[테크리포트] ‘PicoScope 3000E 시리즈’로 EV 테스트를 더욱 쉽게

EV 테스트에 이상적인 ‘오실로스코프’란?

전기차(EV)의 급속한 발전과 대중화는 교통수단의 미래를 정의하고 있다. 이 치열한 시장에서 제조업체들은 더 높은 신뢰성, 안전성, 비용 효율성, 그리고 첨단 기능을 끊임없이 추구한다.

이러한 요구는 중앙처리장치, 배터리 관리 시스템, 통신 버스 등 자동차 부품의 발전을 가속화하며 이들을 더 높은 속도와 견고함으로 이끌고 있다.

예를 들어 EV에 널리 사용되는 전력 반도체는 기존 실리콘(Si)에서 더 빠른 실리콘카바이드(SiC)로 이동하고 있으며 통신 인프라는 이더넷(Ethernet)과 같은 고속 버스를 채택하고 있다.

동시에 EV 내 보조 장치들도 더욱 지능적이고 빨라지며 라이다(LiDAR)와 최신 인포테인먼트 시스템과 같은 첨단 기술들을 통합하고 있다.

이러한 발전은 EV 테스트에 적합한 오실로스코프 선택을 어렵게 만들고 있으며 몇 가지 중요한 요구 사항을 만들어낸다. 이상적인 오실로스코프는 먼저 실제 현장의 제약 조건을 해결해야 한다.

테스트는 종종 완성된 차량에서 이루어지므로 부피가 큰 전통적인 벤치탑 장비를 올려놓을 평평하고 견고한 표면을 찾기 어렵다. 따라서 휴대성이 필수적이다. 또 차량이나 야외 시험에서는 220V 전원에 접근할 수 없는 경우가 많아 배터리 작동이 필요하다.

휴대성과 전원 공급을 넘어 오실로스코프의 핵심 성능은 최신 EV 시스템의 요구를 충족해야 한다. 더 빠른 인버터와 고속 직렬 버스로의 전환은 고주파 잡음을 발생시키므로 더 높은 대역폭과 샘플링 속도를 갖춘 오실로스코프가 필요하다.

도로 주행 시험과 같은 환경에서는 장시간 데이터를 연속적으로 기록할 수 있는 기능이 요구된다. 또 배터리 팩 전압·전류, 센서 신호의 미세한 변화를 감지하려면 고해상도 측정이 필수다.

효율적인 개발을 위해서는 강력한 디버깅 도구도 필요하다. 예를 들어 고전압·고속 환경에서 흔히 발생하는 통신 오류를 디버깅하려면 CAN, LIN, 플렉스레이(FlexRay), SENT, 이더넷(Ethernet) 등 포괄적인 시리얼 디코더를 갖춰야 한다.

하지만 많은 휴대용 오실로스코프는 내장 OS의 한계로 이 기능이 부족하고 고급 벤치탑 오실로스코프는 각 기능을 고가로 제공한다. 따라서 이상적인 솔루션은 이 모든 기능을 표준으로 제공해야 한다. 이는 문제 원인을 빠르게 파악하는 고급 디버깅 도구가 필수적인 시장 출시 시간 단축에 결정적이기 때문이다.

마지막으로 높은 투자 수익률(ROI) 달성은 보편적인 비즈니스 과제다. 즉, 과도한 비용 없이 우수한 성능을 제공하는 장비가 필요하다.

피코테크놀로지가 최근 출시한 ‘PicoScope(피코스코프) 3000E’ 시리즈는 이러한 요구를 충족하는 차세대 PC 기반 오실로스코프로 EV 테스트에 이상적인 선택이다.

PicoScope 3000E 시리즈는 어떻게 EV 테스트 요구를 충족하는가?

PicoScope 3000E 시리즈는 차세대 PC 기반 오실로스코프로 최대 500 MHz 대역폭과 5GS/s 샘플링 속도를 갖춘 컴팩트한 USB 전원 장치로 휴대성과 성능을 재정의한다. 이전 세대인 PicoScope 3000D 시리즈의 진화형으로 대역폭, 해상도, 입력 임피던스, 샘플링 속도, 버퍼 메모리 등에서 중요한 업그레이드된 성능을 제공한다.

이 제품은 크기 221x173x30mm, 무게 0.7kg 미만의 초소형 설계로 휴대성이 뛰어나 EV 테스트에 이상적이다. 차량의 협소한 공간에서도 쉽게 배치하거나 장착할 수 있으며 PC의 USB 포트에서 직접 전원을 공급받을 수 있어 도로 시험이나 현장 문제 해결에 적합하다.

5GS/s 샘플링 속도와 2GS의 딥 메모리를 통해 장시간 데이터 기록이 가능하다. 또 스트리밍 모드에서는 고속 데이터 로거로 작동해 최대 300MS/s의 속도로 손실 없는 연속 데이터 기록을 지원한다.

500MHz 대역폭과 5GS/s 샘플링 속도를 통해 첨단 EV 인버터가 발생시키는 고주파 스위칭 잡음을 포착할 수 있으며 10비트 해상도를 통해 배터리 팩 리플과 다양한 센서 신호 같은 저전압 신호도 정확히 측정할 수 있다.

