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국방 항공 산업을 위한 PXI 적용 사례 및 동향 한국내쇼날인스트루먼트 Mil/Aero 기술영업부 정 진 석 과장 5-1-09 개요 1. 국방 항공 산업의 측정 및 제어 특성 2. 국방 항공 산업의 PXI 적용사례 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 <국방항공 산업 측정 및 제어 자동화 사례> Project :F-35 Vehicle Systems Integration Facility (VSIF) Data Acquisition System What is a VSIF? • All vehicle aircraft systems assembled/integrated in a lab environment with real HW / FW / SW • Prior to all-electric F-35, known as an “iron bird” • Used in evaluation of system performance and response to various stimuli • Enables pilot in loop to fly simulated test missions before real flight 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 <국방항공 산업 측정 및 제어 자동화 사례> System requirements?      • • • • • • Analog: 640 isolated channels @ up to 50 kS/s for 20+ sensor types Discrete: 480 isolated channels @ 5 kS/s Audio: 2 channels @ 5 kS/s Digital video: 4 full-frame color DV @ 30 fps Reflective memory (ScramNET): 2000+ channels from flight simulation, dynamic load system, and bus monitor @ 80 Hz Distributed system for servers and clients – spread throughout facility All data synchronized to IRIG-B signal Expansion of DAQ capacity without requiring software modification User-configurable test, monitor, control, and playback interface Data exports to DIAdem or ASCII Offline data access and playback 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 <국방항공 산업 측정 및 제어 자동화 사례> System requirements?      • • • • • • Analog: 640 isolated channels @ up to 50 kS/s for 20+ sensor types Discrete: 480 isolated channels @ 5 kS/s Audio: 2 channels @ 5 kS/s Digital video: 4 full-frame color DV @ 30 fps Reflective memory (ScramNET): 2000+ channels from flight simulation, dynamic load system, and bus monitor @ 80 Hz Distributed system for servers and clients – spread throughout facility All data synchronized to IRIG-B signal Expansion of DAQ capacity without requiring software modification User-configurable test, monitor, control, and playback interface Data exports to DIAdem or ASCII Offline data access and playback 고속 다채널 I/O 다양한 인터페이스 시스템 동기화 유연한 소프트웨어 개발 환경 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 1. 고속 다채널 I/O • 측정 속도 (DC ~ 26.5GHz) DAQ (1~10MHz) Oscilloscope (60Mhz~ 12.5GHz) RF (2.7Ghz~26.5GHz) • 측정 해상도(8bit~ 24bit) Temperature, Vibration (24bit) Voltage, Current (8~24bit) • 측정 채널 Voltage (±10V, 1 Chassis) 1360ch Vibration (1 Chassis) 272ch Oscilloscope (1GHz, 1 Chassis) 34ch Temperature (1 Chassis) 136ch • 저장 속도 및 공간 (1~750MB/s, 24TB) 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 1. 고속 다채널 I/O RF Signal 26.5 GHz Phase Matrix Frequency Extension •10 MHz to 26.5 GHz frequency range •Fast-tuning local oscillator (<1 ms) •±0.65 dB typical amplitude accuracy (NI PXIe-5663E) •±1.5 dB typical amplitude accuracy above 6.6 GHz •YIG preselector filter and programmable attenuator 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 1. 고속 다채널 I/O Sound & Vibration •16 simultaneously sampled analog inputs at up to 204.8 kS/s NI PXIe-4498 •24-bit resolution ADCs with 114 dB dynamic range 24-Bit, 204.8 kS/s, 16 Inputs •4 gain settings up to +30 dB for input ranges from ±316 mV to 10 V •Software-configurable 4 mA IEPE and TEDS for microphones and accelerometers •AC-coupled analog inputs at 0.5 Hz •Synchronization of up to 272 channels at full bandwidth in a single PXI Express chassis 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 1. 고속 다채널 I/O Oscilloscope NI PXIe-5186 5 GHz, 12.5 GS/s, 8-Bit Digitizer •5 GHz bandwidth with 12.5 GS/s maximum sampling rate •Data transfer rates of >700 MB/s from device to host •2 channels with 50 Ω input impedance •3-slot, 3U PXI Express form factor •Deep memory from 16 MB/ch (standard) up to 512 MB/ch (optional) 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 1. 고속 다채널 I/O Signal Record & Streaming •750 MB/s sustained read and write speeds for 80 percent of the storage capacity •Three storage capacities available: 6TB (12 x 500GB), 12TB (12 x 1TB) and 24TB (12 x 2TB) NI HDD- 8265 • 12-Drive, 6,12,24 TB RAID Enclosure •Supports various RAID modes (RAID0/1/10/5/6) •Programmatic control and monitoring of hard drives and RAID partitions • •Supports hot swap of hard drives •Offers Endless record mode 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 1. 