임베디드 시스템 구현 및 시운전 전 테스트

인정하고 싶지 않을 수도 있지만, 현장에 배치된 대부분의 설계는 임베디드 시스템입니다. 전체 리눅스 운영 체제를 실행하지 않을 수 있고, 거대한 프로세서나 FPGA를 가지고 있지 않을 수도 있지만, 핵심 기능을 최종 사용자에게 제공하기 위해 일부 코드를 실행합니다. 군사 및 항공우주와 같은 전자 제품 분야의 고가치 부문을 살펴보면, 시간이 지남에 따라 임베디드 시스템의 배치가 놀라울 정도로 증가했습니다. 매우 공격적인 형태의 디자인뿐만 아니라, 이러한 시스템은 매우 높은 신뢰성을 가져야 하며 철저하게 테스트되어야 합니다.

임베디드 시스템에서의 테스팅 문제는 핵심 기능을 중심으로 회전하지만, 오늘날의 임베디드 시스템에 대한 주요 신뢰성 문제도 있습니다. 이 글에서는 전력, 기능 테스팅 및 열 신뢰성과 관련하여 임베디드 시스템 테스팅에 대한 몇 가지 접근 방식을 살펴보겠습니다.

임베디드 시스템 기능 테스팅

임베디드 시스템의 핵심 기능 테스팅은 코드 내에서 그리고 PCB를 물리적으로 살펴보면서 이루어져야 합니다. 테스트 가능성(Design for Testability, DFT) 접근 방식을 사용하여 초기 프로토타입을 설계했다면, 시스템을 빠르게 자격을 부여하고 문제가 있는지 식별하기가 훨씬 쉬울 것입니다.

다른 기사에서는 기능적 관점에서 임베디드 시스템을 검증하는 데 도움이 될 수 있는 몇 가지 접근 방식을 코드로 구현하는 방법에 대해 설명했습니다. 이는 코드 지시자와 오류 플래그를 포함하지만, 기능 테스트를 위한 물리적 설계 접근 방식은 이것만이 아닙니다. 대부분의 경우, 설계를 벤치에 올려놓고 코드와 신호/전력을 모두 모니터링해야 합니다.

이러한 접근 방식 중 어느 것이든 핵심 기능 테스트를 가속화하는 데 도움이 될 수 있으며 동시에 전력과 신호를 모니터링할 수 있습니다. 이러한 종류의 테스트 벤치는 테스트 시스템과 함께 여러 기기가 동시에 작동하게 되므로 상당히 복잡해질 수 있습니다.

열 신뢰성

고신뢰성 시스템에서 특히 어려운 내장 시스템의 다른 측면은 열 신뢰성입니다. 내장 시스템은 많은 전력을 사용할 수 있으므로 많은 열을 발생시키며, 따라서 열적으로 자격을 갖추어야 합니다. 최상위 목표는 사양 내에서 작동할 수 있도록 보장하고 열 과부하로 인해 종료되지 않도록 하는 것입니다. 열 테스트를 고려할 때 다음 사양 중 어느 것이 적용되는지 고려하십시오:

• 케이스 내부에 온도 제한이 있습니까?
• 케이스 외장 터치 온도 제한이 있습니까?
• 특정 센서와 같은 특정 구성 요소의 온도 제한이 있습니까?
• 수동 냉각만을 사용하여 열 사양을 유지하려는 시도가 있습니까?

이러한 모든 점은 시스템이 작동하는 동안 온도를 어디에서 어떻게 측정할지를 결정할 것입니다.

임베디드 시스템에서 운영 중 온도 측정은 비교적 간단합니다. 큰 예산이 없는 개별 설계자라도 멀티미터와 함께 제공되는

타입 K 열전대

만 사용해도 임베디드 시스템에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 이것은 설계에서 점 온도 측정을 제공합니다. 여러 개의 미터를 가지고 있다면, 사전 포장된 열전대를 사용하고 온도 측정이 가장 중요한 특정 지점에 이를 부착하세요. 이러한 지점은 주 프로세서, 주 전력 조절기, 인클로저 자체 또는 인클로저 내부의 공기일 수 있습니다. 시스템을 설정하고 평형 온도에 도달할 때까지 운영하게 하세요. 시스템의 크기와 냉각 메커니즘에 따라 시스템이 평형 온도에 도달하는 데 필요한 시간이 상당히 길 수 있습니다. 미터를 설정하고 다른 기기를 모니터링하는 동안 일정 시간 동안 계속 실행해야 할 것입니다.

온도 분포가 평형에 도달하면, 작동 중 온도 분포를 얻기 위해 열화상 카메라를 사용하는 것을 고려해 보세요. 특히 인클로저에 접촉 온도 요구사항이 있는 경우, 이것을 수행하는 것이 중요하다고 생각합니다. 내장형 전원 공급 장치가 있는 임베디드 시스템의 경우, 인클로저가 매우 뜨거워질 수 있으며, 인클로저에 직접 능동 또는 수동 냉각이 구현되지 않으면 사용자가 시스템을 만지거나 다룰 수 없습니다.

설계에서 과도한 열 문제가 발생하는 경우, 인클로저에서 PCB를 꺼내고 열화상 카메라로 직접 온도 분포를 측정하세요. 카메라로 몇 장의 이미지를 촬영하면 가장 뜨거운 구성 요소가 어디에 있는지와 그들이 도달할 온도를 직접 볼 수 있습니다. 이는 앞으로의 냉각 전략을 결정하는 데 매우 중요합니다.

인클로저가 뜨거운 구성 요소로 인해 오븐 효과를 만들고 있다면, 인클로저 또는 냉각 전략의 재설계가 필요할 수 있습니다. 임베디드 시스템을 시원하게 유지할 수 있는 일부 인클로저 설계 전략에 대해 알아보려면 아래 링크된 기사를 읽어보세요.

• 왜 당신의 인클로저가 오븐이 될 수 있는지 알아보세요

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