아날로그 디바이스의 검증된 RF 하드웨어 모델로 시스템 레벨 설계 및 조기 검증 지원
매스웍스(MathWorks)가 아날로그 디바이스(Analog Devices, 이하 ADI)의 검증된 RF(Radio Frequency) 하드웨어 모델을 시스템 및 미션 레벨 시뮬레이션에 통합한 디지털 트윈 기능을 공개했다. 이를 통해 복잡한 레이더 및 위성 통신 시스템의 설계 및 검증을 개발 초기 단계에서 수행할 수 있다고 업체 측은 밝혔다.
국방 프로그램 및 위성 통신 시스템에 대한 투자가 증가하면서 개발 프로세스 초기 단계에서부터 통합적인 시스템 검증의 필요성이 커지고 있다. 레이더 및 위성 통신 플랫폼이 점점 복잡해지는 가운데, 엔지니어는 시스템 설계 초기 단계에서부터 성능을 평가하고 설계 트레이드오프를 분석하며 리스크를 평가해야 한다.
업체 측에 따르면, RF 디지털 트윈은 검증된 RF 하드웨어 모델을 시스템 레벨 시뮬레이션에 통합함으로써 이러한 필요를 충족하며, 하드웨어를 제작하기 전에 신호 왜곡이나 노이즈와 같은 실제 RF 영향이 전체 시스템 성능에 미치는 영향을 정확하게 평가할 수 있도록 해준다.
ADI의 RF 및 페이즈드 어레이(phased-array) 제품군은 복잡한 레이더 및 위성 통신 시스템의 시스템 레벨 설계 및 검증을 지원한다. 양사의 오랜 기술 협력을 바탕으로, ADI 제품과의 통합을 통해 엔지니어는 하드웨어 구성이 확정되기 전 설계 단계 초기부터 아키텍처 트레이드오프와 성능을 평가할 수 있다는 설명이다.
레이더 및 위성 통신 플랫폼은 공유 하드웨어에서 다중 미션을 지원해야 하는, 재구성이 가능한 광대역 페이즈드 어레이 아키텍처에 점점 더 의존하고 있다. 이러한 시스템에서는 RF, 디지털 신호 처리, 시스템 설계가 긴밀하게 결합되어 있다. 그 결과, 컴포넌트 레벨 분석만으로는 시스템의 동작을 예측하기에 더 이상 충분하지 않다.
매스웍스와 ADI는 공동 작업을 통해 하드웨어 모델과 시스템 레벨 시뮬레이션을 결합한 RF 디지털 트윈을 구현했으며, 이를 통해 엔지니어는 엔드투엔드(end-to-end) 동작을 분석하고 RF 성능 저하가 탐지 성능이나 링크 신뢰성 같은 상위 레벨 결과에 미치는 영향을 파악할 수 있다고 업체 측은 전했다.
ADI의 댄 만토니(Dan Mantoni) 시뮬레이션 및 모델링 디렉터는 “시스템 레벨에서 RF 하드웨어 동작을 정확하게 모델링하는 것은 현대 레이더 및 위성 통신에 필수적”이라며, “검증된 ADI RF 컴포넌트 모델을 매스웍스의 시스템 레벨 설계 환경에 직접 연결함으로써, RF 디지털 트윈은 엔지니어가 아키텍처 옵션을 더 빠르게 검토하고 성능 트레이드오프를 파악하며 설계가 구현 단계로 진입할 때 리스크를 줄일 수 있도록 지원한다”고 말했다.
글로벌 항공우주 및 방위산업 기업인 레오나르도(Leonardo)는 첨단 레이더 프로그램을 위한 모델 기반 RF 시스템 설계를 지원하기 위해 ADI 디지털 트윈과 매스웍스 워크플로우를 초기에 도입한 기업 중 하나이다.
엔지니어는 검증된 RF 하드웨어 동작을 시스템 및 미션 레벨 시뮬레이션에 적용함으로써 개발 초기 단계에서부터 아키텍처 선택, 신호 처리 구성, 성능 트레이드오프를 상세하게 분석할 수 있다. 이러한 방식을 통해 엔지니어링 팀은 시스템 성능에 가장 직접적인 영향을 미치는 특정 시나리오에 테스트를 집중하고, 하드웨어가 준비되기 전에 설계 옵션을 평가할 수 있다.
레오나르도 UK의 제임스 울스텐크로프트(James Wolstencroft) 리드 시스템 엔지니어는 “RF 디지털 트윈이 신뢰를 얻기 위해서는 기반 모델이 실제 하드웨어 동작에 근거하고, 여러 추상화 수준에서 검증되어야 한다”며, “ADI 디지털 트윈은 모델 개발 및 상관 분석에 대한 체계적인 접근 방식을 반영하고 있어, 우리 엔지니어들은 초기 개념 단계부터 시스템 통합 및 테스트 단계에 이르기까지 설계가 발전해 나가는 동안 일관된 RF 컴포넌트 모델을 재사용할 수 있다”고 말했다.
매스웍스 조르지아 주켈리(Giorgia Zucchelli) RF & 혼성신호 부문 기술 마케팅 매니저는 “ADI와의 공동 작업은 검증된 하드웨어 모델을 알고리즘, RF 동작, 성능 분석을 연결하는 단일 시스템 레벨 워크플로우로 통합하는 것의 가치를 보여준다”며, “이는 보다 다양한 주요 컴포넌트에 디지털 트윈 모델을 제공하고자 하는 매스웍스의 장기적인 전략에서 중요한 첫걸음이며, 복잡한 RF 시스템을 설계, 검증, 발전시키기 위한 실질적인 기반으로서 이러한 접근 방식을 정립하는 데 기여할 것”이라고 말했다.
<저작권자(c)스마트앤컴퍼니. 무단전재-재배포금지>
