BAE Systems, SDR(Software-Defined Radio) 개발 시간 80% 단축

BAE Systems는 명령, 지휘, 통신, 컴퓨터, 정보, 감시, 정찰(C4ISR) 라디오에서의 구현을 위한 군사 표준(MIL-STD-188-165A) 위성 통신 파형 개발 작업을 맡았습니다. 이와 동시에 개발 시간 단축을 위한 새로운 설계 흐름을 평가할 방법을 찾고 있었습니다.

BAE Systems는 두 가지 개발 작업, 즉 기존 설계 흐름을 사용한 개발과 모델 기반 설계용 도구를 사용한 개발을 병행하고 공정한 비교를 위해 각 방법에 동등한 코어 집합을 사용할 예정이었습니다. BAE Systems는 두 프로젝트를 병행함으로써 기존 접근법과 모델 기반 설계를 실제 프로젝트로 직접 평가할 수 있었습니다.

BAE Systems는 Xilinx와 협력하여 Simulink 및 Xilinx System Generator를 사용한 모델 기반 설계를 적용함으로써 수동 코딩 접근법보다 10배 정도 빠르게 MIL-STD-188 SDR 파형을 설계하고 배포했습니다.

이와 동시에 VHDL 및 소프트웨어 분야에 15년 이상의 경력을 가진 BAE Systems 엔지니어인 로버트 레지스 씨는 기존 설계 흐름을 사용한 별도의 프로젝트를 진행했습니다. 이 프로젝트에서 레지스 씨는 별개의 시스템 엔지니어링 단계 중 개발한 요구 사항과 사양을 기반으로 VHDL을 수동으로 코딩했습니다.

모델 기반 설계를 사용한 프로젝트에서 BAE Systems의 시스템 엔지니어인 앤드류 콤바 씨는 먼저 Simulink에서 SDR 송신기와 수신기의 모델을 개발했습니다. 이후 스크램블러, 차등 인코더, Reed-Solomon 인코더, 행렬 인터리버, Convolutional 인코더 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조기를 포함한 Communications Toolbox™의 블록을 통합하여 모델 개발을 가속화했습니다.

콤바는 Simulink 모델을 Xilinx 엔지니어인 션 갤러거 씨에게 파형 요구사항과 함께 전달했습니다. 통신 시스템과 관련한 별다른 경험 없이 프로젝트를 시작한 갤러거 씨는 Xilinx System Generator를 사용하여 표준 Simulink 블록 대신 Xilinx 블록을 채용하여 자동 코드 생성을 위한 모델을 준비했습니다.

업데이트된 모델을 데이터 시각화 스코프(scope) 및 BER(비트 오류율) 측정기를 사용하여 시뮬레이션하고 검증한 후 Xilinx System Generator와 Xilinx ISE를 사용하여 SDR을 위한 VHDL 코드를 자동으로 생성하고 테스트를 위해 이 코드를 FPGA에 탑재했습니다.

헤이지그 박사는“모델을 사용하여 설계를 완전히 시뮬레이션하고 검증했기 때문에 SDR 구현은 FPGA에 다운로드했을 때 즉시 작동했습니다.”라고 말합니다.

이 프로젝트 초기 작업의 성공을 기반으로 BAE Systems는 파형 이식성 향상을 위해 MathWorks, Virginia Tech, Xilinx, Zeligsoft와 공동 작업을 시작했습니다. 이들 기업은 Simulink Coder™ 또는 Xilinx System Generator로 생성한 코드를 SCA(Software Communications Architecture) 라디오에 직접 통합할 수 있는 인터페이스를 개발하고 있습니다.