PicoScope7 시험·측정 소프트웨어와 함께 사용하면 복잡한 아날로그 및 전력 전자 설계를 신속하고 비용 효율적으로 디버깅하고 성능을 검증할 수 있다. 또 임베디드 시스템 설계, 연구, 교육, 서비스 및 유지보수 등 다양한 응용 분야에 적합하다.

모든 모델은 40여종의 시리얼 디코더(CAN, LIN, 플렉스레이, 보드알-리치(BroadR-Reach), 10베이스(Base)-T1S 등), 40여개의 자동 측정, 60개 이상의 수학 함수, 15종의 고급 트리거를 기본 제공한다.

또 신호 무결성과 신뢰성에서도 큰 진전을 보였다. 다른 제조사들과 달리 피코는 가격 경쟁이 아닌 성능 기준에 맞춰 설계를 진행했으며 정밀한 프런트엔드 설계와 차폐로 노이즈, 크로스토크, 왜곡을 최소화했다.

이러한 장점과 비용 효율성을 모두 갖춘 PicoScope 3000E 시리즈는 연구실 디버깅은 물론 이동 중 테스트까지 EV 엔지니어에게 이상적인 오실로스코프다.

EV 테스트에서 PicoScope 3000E 시리즈 활용 방법

PicoScope 3000E 시리즈는 다양한 상황에 대응할 수 있도록 3가지 소프트웨어 방식을 지원한다.

PicoScope7: 실시간 디버깅과 분석= 가장 일반적인 방법은 강력한 PicoScope7 소프트웨어와 함께 오실로스코프를 사용하는 것이다. 이 차세대 애플리케이션은 간단한 테스트부터 복잡한 설계 디버깅에 이르기까지 신속한 분석에 필요한 모든 도구를 제공한다.

윈도(Windows), 맥(mac)OS 및 리눅스에서 무료로 사용할 수 있다. PicoScope7은 40개 이상의 시리얼 프로토콜 디코더(CAN, LIN, 플렉스레이, 보드알-리치, 10베이스-T1S 등 자동차 버스 포함), 40개 이상의 자동 측정 기능(주요 전력 분석 파라미터 포함), 60개 이상의 수학 함수(FFT 및 측정값 플로팅과 같은 고급 수학 함수 포함), 15가지 고급 트리거(런트, 윈도, 펄스 폭, 드롭아웃, 간격, 상승/하강 시간, 로직 등), 내장 계측기(AWG, 함수 발생기, 프로토콜 분석기, 스펙트럼 분석기, 로직 분석기), 독보적 기능(딥 측정, 마스크 한계 테스트, 측정값 로깅 등)으로 인해 모든 종류의 전기차 테스트 및 디버깅 작업에 가장 효율적이고 완벽한 솔루션이다.

피코로그(PicoLog)6: 연속 데이터 로깅용= 장기 모니터링을 위해 PicoScope 3000E 시리즈는 PicoLog6 소프트웨어와 함께 사용할 수 있다. 이 데이터 로깅 애플리케이션은 기술적 배경이 있는 사용자와 그렇지 않은 사용자 모두에게 적합한 간단한 인터페이스를 제공한다.

주요 장점은 피코로그 클라우드(Cloud)와의 내장 통합으로 사용자가 데이터를 로컬 디스크에 캡처하고 안전하며 무료인 온라인 클라우드 저장소로 원활하게 스트리밍할 수 있게 한다.

윈도, 맥OS, 리눅스 및 라즈베리 파이(Raspberry Pi) OS에서 사용할 수 있는 이 방법은 전기차의 저속 센서 신호를 장기간에 걸쳐 기록하는 데 이상적이다.

PicoSDK: 맞춤형 자동화 및 통합을 위한 솔루션= 최대의 유연성을 위해 엔지니어는 PicoSDK(소프트웨어 개발 키트)를 활용할 수 있다. 이 무료옵션은 PicoScope의 맞춤화 잠재력을 완전히 발휘해 사용자가 특정 프로젝트에 맞는 맞춤형 애플리케이션을 개발할 수 있도록 한다.

PicoSDK는 최대 300MS/s의 연속 스트리밍 및 데이터 전송 속도, 최대 200만 세그먼트의 세그먼트 메모리, 신속한 수직 감도 조정, 고급 트리거 및 파형 생성(AWG/FG)의 프로그램 제어 등의 강력한 성능 기능을 제공한다.

피코테크놀로지는 깃허브(GitHub)의 포괄적인 코드 예제와 현지 및 본사에서 제공하는 전문 기술 지원을 통해 개발자를 지원한다. 무료 PicoSDK에는 윈도, 맥OS, 리눅스 및 라즈베리 파이용 드라이버와 C, C#, C++, 파이썬(Python), 매트랩(MATLAB), 랩뷰(LabVIEW), 엑셀(Excel)과 같은 주요 언어용 API가 포함돼 있다.

