 사실상 무한한 가능성을 열어줍니다.
이를 위해 다음과 같은 모듈을 사용할 수 있습니다:
VT System의 FPGA 아키텍처
VT System의 모듈은 Altera® FPGA를 사용합니다. 메인 FPGA는 데이터 및 신호 처리는 물론 I/O 하드웨어에 대한 액세스도 처리합니다. 일부 모듈에는 추가적인 사용자 FPGA가 탑재되어 있어, 이를 자유롭게 프로그래밍하여 사용자 고유의 애플리케이션에 특화하여 사용할 수 있습니다.
사용자 FPGA는 CANoe나 I/O 하드웨어, 그리고 결과적으로 피시험 장치(DUT)와 직접 연결되어 있지 않습니다. 따라서 하드웨어 제어나 CANoe 통신에 대한 걱정 없이 데이터 처리 기능 개발에 전적으로 집중할 수 있습니다.
메인 FPGA는 I/O 제어 및 데이터 전처리를 전적으로 관리합니다. 메인 FPGA는 처리된 측정 데이터를 주기적으로 사용자 FPGA로 이동하며, 변경 사항이 발생하면 I/O 하드웨어를 통해 시그널을 출력합니다. CANoe와의 통신도 메인 FPGA를 통해 이루어집니다.
FPGA Manager – 효율적인 FPGA 개발을 위한 도구
FPGA 지원 VT System module을 위한 맞춤형 FPGA 기능을 개발할 수 있도록 지원하기 위해, Vector는 VT System FPGA Manager를 제공합니다. 이 도구를 사용하면 프로젝트를 편리하게 관리하고, 애플리케이션을 컴파일한 후 VT System module로 직접 이동할 수 있습니다.
이 도구의 주요 기능은 다음과 포함합니다:
프로젝트 추가, 수정 및 삭제
FPGA 툴체인 – 모델링부터 구현까지
사용자 FPGA용 애플리케이션을 개발하기 위한 유연한 옵션이 여러 가지 있습니다:
- 수동 코드 구현(예: VHDL 사용)
- Simulink®를 이용한 그래픽 모델링 (인텔®에서 제공하는 전용 블록셋 사용)
- Simscape®를 이용한 그래픽 모델링
CANoe와의 인터페이스는 FPGA Manager에서 생성된 시스템 변수를 통해 설정됩니다. 이러한 변수들은 이후 FPGA Manager에 의해 HDL 코드로 mapping됩니다.
프로젝트 컴파일은 Altera® FPGA용 설계 환경인 Altera® Quartus®에서 처리됩니다. Quartus®는 VT System FPGA Manager에 의해 완전히 제어되므로 이 단계는 백그라운드에서 자동으로 실행됩니다. 또한 FPGA Manager는 컴파일된 코드를 사용자 FPGA로 내려받는 작업도 처리합니다.
이를 통해 사용자는 개발에 전적으로 집중할 수 있으며, 나머지 작업은 FPGA Manager가 안정적으로 처리합니다.
FPGA 예제 라이브러리 – FPGA 프로젝트를 위한 빠른 시작 가이드
당사의 FPGA 예제들은 사용자 FPGA 프로젝트를 시작하기에 이상적인 출발점입니다. 실전에서 검증되었으며, 유연하고, 바로 사용할 수 있습니다. 처음부터 새로 시작하는 데 시간을 낭비할 필요 없이, 성능, 효율성 및 확장성을 고려하여 디자인된 기성 애플리케이션을 사용할 수 있습니다.
프로토콜, 인크리멘탈 엔코더, 파형 변조기, 측정 기능 등 다양한 분야를 아우르는 이 예제들은 사용자의 구체적인 요구사항에 맞게 신속하게 조정할 수 있습니다.
모든 사용자 FPGA 예제 코드는 GitHub에서 확인할 수 있으며, 이를 내려받아 여러분의 프로젝트에 바로 통합할 수 있습니다. 이를 통해 개발 시간을 단축하고 혁신을 위한 여유를 더 많이 확보할 수 있습니다.
원하시는 내용을 찾지 못하셨나요? 당사에 문의해 주세요. 귀사의 요구 사항에 정확히 부합하는 사용자화한 FPGA 솔루션을 개발해 드리겠습니다.
Simulink의 FPGA 모델 라이브러리 – 전기 기계의 실시간 시뮬레이션을 위한
전력 전자 응용 분야에 Hardware-in-the-Loop(HIL)를 성공적으로 구현하려면 정밀한 모델, 나노초 단위의 시간 단계로 이루어지는 초고속 실행, 그리고 저지연 I/O 통신이 필요합니다. 이를 통해 제어기가 실제와 같은 조건에서 평가될 수 있습니다.
당사의 전기 기계용 FPGA 라이브러리는 제어 시스템, 전력 전자 장치 및 전기 구동 시스템을 개발하고 평가하기 위한 최적의 환경을 제공합니다. 이 라이브러리는 별도의 사용자화한 FPGA 프로그래밍 없이도 최고의 성능과 최대의 평가 유연성을 제공합니다.
