계측기 장비들을 검증하기 위해서는 원기를 보유하고 있는 인증기관에 의뢰하여 장비의 이상유무를 검증 받게 된다. 디지털 계측기 같은 고가의 장비를 보유하고 있는 기업에게 이런 검증과정은 시간과 비용을 가져온다. 본 연구에서 제안한 '계측기-스마트 네트워크 카드 모델'은 디지털 계측기에 스마트 네트워크모듈을 탑재하는데, 이 카드는 기존의 웹 어댑터에 원격지에서 프로그램을 적재, 삭제, 실행이 가능하도록 스마트 기능을 추가하여 원격검증 및 제어가 가능하다. 제안한 모델은 다수의 프로그램이 적재 가능하여 응용가치 또한 높으며, 국내외로 판매한 고가의 디지털 계측기 하나하나를 인터넷을 이용하여 원격제어가 가능하게 하고, 원격으로 검증 조건을 교체할 수 있도록 함으로써, 장비의 질과 경쟁력을 높일 수 있다.
계측기 장비들을 검증하기 위해서는 원기를 보유하고 있는 인증기관에 의뢰하여 장비의 이상유무를 검증 받게 된다. 디지털 계측기 같은 고가의 장비를 보유하고 있는 기업에게 이런 검증과정은 시간과 비용을 가져온다. 본 연구에서 제안한 '계측기-스마트 네트워크 카드 모델'은 디지털 계측기에 스마트 네트워크 모듈을 탑재하는데, 이 카드는 기존의 웹 어댑터에 원격지에서 프로그램을 적재, 삭제, 실행이 가능하도록 스마트 기능을 추가하여 원격검증 및 제어가 가능하다. 제안한 모델은 다수의 프로그램이 적재 가능하여 응용가치 또한 높으며, 국내외로 판매한 고가의 디지털 계측기 하나하나를 인터넷을 이용하여 원격제어가 가능하게 하고, 원격으로 검증 조건을 교체할 수 있도록 함으로써, 장비의 질과 경쟁력을 높일 수 있다.
To verify correct operation of measuring instruments, we request the verification of measuring instrument to the agency that holds inspection devices. This works requires time and cost to the company. For this reason. We proposed "Smart Network Interface Card Model" for remote control of measuring i...
To verify correct operation of measuring instruments, we request the verification of measuring instrument to the agency that holds inspection devices. This works requires time and cost to the company. For this reason. We proposed "Smart Network Interface Card Model" for remote control of measuring instruments. Our model based on Web adapter, can add, delete and change the program to an existing web adapter from remote system. Furthermore, more than one program can be loaded, and can be updated from the remote system of internet. And also we can change the verification requirement of measuring instrument, hence it makes more good quality and competitive power of instruments.
To verify correct operation of measuring instruments, we request the verification of measuring instrument to the agency that holds inspection devices. This works requires time and cost to the company. For this reason. We proposed "Smart Network Interface Card Model" for remote control of measuring instruments. Our model based on Web adapter, can add, delete and change the program to an existing web adapter from remote system. Furthermore, more than one program can be loaded, and can be updated from the remote system of internet. And also we can change the verification requirement of measuring instrument, hence it makes more good quality and competitive power of instruments.
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문제 정의
계측기를 위한 기존의 원격 제어 시스템 관련 모델에 대해 연구하였다. 기존의 모델은 다음과 같다.
기존의 모델에서도 네트워크의 기능은 탑재하고 있으나 단순한 데이터 전송에 그치고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 디지털 계측기에서 S-NIC가 탑재되는 '계측기-스마트 네트워크 카드 모델'을 제안하고 이를 구현함으로써 계측기의 새로운 미래인 원격제어가 가능하도록 하였다. 다수의 소프트웨어를 탑재가능하며, S-NIC에 원격으로 프로그램의 동적 적재, 실행, 삭제가 가능하여, 미들웨어 업데이트 및 웹페이지 업데이트, 웹을 이용한 계측기 임대사업, 로봇 원격 모니터링, 원격검침, 계측기 모니터링 및 검교정 등 그 활용도가 무궁무진하다[18-20].
본 논문에서는 앞 장에서 설명한 각 모델들의 단점들을 해결하기 위한 새로운 모델을 제안 하고자 한다. 우선 새로운 모델에 포함될 네트워크 카드를 '스마트 네트워크 카드(S-NIC; Smart Network Interface Card)'라 칭하겠다.
제안 방법
LOAD 태스크의 테스트 시나리오는 사용자가 특정 서버에서 프로그램을 다운로드 해올 경우를 테스트했다. 본 연구에 의해 개발된 스마트 패킷을 이용하였으며, A지역에서 B지역의 파일서버에 접속하여 C지역에 있는 계측기에 프로그램 업그레이드를 실행하였다.
또한, 고속' 동작하는 FPGA는 순간적인 전원 변동이 심하므로, 이에 충분히 대응할 수 있는 입력전류를 공급할 수 있어야 한다. 이에 따라 스마트 네트워크 카드의 설계는 입력전압이 DC 1。~ 20V 로 넓은 입력전압범위를 갖도록 했으며, 고속 동작 시 전원안정성을 위해 입력전류는 최대 3A로 설계하였고, 전원의 효율을 높이고, 공간을 줄이 기 위하여 SMPS방식의 DC/DC converter 사용하였다. 그림12는 설계한 스마트 네트워크 카드의 최상위 레벨 시스템 계통도이다.
c)로 구성된다. 각종 초기화, 태스크 구동 및 서버 접속, 명령어 처리 등에 걸쳐 모듈별로 구현하였다. 구현된 파일 중 ro_zipfs.
