Zero에서 NI myRIO로 : 학생들이 2주 만에 실제 임베디드 시스템 설계
Dr. Harry Powell - Electrical and Computer Engineering, University of Virginia
실제 시스템 설계, 빠른 속도
겨울방학 동안 버지니아 대학교 학생들은 3시간짜리 학기 과정에 해당하는 2주짜리 과정(JTERM이라 한다)에 등록할 수 있습니다. 학생들은 자발적으로 등록하고 관심 있는 주제를 선택할 수 있습니다. 한 가지 옵션은 이전에 수강했던 기존의 C 임베디드 과정과 대조를 이루는 LabVIEW를 이용한 임베디드 프로그래밍 과정입니다. 학생들은 LabVIEW를 사용하여 그래픽 프로그래밍 언어의 고유한 이점을 인식하고 짧은 시간 내에 무엇을 달성할 수 있는지 스스로 확인할 수 있습니다.
우리는 NI myRIO와 LabVIEW의 실행 가능성을 시험하는 파일럿으로 코스를 설계했습니다. 한 가지 목표는 LabVIEW를 본 적이 없는 소규모의 학생들이 환경을 얼마나 잘 배우고 실행 가능한 프로젝트를 개발할 수 있는지를 보는 것이었습니다. 우리는 LabVIEW와 NI myRIO를 선택했습니다. 왜냐하면 유연한 플랫폼이 짧은 시간 안에 프로젝트를 진행할 수 있게 해주었기 때문입니다. 또한, 우리는 학생들을 학부 공학 경험을 넓힐 수 있는 새로운 프로그래밍 패러다임에 노출시키고 싶었습니다.
이 노력은 흥미진진했지만 도전 없이는 아니었습니다. 학생 방학 2주 동안 매일 8시간씩 수업을 하는 과정을 설계하고 학생들의 참여를 유지하는 것은 어려웠습니다. 우리는 LabVIEW Core 1과 LabVIEW Core 2의 일부 연습을 통합하고 강의와 프로그래밍이 혼합된 인터랙티브 방식으로 수업을 진행했습니다. 이로 인해 하루가 깨지고 학생들이 계속 참여했습니다. LabVIEW 핵심 자료 외에도, 우리는 수업 중에 몇 가지 단답형 퀴즈를 풀었고, 그것은 잦은 휴식을 제공했습니다. 이러한 접근법은 또한 학생들이 이해력이 부족한 부분을 파악하는데 도움을 주어서 수업 중에 과정 내용을 맞춤화 할 수 있었습니다.
학생들은 LabVIEW 기본소개를 마친 후 LabVIEW에서 랩탑에 스마트 4방향 정지표지판을 구축하기 위해 팀별로 작업습니다. 이 프로젝트는 우리 캠퍼스 가장자리에 있는 악명 높은 4방향 정류장을 언급했는데, 그곳은 아무도 교통 규칙을 지키지 않습니다. 이 프로그램은 병렬 루프와 FIFO(FIFO) 방법을 사용하여 시뮬레이션된 트래픽 데이터를 시뮬레이션된 조명을 제어하기 위해 상태 기계를 실행하는 별도의 루프로 전송했습니다.
미래 수업을 위한 기술 개발
- 2주말에는 수강생 13명 중 기존 LabVIEW 지식이 없었던 11명이 Certified LabVIEW Associate Developer 시험에 합격했습니다. 그들 모두는 수업에 적극적으로 관심을 갖고 이러한 접근법으로 계속 배우고 싶어했습니다. JTERM 강좌에 이어 NI myRIO를 iRobots와 연계해 사용한 모델 기반 임베디드 컴퓨팅이라는 한 학기짜리 강좌를 개설했습니다. 겨울방학 동안 JTERM 수업을 들었던 많은 학생들이 이 새로운 수업을 듣기로 선택했고 그들의 LabVIEW와 실시간 기술을 사용했습니다.
우리는 교육과정을 전면 개편하고 임베디드 도입 과정을 3시간이 아닌 4시간으로 확대하고 있습니다. 우리의 목표 중 하나는 NI myRIO가 이상적인 후보인 LabVIEW와 실시간 플랫폼을 소개하는 것입니다. NI myRIO를 이용한 고급 임베디드 컴퓨팅 강좌도 도입하고 싶고, JTERM 강좌에서 배운 교훈과 기법도 유용할 것입니다. 우리는 JTERM 과정을 다시 제공할 계획입니다. 2015년에는 임베디드 컴퓨팅 석사학위도 도입할 계획이며, NI myRIO를 그 커리큘럼의 핵심 요소로 보고 있습니다.
결론
우리 학생들은 불과 2주 만에 새로운 프로그래밍 언어를 배워 강력한 임베디드 하드웨어와 짝을 지어 의미 있고 정교한 프로젝트를 완성했습니다. 우리는 이 접근법을 성공적으로 평가하고 검증하여 향후 강좌에 사용할 수 있도록 했으며, 가장 중요한 것은 후속 수업에서 이미 학생들에게 혜택을 주고 있는 지식을 갖추었다는 점입니다. 우리는 LabVIEW와 NI myRIO와의 가능성에 대해 흥분하며, 이러한 도구를 학부 과정과 대학원 과정에서도 계속 사용하기를 기대합니다.