이를 통해 PicoScope 3000E와 PicoSDK는 전기차 부품(예: CAN, 이더넷) 및 기타 특수 데이터 수집 애플리케이션을 위한 맞춤형 자동화 시험 장비(ATE) 구축에 이상적이고 비용 효율적인 솔루션이다.

“PicoScope, 모든 작업 더 스마트하고 깊고 빠르고 쉽고 비용 효율적 수행 가능”

영국에 본사를 둔 테스트 및 측정 기업 피코테크놀로지는 1991년부터 전자 엔지니어들이 전자 제품을 효율적으로 설계하고 검증할 수 있도록 지원해 왔다.

피코는 창립 이래 혁신적인 PC 기반 테스트 계측기를 개발하고 선도함으로써 34년 연속 성장을 달성했다. 독보적인 솔루션과 완벽한 제품 라인은 물리 계층부터 프로토콜 계층까지 설계-검증-테스트 전 주기를 아우르는 고성능이면서도 비용 효율적인 도구를 전자 엔지니어에게 제공한다.

수이 리(Sui Li) 피코테크놀로지 아시아태평양 영업 부사장은 “피코는 엔지니어들이 시장 출시 기간을 단축하고 투자 수익률을 개선하도록 자랑스럽게 지원한다”며 “혁신적인 기술로 구동되는 피PicoScope는 기존 벤치탑(bench-top) 계측기처럼 널리 사용된다. PicoScope는 벤치탑 오실로스코프가 수행하는 모든 작업을 더 스마트하고 더 깊이 있게 더 빠르게 더 쉽게 더 비용 효율적으로 수행할 수 있다”고 밝혔다.

실제로 PicoScope의 지속적인 혁신으로 인해 기존 벤치탑 오실로스코프 사용자들이 점점 더 PicoScope로 전환하고 있다. 오실로스코프의 핵심인 데이터 수집 모듈에 집중하고 외부 고성능 PC를 활용함으로써 PicoScope는 33GHz 대역폭, 4GS 초고용량 메모리, 8개 아날로그 채널, 16비트 ADC 분해능과 같은 우수한 하드웨어 사양뿐만 아니라 강력한 소프트웨어 분석 및 디버깅 기능까지 제공한다.

수이 리 부사장은 “PicoScope는 고성능, 유연성, 소형 크기, 비용 효율성 및 강력한 소프트웨어 개발 키트 덕분에 OEM 및 통합 고객이 데이터 수집 솔루션으로 선호하는 선택이다. 이러한 모든 장점이 결합돼 고객의 투자 수익률(ROI)을 향상시킨다”며 “PicoScope는 단순한 오실로스코프를 넘어 기존 데이터 수집 카드의 대안으로도 활용될 수 있다. 실제로 반도체, 자동차, 전력 등 다양한 산업 분야의 기업들이 시스템 통합 및 OEM 분야에서 PicoScope를 폭넓게 사용하고 있다”고 말했다.

그는 또 “하드웨어 측면의 독보적인 기능과 장점 외에도 강력한 차세대 PicoScope7 소프트웨어는 또 다른 독보적인 장점으로 사용자가 PicoScope와 쉽게 상호작용할 수 있게 해 PicoScope를 다른 PC 기반 및 기존 휴대용 오실로스코프와 차별화하고 전통적인 고급 벤치탑 오실로스코프와 동등한 성능을 제공한다. PicoScope7은 간단한 테스트를 수행하든 복잡한 설계의 디버깅을 하든 신속한 해답을 얻기 위해 필요한 모든 분석 도구를 갖추고 있다. 윈도, 맥OS, 리눅스에서 사용 가능하다. PicoScope 유무와 상관없이 무료로 다운로드해 실행할 수 있다. 또 40개 이상의 디코더, 40개 이상의 측정 기능, 60개 이상의 수학 함수를 기본으로 제공하며 AWG, FG, 프로토콜 분석기, 스펙트럼 분석기, 로직 분석기 같은 내장 계측기도 포함된다”고 설명했다.

더불어 그는 새로운 PicoScope 3000E 시리즈에 대해 트레버 스미스(Trevor Smith) 피코테크놀로지 T&M 제품 매니저의 말을 인용해 “PicoScope 3000E 시리즈의 출시로 피코는 주류 전자 테스트 및 파형 분석의 경계를 재정의하고 있다. 이 계측기들은 혁신, 정밀도, 그리고 무한한 가능성을 한 번에 하나의 파형으로 실현한다”고 전했다.

수이 리 부사장은 “PicoScope 3000E 시리즈는 USB 전원 공급 방식의 소형화와 PicoScope 6000E 시리즈의 높은 대역폭 및 샘플링 속도라는 장점을 훌륭히 결합했고 이는 이동 중이나 현장에서 작업하는 엔지니어에게 완벽한 휴대용 전자 실험실”이라며 “한국에서 피코는 엔지니어들의 시장 출시 기간 단축과 투자 수익률 향상을 자랑스럽게 지원하며 번영하는 한국 경제에 기여하고 있다”고 강조했다.