사례 연구 : HID 성능 자동화 테스트

작성자: Nextgen | 작성일자: 2022 년 6 월 22 일 | 위치: 사례 연구

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HID(휴먼인터페이스)기기의 역사와 오늘날 OEM들이 자동화를 이용하여 HID기기가 제품 수명기간동안 정확히 동작하는지 확인하는 방법을 알아보겠습니다.

“협동로봇과 함께 HID 자동화 테스트를 사용하여 인간의 기기 동작을 시뮬레이션 하면 인간이 진행하는 수동 테스트와는 비교할 수 없는 방식으로 고성능 키보드의 정확한 특성을 확인할 수 있습니다. “
제품 개발 엔지니어, 키보드 OEM, 중국 심천

keyboard hands

소개

개인용 컴퓨터의 발명 이후 마우스와 키보드는 기본적으로 변경되지는 않았습니다. 이는 당시 엔지니어와 디자이너가 최종 사용자의 요구를 포괄적으로 해결할 수 있는 선견지명과 창의성을 입증하는 증거입니다.

우리가 점점 이동성이 높아짐에 따라 이러한 제품을 연결하는 전선과 케이블은 통합배터리 및 충전시스템이 필요한 무선 연결로 대체되었습니다. 그리고 많은 경우에 있어서 환경에 영향을 주는 일회용 전지가 사용되어지고 있습니다.

또한 충전시스템을 시용하는 경우에는 무선기술의 전력소비로 인해 제품을 자주 충전시켜야 합니다. 현재는 블루투스 저에너지(BLE)와 같은 차세대 무선 표준이 등장함에 따라 HID 기기의 설계 및 동작을 다시 정의하고 있습니다.

우리는 저에너지의 무선표준이 통합 베터리의 필요성을 상당부분 줄일 수 있을 것이라고 예상합니다. HID기기는 동작시 발생하는 자체 운동에너지를 이용하거나 열이나 빛과 같은 환경으로부터 충분한 전력을 얻어내 효율적으로 작동할 것입니다.

이 사례연구에서는 최종 사용자가 직면한 과제와 최종 사용자 경험을 개선하기 위해 성능을 테스트하는 혁신적인 방법을 소개합니다.

mouse hands keyboard

저전력 HID 기기가 직면한 동작 측면에서의 과제

사물인터넷의 출현으로 우리의 환경안에서 많은 제품들이 무선 기술로 연결됩니다. 따라서 다양한 저전력 무선 솔루션이 설치가 되면서 직면하게 될 과제를 정의하는 것은 매우 중요합니다. 주변기기로부터 발생되는 신호 스팩트럼의 혼잡과 에너지 스파이크로 인해 제품 작동이 영향을 받는 것은 불가피 합니다만 중요한 점은 이러한 영향을 최소화하고 결국은 최종사용자가 식별할 수 없을 정도가 되도록 하는 것입니다.

보통 저전력 HID제품은 주변의 영향이 없는 고립된 상태에서는 잘 작동될 것입니다. 이는 일반적으로 표준을 준수하고 RF방출을 충족시키는 데 중점을 둔 인증테스트 환경입니다.

그러나 실제 사용자 환경에서는 제품은 오디오 트랜시버, 비콘, 메시 네트워크 및 개인 휴대전화와 테블릿외에 Wi-Fi AP와 같은 동일하거나 유사한 무선 신호 스펙트럼에서 작동하는 여러 개의 각기 다른 시스템에 의해 둘러싸여 있을 것입니다. 우리의 주변 무선 환경은 빠르게 복잡하여 지고 있으며 제품은 이에 발맞춰 무선환경의 ‘스트레스’를 견디게 디자인 되어야 합니다.

저전력 HID장치와 관련된 성능 테스트 과제

저전력 HID제품은 에너지 절약과 고성능 사이의 균형을 이루도록 설계되어 있습니다. 설계가 전력 소비를 최대화하는 방향으로 편향되면 웨이크업 시간 및 응답성(대기시간)이 저하될 수 있습니다. 마찬가지로 성능을 최적화하면 배터리 수명에 좋지 않은 영향을 미칩니다.

