항공전자(아비오닉스) 실시간 테스트 시스템 | Linux RT 기반 고정밀 콕핏 검증 솔루션

응용 배경

항공전자(아비오닉스) 실시간 테스트 시스템은 주로 항공기 콕핏(Cockpit)의 실시간 테스트에 사용됩니다.

콕핏 테스트 과정에서는 입출력 신호의 실시간성(Real-time) 이 매우 중요하며, 특히 멀티태스킹 동작 시 안정적인 루프 타임(Loop Time) 을 반드시 보장해야 합니다.

이를 충족하기 위해 고객은 Linux 기반 솔루션을 선택하고, 운영체제에 RT 패치(Real-time Patch) 를 추가하여 실시간 성능을 확보했습니다.

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도전 과제

개발 과정에서 고객이 직면한 주요 도전은 시스템의 실시간성과 안정성 확보입니다.

• 하드웨어 선택뿐 아니라 소프트웨어 최적화 및 디버깅 포함
• 테스트 과정에서 입출력의 높은 동기성과 정확성 유지
• 항공 테스트의 엄격한 요구사항 충족

즉, 결정론적(Deterministic) 응답을 보장하는 것이 핵심 과제였습니다.

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솔루션

JYTEK은 PXIe-3127e 컨트롤러에 고객 지정 CentOS 7 + RT 패치를 탑재하여 시스템의 실시간성을 확보했습니다.

검증 방법

[PXIe-5711] single-point 모드로 5ms 간격
            5V / 0V 신호 출력
                ↓
[PXIe-5510] CI(Counter Input) 측정 기능으로
            High/Low 레벨 시간 기록
                ↓
[통계 분석] 평균값, 표준편차, 분포, 오차 분포 계산
                ↓
        [시스템 안정성·정밀도 평가]

 

 

실시간성 향상 조치

1. RT 패치 설치

• 커널 버전: 3.10.0-1160.119.1.rt56.1270.el7.x86_64

2. 하이퍼스레딩(Hyper-Threading) 비활성화

• 병렬 처리 능력은 향상되나 실시간성에 불확실성 유발
• 비활성화로 실시간성 개선

echo off | sudo tee /sys/devices/system/cpu/smt/control

 

 

3. CPU 코어 격리(Isolation)

• 고실시간 요구 프로세스 전용 코어 할당
• 커널 파라미터 isolcpus=3 으로 CPU3 격리
• 다른 프로세스의 간섭 최소화

4. 실시간 스레드 + CPU 친화도(Affinity) 설정

• pthread_create로 실시간 스레드 생성
• CPU 친화도, 스케줄링 방식, 우선순위 구성

5. 정밀 시간 제어

• clock_nanosleep 으로 정확한 시간 제어

 

clock_gettime(par->clock, &t);
t.tv_sec += interval.tv_sec;
t.tv_nsec += interval.tv_nsec;
clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &t, NULL);

 

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테스트 결과

구분표준편차오차 분포

개선 전	약 5 μs	평균값 대비 분산이 큼
개선 후	약 1 μs	오차가 1 μs 이내로 집중

→ RT 최적화 조치 후 표준편차 5μs → 1μs로 5배 개선, 데이터 오차가 작아지고 집중도가 크게 향상되었습니다.

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사용 제품

하드웨어

PXIe-2722G3 — 18슬롯 PXIe Gen3 섀시

• 고데이터 전송 대역폭

PXIe-3127e — 3U PXIe 컨트롤러

• 11세대 Intel® Core™ i7-11850HE 프로세서
• Linux RT 환경 지원

PXIe-5510 — 다기능 데이터 수집 모듈

• 정확도: 150 ppm
• 분해능: 18비트
• 32채널, 2 MS/s
• CI(Counter Input) 측정 기능

PXIe-5711 — 고정밀 아날로그 출력 모듈

• 정확도: 0.02%
• 32채널 16비트
• 2 MS/s
• single-point 출력 모드

소프트웨어

FirmDrive® 하부 드라이버 — FirmDriveRuntime_V1.5.0_Linux 보드 드라이버 — JY5500_V4.2.1_Linux, JY5710_V1.2.0_Linux JYTEK 디바이스 매니저

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• 객체지향 C++ 드라이버 제공 → Linux 환경에서 상위 소프트웨어 개발 용이
• 완전한 예제 코드 제공으로 개발 효율 향상

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적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 실시간 테스트에 활용됩니다.

• 항공기 콕핏(Cockpit) 실시간 테스트
• 아비오닉스(Avionics) 검증
• 비행 제어(FCC) HIL 시뮬레이션
• Linux RT 기반 실시간 계측
• 결정론적 제어 루프 검증
• 방산 임베디드 시스템 테스트
• 로봇/모션 제어 실시간 시스템
• 자동차 ECU 실시간 검증

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왜 JYTEK 인가?

1. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
C# 기반 강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경 + Linux용 C++ 드라이버 제공

2. 검증된 제품 신뢰성
장기간 시장 검증을 거친 안정적인 성능

3. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

4. 고정밀도
까다로운 항공 테스트의 정밀도·신뢰성 요구 충족

5. 비용 효율성
해외 주요 브랜드 대비 우수한 성능 + 합리적 가격으로 전체 제조 단가 절감

6. 빠른 납기 + 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

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결과

JYTEK의 테스트 장비와 솔루션을 통해 고객은 실시간성과 정밀도가 높은 항공전자 테스트 시스템을 성공적으로 구축했습니다.

• ✅ 표준편차 5μs → 1μs로 실시간성 5배 개선
• ✅ 항공 콕핏 테스트의 엄격한 정밀도·실시간성 요구 충족
• ✅ C++ 드라이버 + 예제 코드로 개발 주기 대폭 단축
• ✅ 콕핏 시스템 테스트 효율 및 정확성 향상

본 사례는 JYTEK이 Linux 실시간(RT) 환경에서 결정론적 고정밀 계측을 구현하여, 항공전자 분야의 까다로운 요구를 충족한다는 것을 보여줍니다.