본 연구에 의해 개발된 스마트 패킷을 이용하였으며, A지역에서 B지역의 파일서버에 접속하여 C지역에 있는 계측기에 프로그램 업그레이드를 실행하였다. 아래의 그림 16은 LOAD를 이용하여, 원격 서버에서 파일을 다운받고 프로그램을 다운로드하여 업그레이드 완료한 프로그램 업그레이드 시스템의 테스트 결과이다.
이것은 디지털 계측기의 TCP/IP 기능을 사용하지 않음으로서 디지털 계측기의 통신 서비스에 대한 자원을 절약하여 측정의 신뢰도를 보장할 수 있다. 뿐만 아니라 S-NIC 는 웹 어댑터의 기능을 그대로 가지면서 원격지에서의 명령어를 전송하여 수행하기 위해 스마트 패킷을 이용하였으며, 프로그램의 적재, 삭제, 실행이 가능한 새로운 모델을 제안하고 이를 구현하였다. 그림 6은 원격지에서 클라이언트가 인터넷을 이용하여 제3의 장소에 위치한 서버에서 파일을 S-NIC에 다운로드하여 계측기 안에 탑재된 S-NIC7]- 다운로드해온 프로그램을 적재, 삭제, 실행하는 개념도이다.
성능 평가는 계측기의 안정적인 측정을 위해 S-NIC의 성능을 측정하였으며, 태스크 개수와 태스크 프레임을 측정하였다. 여기서 태스크 프레임은 메모리에 적재된 각 태스크들의 Switching Time으로 정의한다.
원격제어를 위해 사용자가 접속할 수 있도록 UI를 개발하였다. 아래의 그림 15는 사용자가 스펙트럼 분석기의 원격제어를 위해 접속에 성공한 화면이다.
또한 원격지에서 디지털 계측기의 검사 결과를 조회하거나 디지털 계측기에 새로운 값을 설정할 수 있는 제어기능을 담당할 수 있도록 패킷을 설계해야 한다. 이를 좀 더 원활한 통신과 효율적으로 관리하기 위해 스마트 패킷을 설계하였다. 스마트 패킷은 다시 헤더와 페이로드로 구성되어 있다.
현재 계측기 제품으로서 웹을 이용한 것은 단순한 데이터 전송 수준에 머무르고 있으며, 원격 제어 및 검증과 원격지에서의 프로그램 적재, 실행 및 삭제는 불가능하다. 이에 부응하기 위해 본 논문에서 제안한 것이 디지털 계측기에 스마트 네트워크 모듈을 탑재하여, 고속의 데이터 처리와 원격제어기능을 탑재한다. 스마트 네트워크 모듈은 기존의 웹 어댑터에 스마트 패킷처리 기능을 추가한 확장된 신 개념의 네트워크 카드이다[5丄 이 모듈은 산업용 계측기에 탑재되어 원격제어를 가능하게 할 뿐만 아니라 다양한 프로그램을 적재, 실행, 삭제기능까지 포함하고 있어 그 활용 가치가 높다.
원격 검교정 시스템을 탑재하여 EXEC 태스크를 이용하여 실행한 화면이다. 호스트명과 크로스 도메인, 스마트 패킷을 입력하여 원격 검교정을 실시하였다.
대상 데이터
zip파일은 웹페이지 파일들의 압축파일이다. 개발에 사용된 소스의 총 라인의 수는 약 7, 300라인이다.
아래의 그림 19는 uc/os-n에서 제공하는 성능평가 프로그램으로 태스크 개수와 Task switch/sec를 나타낸다. 총 태스크는 32개를 생성하였으며, 초당 태스크 스위칭이 161번이다. 아래와 같은 공식으로 Task Frame을 도출해낼 수 있다.
성능/효과
결과적으로 Task Framee 6.21ms이며, 태스크 32개를 생성하여 수행 중 태스크 프레임이 0.006초 정도 밖에 안 걸린다는 사실을 알 수 있다.
패킷 필터링의 경우 스마트 패킷 또는 새로운 유형의 패킷이 전송되었을 시 그 패킷을 필터링 및 분석하여 처리할 수 있는 기능을 말하는 것인데, 이러한 기능을 가진 것은 S-NIC밖에 없다 그리고, 새로운 프로그램을 적재, 실행, 삭제 기능을 가진 것 또한 S-MC밖에 없다. 따라서 제안한, 계측기-스마트 네트워크 인터페이스 카드-Client' 모델이 여러 측면에서 우수한 성능 및 기능을 보이고 있다.
또한 스마트 패킷의 필터링이 가능하여 일반패킷과 스마트 패킷을 분류한 후 스마트 패킷을 분석하여 그에 따른 명령어 처리가 가능하다. 제안한 모델 방법은 계측기에 국한되지 않고 여러가지 장비에도 응용 및 활용 가능 할 뿐 아니라, 필요한 프로그램 탑재가 자유롭고 편리한 이용방식으로 활용에 있어서의 가치는 높다.
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