제품의 응답성을 잘 이해하기 위해 수천번 동작을 실시하는 광범위한 스트레스 사이클을 수행하는 것은 중요할 것입니다. 사실 이는 우리가 실제 제품의 전반 수명에 걸쳐 사용될 동작을 이해하는 데 도움이 되는 성능 데이터를 제공할 것입니다.

제품의 성능은 동일환경내의 다른 무선제품이나 시스템에서 발생하는 RF 혼잡전계에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이 경우 Ping이벤트를 포함하여 연속적인 혹은 동적인 트래픽을 포함하는 보다 현실적인 RF환경을 시뮬레이션 하는 것이 중요하다고 할 수 있습니다. RF 감쇠기를 사용하여 간섭되는 RF신호 레벨을 조정하여 보다 현실에 근접한 신호를 생성해 낼 수 있을 것입니다.

이러한 설정을 통해 다양한 RF조건에서 제품의 성능을 모델링하고 상대적인 성능을 판단할 수 있습니다. 또한 이러한 테스트로 유사한 제품을 사용하는 경쟁업체 제품을 벤치마킹 할 수도 있을 것입니다.

Slide1

저전력 HID제품을 위한 자동화 성능 테스트

HID제품의 성능에 대해 보다 강력한 품질 자신감을 갖기 위해서는 최종 사용자의 상황을 반영하여 테스트를 수행해야 합니다.

HID기기의 키를 3만번 누르거나 1만번의 드래그 앤 드롭 테스트를 수동으로 진행하는 것은 현실적으로 가능하지 않습니다. 이에 보다 일관되고 반복 수행이 가능한 도구가 필요하며 그 도구는 각 테스트 주기에 대해 실패한 테스트 케이스가 발생하게 되면 에어로그를 자동으로 취합할 수 있어야 할 것입니다. 다음은 자동화 도구를 사용하여 스트레스 테스트를 수행함으로써 제품의 설계를 검증하고 개선하는 사례입니다.

mouse cobot test

마우스 대시기간 성능 스트레스 테스트

테스트 부서는 자동화 플렛폼을 사용하여 1천회의 드래그 앤 드롭 테스트를 수행함으로써 무선 마우스의 평균 대기시간을 확인할 수 있었습니다. 드래그 앤 드롭 테스트는 협동로봇을 이용하여 수행되었습니다. 그리고 이러한 테스트는 라미레이트 목재나 석영 작업대와 같은 다양한 재질의 표면상에서 수행되었습니다. 디자인 팀은 비디오, 블루투스 분석 로그를 포함하여 각 드래그 앤 드롭 동작에 대한 응답성능을 확인하는 데이터를 확보하였습니다.

테스트 결과
테스트 데이터를 분석한 결과, 드래그 앤 드롭 동작의 약 5%가 목표범위를 벗어나는 것으로 확인되었습니다. 이로써 개발팀은 드래그 앤 드롭 기능의 대기시간을 개선하기 위해 새로운 펌웨어 업데이트를 결정하였습니다.

 

무선 게임용 키보드의 성능 스트레스 테스트

온라인 게임은 일부 사람들에게는 매우 중요합니다. 게임중에 사용되는 HID기기는 게임 경험을 최적화하기 위해 고품질의 성능을 보장해야 합니다. 키보드와 같은 제품은 키를 누르는 동작과 비디오 이미지와의 동기화가 되어야 하므로 높은 수준의 응답성능은 매우 중요합니다.

게임을 진행하는 동안 플레이어는 일반적으로 4~5개의 키를 사용합니다. 자동화를 통해 각기 다른 듀티 사이클에서 4만번정도 동작한 5개의 주요한 키에 대한 스트레스 테스트를 수행하였습니다. 이 테스트는 또한 키보드의 디바운스 성능을 확인하였습니다.

테스트 결과
테스트 데이터에 따르면 어떤 경우에는 디바운스 성능이 가변적이며 추가 소프트웨어 최적화가 필요한 것으로 확인되었습니다.

“넥스젠의 ATAM 자동화를 사용한다면 QA테스트 팀이 협동로봇을 이용하여 실제 인간의 상호작용을 시뮬레이션 할 수 있고 별도의 프로그래밍이 없이 복잡한 실제 하드웨어 테스트를 구현할 수 있을 것입니다.”
리처드 그린, 자동화 엔지니어링 메니져, 넥스젠



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