NI Multisim의 10가지 인기 교육용 기능

Multisim은 손쉽게 사용할 수 있는 회로 교육 환경으로, 완전한 대화식 시뮬레이터를 사용해 SPICE 시뮬레이션의 복잡성을 추상화하여 회로 설계를 단순화합니다. SPICE 구문을 잘 몰라도 시뮬레이션을 통해 회로 개념을 구현할 수 있습니다. Multisim을 사용하면 학생은 환경을 학습하는 데 어려움을 겪지 않고 회로 개념을 이해하는 데 집중할 수 있습니다. 즉석에서 회로 값을 수정하고 시뮬레이션 결과가 실시간으로 변경되는 것을 확인할 수 있습니다. 학생에게 시뮬레이션을 사용하여 "가정" 시나리오를 탐색하도록 하면 강의실 또는 실험실에서 배운 개념을 더욱 보강할 수 있습니다.

^{그림 1: 시뮬레이션 데이터 시각화에 사용되는 시뮬레이션 기반 계측}

Multisim을 사용하면 학생은 시뮬레이션 기반 계측기를 회로도에 놓고 마치 하드웨어 랩에 있는 것처럼 회로를 조작할 수 있습니다. 실제 계측기와 비슷한 외관에 유사하게 작동하는 일반 계측기 22개를 사용하여 회로를 측정하고, 탐색하고, 문제를 해결할 수 있습니다. Multisim 계측기 제품군 외에도 시뮬레이션된 Agilent 또는 Tektronix 계측기를 사용하여 학생에게 해당 제조업체의 실제 계측기를 사용하는 방법을 가르칠 수 있습니다. 

 ^{그림 2: Multisim의 시뮬레이션 기반 계측기}

과도 분석, 노이즈, 몬테카를로, 최악의 경우, IV 분석기를 포함한 20개의 강력한 Multisim 분석 기능을 사용하여 회로를 심층 분석해 학생이 회로 동작을 직관적으로 파악할 수 있도록 돕습니다. 학생은 다양한 설정, 구성요소 선택, 노이즈 및 신호 소스가 회로 설계에 어떤 영향을 미치는지 탐구할 수 있습니다. 데이터를 표시하고, 라벨로 주석을 달고, 다양한 파일 포맷으로 내보내는 등의 작업을 수행하는 NI Grapher에서 데이터를 시각화할 수 있습니다.

^{그림 3: AC 분석 결과를 보여주는 NI Grapher}

이제 마우스를 한 번만 클릭하여 Multisim의 회로 시뮬레이션에서 실제 회로로 이동할 수 있습니다. Multisim 10.1 및 NI ELVIS II (NI Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite II)의 출시로 National Instruments는 학생이 이론과 실제 세계 사이의 격차를 해소할 수 있도록 지원하여 실습 학습에 대한 새롭게 접근할 수 있도록 합니다. Multisim에서 이론적 개념을 시뮬레이션하고, NI ELVIS로 실제 회로를 프로토타이핑하고, NI ELVIS 회로도 및 NI ELVIS 버추얼 인스트루먼트를 사용하여 Multisim 환경 내에서 시뮬레이션을 실제 측정과 비교할 수 있습니다. 

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^{그림 4: NI ELVIS II 시리즈 개략도}

복잡한 VHDL을 추상화해 하드웨어를 보다 쉽게 구현하여 디지털 전자 장치에 실습을 통해 접근해 학생의 참여를 유도하고 이론을 보강합니다. 학생은 Multisim의 프로그램 가능 논리 소자 (PLD) 회로도에서 수집해 시뮬레이션된 디지털 회로에서 원시 VHDL을 생성할 수 있습니다. 이 VHDL 파일을 사용하여 NI Digital Electronics FPGA Board와 같은 FPGA (Field-Programmable Gate Array) 하드웨어를 타겟으로 하면 시뮬레이션을 통해 배운 이론을 실제로 쉽게 구현할 수 있습니다.

^{그림 5: PLD 회로도에서 프로그램 가능 로직 설계 생성}

14,000개가 넘는 구성요소가 있는 구성요소 라이브러리에서 원하는 개념을 가르치는 데 필요한 구성요소를 찾을 수 있습니다. 이러한 구성요소와 고유한 부분은 명확하게 정리되어 있으며 검색할 수 있습니다. 또한 Multisim은 학생에게 업계에서 사용되는 구성요소를 소개하기 위해 Analog Devices, Linear Technology, Maxim Microchip, National Semiconductor 및 Texas Instruments와 같은 주요 제조업체의 기호, 모델 및 IPC 표준 랜드 패턴을 포함하여 일반적으로 사용되는 구성요소를 제공합니다.

Multisim의 고유한 구성요소 유형은 다음과 같습니다.

• • 대화식 구성요소(예: 스위치 및 포텐셔미터)는 시뮬레이션이 실행되는 동안 조작할 수 있습니다.
  • 애니메이션 구성요소(예: LED 및 7세그먼트 디스플레이)는 시뮬레이션 결과에 따라 표시되는 내용이 달라집니다.
  • 버추얼 구성요소를 사용하면 파라미터를 원하는 값으로 설정할 수 있습니다(실제 부품에서 사용 불가능한 값으도 설정 가능). 이는 이론적 개념을 설명하는 데 유용합니다.
  • 정격 구성요소는 특정 파라미터(예: 전력 또는 전류)를 초과하는 경우 "폭발"하여 학습 효과를 높입니다.
  • 3D 구성요소는 실제와 똑같이 보이는 사진을 사용하여 기존의 도식 기호를 대체합니다. 덕분에 입문 교육과정을 수강하는 학생은 회로도와 실제 회로 설계의 차이점을 좀 더 쉽게 이해할 수 있습니다.