고속 다채널 I/O Signal Record & Streaming 데이터 수집 데이터 저장 데이터 재생 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 2. 다양한 인터페이스 1. Measurements • Voltage • Current • RF • Temperature • Sound & Vibration 2. Communication • Serial (232,485,422) • Tcp/Ip, UDP • GPIB • Profibus • CAN • LIN • MIL STD 1553B • ARINC 429 3. Motion 4. Vision 5. FPGA 6. 기타 • Reflective memory 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 2. 다양한 인터페이스 Mil std 1553b Single-, Dual-, and Quad-Channel MIL-STD-1553 PXI Modules •1 Channel 1553 PXI Interface Module from AIT (Extended Function) •2 Channel 1553 PXI Interface Module from AIT (Extended Function) •4 Channel 1553 PXI Interface Module from AIT (Extended Function) •1 Channel 1553 PXI Interface Module from AIT (Single Function) •2 Channel 1553 PXI Interface Module from AIT (Single Function) •4 Channel 1553 PXI Interface Module from AIT (Single Function) 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 2. 다양한 인터페이스 Mil std 1553b LabVIEW EXAMPLE LabVIEW API 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 2. 다양한 인터페이스 Mil std 1553b FLIGHT SIMULIZER SOFT FRONT PANEL 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 3. 시스템 동기화 VSIF DAS Design • 6 server-class machines • 6 client remote workstations • 5 PXI chassis with 45 boards via MXI • 30 TB RAID • 2 Gb Ethernet networks 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 3. 시스템 동기화 PXI-1006 PXI 4 VSIF DAS Design (Between PXI) PXI-1006 PXI 3 PXI-1006 PXI 2 PXI Synchronization Patch Panel PXI-1006 PXI 1 START PULSE PXI-1006 PXI 0 10MHz OUTPUT 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 3. 시스템 동기화 VSIF DAS Design (EACH PXI) Timing Signals 10 MHz 10 MHZ CLOCK IN 10 MHZ CLOCK OUT START PFI 1 CLOCK AND TRIGGER ROUTING STAR TRIGGER 10 MHz BACKPLANE CLOCK START RTSI 3 PXI-6653 SYNCHRONIZATION BOARD ANALOG DAQ BOARD ANALOG DAQ BOARD DIGITAL I/O BOARD DIGITAL I/O BOARD PXI CHASSIS BACKPLANE 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 3. 시스템 동기화 GPS Synchronization Multi chassis Synchronization 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 3. 시스템 동기화 NI PXI-6682 GPS, IEEE 1588, IRIG-B Timing and Synchronization for PXI •Synchronize PXI systems using GPS, IEEE 1588-2008 (IEC 61588:2009), or IRIG-B •Onboard high-stability 10 MHz TCXO (1 ppm) •Onboard routing of internal and external clock and trigger signals •Supports active GPS antenna 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 3. 시스템 동기화 NI PXI-6682 EXT clock input GPS antenna input IRIG-B input 1588 input Sync bus 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 4. 유연한 소프트웨어 개발 환경 View Area Navigation Control Panel Test Information Test Control Panel System Information 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 4. 유연한 소프트웨어 개발 환경 Data management & analysis Video Synchronization 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 4. 유연한 소프트웨어 개발 환경 System design tool LabVIEW Data management & analysis tool DIAdem Automation test tool Teststand 1. 국방 항공 산업 측정 및 제어 특성 4. 유연한 소프트웨어 개발 환경 TestStand User interface Sequence editor TestStand API TestStand engine ATLAS, VEE, Java LabVIEW CVI .NET C/C++ ActiveX HTBasic Other 2. 국방 항공 산업의 PXI 적용사례 GPS Synchronized RF Test System and Techniques for Synchronizing PXI Systems L-3 Communications Integrated Systems in Greenville, Texas is prototyping monitoring and test tools for use with the Integrated Waveform (IW) • The project is at an early stage allowing transmission and reception of a CPM waveform within a single GPS- sychronized timeslot in the TDMA-based IW • 2. 국방 항공 산업의 PXI 적용사례 PXI-5661 RF VSG RF Interconnect RF Transmitter RF Receiver GPS GPS PXI-6682 GPS Timing & Sync PXI-6602 Counter/ Timer PXI-5660 RF VSA Frame and RCV/XMT Pulses with RF RF Energy RCV/XMT Start pulses Frame Start pulse Zoom on RCV/XMT triggers RF Energy ramps up within ~50 uS XMT/RCV Synchronized within ~1 uS 2. 국방 항공 산업의 PXI 적용사례 3D Sound Mapping with PXI and other Aircraft Noise Tests John Hall Air Force Research Laboratory – Wright Patterson AFB 2. 국방 항공 산업의 PXI 적용사례 3D Sound Mapping with PXI and other Aircraft Noise Tests 288 ch. LabVIEW PXI based data acquisition system for measurements Questions?