^{그림 6: Multisim의 다양한 구성요소 유형의 예}

교육자를 염두에 두고 설계된 Multisim은 아카데믹 기능을 통합하므로 회로 개념 및 전자공학을 좀 더 쉽게 교육할 수 있습니다. Multisim 사용자 인터페이스와 계측기 및 분석을 사용자 정의하여 학생이 회로 내에서 보고 액세스할 수 있는 항목을 제어할 수 있습니다. 여러 강력한 강의 옵션과 유연성을 제공하므로 개념을 통제된 방식으로 도입할 수 있습니다. 따라서 학생의 수준이나 교육과정 콘텐츠에 따라 소프트웨어의 복잡성을 맞출 수 있습니다. 또한 회로 파일에 설명과 그래픽을 쉽게 추가하여 실험실 또는 자율 학습 환경에서 개념을 더 자세히 설명할 수 있습니다. 또한 재사용 가능한 시뮬레이션 프로파일을 생성하고 배포할 수 있습니다. 각 프로파일에는 완전한 SPICE 파라미터 설정이 포함되어 있어 학생이 시뮬레이션에 익숙해지면 과제를 성공적으로 완료할 수 있습니다. 회로 제한을 통해 강사는 숨겨진 결함을 설정해 학생에게 문제 해결 기술을 가르칠 수 있습니다. 또는 서브 회로를 잠그고 숨겨 "블랙박스 해결" 문제를 생성할 수도 있습니다. 사용하기 쉬운 전기적 규칙 점검은 시각적 에러 마커와 "에러 확대/축소" 기능을 제공하여 학생이 와이어링 에러를 신속하게 찾은 다음 수정하여 문제를 피하고 귀중한 실험 시간을 절약할 수 있도록 지원합니다. 또한 회로의 어느 위치에나 측정 프로브를 놓아 회로도에 동적 전압 및 전류 값으로 주석을 달 수 있습니다.

Multisim Education Edition과 Multisim Student Edition의 차이점 비교≫

^{그림 7: 탐색이 가능한 대화식 설계 생성}

학생이 Multisim 3D 브레드보딩 환경을 사용하여 하드웨어 프로토타입을 보다 쉽게 제작하고 일반 브레드보드, NI ELVIS I 및 NI ELVIS II 시리즈 브레드보당 환경 중에서 선택하도록 도와줄 수 있습니다. 학생은 실습실에 들어가기 전에 3D 브레드보딩 환경에서 예비 실습으로 회로를 만들고 실험을 수행할 수 있습니다. 

^{그림 8: NI ELVIS II 시리즈 Multisim 3D 환경}

Multisim은 LabVIEW 그래픽 프로그래밍의 기능을 사용하여 사용자 정의 VI를 통합할 수 있는 고유한 기능을 제공해 시뮬레이션 및 분석 기능을 현재 사용 가능한 범위 이상으로 확장합니다. Multisim에서 LabVIEW VI를 사용하면 페이저 또는 엘리베이터 제어와 같이 이해하기 어렵거나 복잡한 주제를 학습할 수 있습니다. LabVIEW를 사용하면 필요에 따라 LabVIEW VI를 생성하거나 편집할 수 있습니다.

또한 Multisim과 LabVIEW는 통합 플랫폼의 일부로 시뮬레이션 및 실제 측정 데이터를 비교할 수 있는 고유한 기능을 제공합니다. 이러한 통합을 통해 LabVIEW는 하드웨어에서 측정 데이터를 수집할 뿐만 아니라 Multisim의 시뮬레이션 출력도 수집할 수 있습니다. 단일 인터페이스에서 두 데이터 세트를 모두 사용하면 데이터를 쉽게 비교하고 상호연관시킬 수 있습니다. LabVIEW를 사용하면 하드웨어 프로토타입이 시뮬레이션에서 예상한 결과와 어떻게 다른지 분석할 수 있습니다.

^{그림 9: LabVIEW 계측기 페이저 다이어그램}

Multisim은 전자 교육 분야에서 세계에서 가장 널리 사용되는 소프트웨어 패키지 중 하나일 뿐만 아니라 전문 전자 설계 자동화 (EDA) 시장에서 널리 사용되는 도구입니다. 때문에 Multisim에는 많은 학생에게 필요하지 않는 기능이 포함되어 있습니다. 그러나 이러한 기능은 고급 설계 교육과정, 대학원 과정 또는 연구 프로젝트에는 사용할 수 있습니다.

프로젝트 관리, 강력한 버스 지원, 계층구조 및 멀티시트 설계, 인쇄 회로 기판 (PCB) 레이아웃에 전달되는 설계 제약, 강력한 스프레드시트 보기, 지정된 파라미터와 일치하도록 회로를 자동 생성하는 회로 마법사, 배리언트 지원 등과 같은 기능을 활용할 수 있습니다. 미래의 복잡한 엔지니어링 과제를 해결할 수 있도록 학생을 준비시킬 때 Multisim의 전문 기능이 보다 복잡한 설계를 쉽게 처리합니다.

^{그림 10: 포뮬러 원 경주용 자동차를 위한 고성능 전자 장치를 설계하는 맨체스터 대학교}

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