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NI:面向測試儀器的革新

NI:面向測試儀器的革新

2012/12/12 16:31:08

       所謂革新是革除舊的,創(chuàng)造新的技術或事物的行為。NI公司的歷史已為很多人所熟知,作為一個從三個人團隊成長起來的美國式高科技企業(yè),從三十多年前的誕生日起,致力于以圖形化系統(tǒng)設計和測試開發(fā)工具來推動工業(yè)的革新。在2012年11月舉辦的第十四屆NIDays全球圖形化系統(tǒng)設計盛會中國站期間,NI再次向業(yè)界傳達了其最新前沿技術信息以及在測試測量、控制和設計領域的應用革新,直指“儀器變革進行時”的主題。

       在IT產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的今天,人們感受到的是信息發(fā)展給制造業(yè)帶來的巨大影響,在競爭激烈的信息化時代,如何使企業(yè)降低成本,加速產(chǎn)品上市時間成為了一門新課題。NI立足于幫助工程師加速創(chuàng)新,延續(xù)摩爾定律在測試測量領域的長期發(fā)展,將通用技術及應用通過模塊化設計進行簡化,幫助工程師解決了這一難題。其長期以來的創(chuàng)新成果為測試測量、設計和控制系統(tǒng)領域的發(fā)展帶來了革命性的改變。

不是傳統(tǒng)儀器

       早在1986年,NI就發(fā)明了LabVIEW,在儀器領域第一次引入了“虛擬儀器”的概念。虛擬儀器的問世,立足于工程師創(chuàng)新的思想,實現(xiàn)了讓使用者自己構建測試系統(tǒng)的終極目標。它的測試模塊不僅具有同傳統(tǒng)儀器一樣的功能,而且工程師可以通過LabVIEW把模塊組合成他們想要的儀器。

       這種超前的工程創(chuàng)新理念至今依然領先。隨著用戶需求逐漸向著多樣化、個性化的方向發(fā)展,傳統(tǒng)儀器設備商在箱式測量儀中集成了太多的功能,所以使產(chǎn)品變得非常復雜。而虛擬儀器,通過模塊化的方式以軟件定義為手段,將儀器的功能完全交給了最終用戶來進行定義,實現(xiàn)了簡化應用。同時,其成本極大地低于傳統(tǒng)儀器,這也成為了有別于傳統(tǒng)儀器的重要優(yōu)勢。

       圖形化系統(tǒng)設計是一個集成的軟硬件平臺,它構建了強大的生態(tài)系統(tǒng),幫助工程師克服了從開發(fā)到實現(xiàn)的挑戰(zhàn),提供了面向設計、原型、發(fā)布應用的統(tǒng)一平臺。它能夠使工程師更快的集成實際信息以便更早檢測出錯誤,重復利用代碼,實現(xiàn)效率的最大化;從計算技術中迅速獲益;通過超越傳統(tǒng)設計的方法,優(yōu)化系統(tǒng)性能。LabVIEW作為圖形化系統(tǒng)設計方法的核心,為用戶提供了一個由高效軟件和可重構硬件組成的開放式平臺,幫助客戶輕松實現(xiàn)實際的系統(tǒng)功能,加快系統(tǒng)的開發(fā)進程。

       LabVIEW經(jīng)過26年的不斷發(fā)展,幫助了工程師和科研人員提高了開發(fā)效率并加速應用創(chuàng)新。今年NI推出了LabVIEW2012新版本,其最大特點就是更加強調用戶使用體驗。新版LabVIEW在用戶體驗方面做出了明顯的改進,擁有更多的設計模塊與范例庫。隨著平板電腦的普及應用,LabVIEW已經(jīng)實現(xiàn)了工程師使用平板電腦對現(xiàn)實應用中的測試測量應用的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。據(jù)了解,作為以技術為導向的公司,NI每年都將超過16%的盈利投入到市場研發(fā)活動中,持續(xù)在R&D部門投資,不斷推出新產(chǎn)品,其新產(chǎn)品推出的速度大概是對手的五到十倍。


重新定義射頻測試

       傳統(tǒng)的射頻測試需要矢量信號發(fā)生器、矢量信號分析儀和測試設備通信模塊三大硬件測試產(chǎn)品配合使用。隨著技術發(fā)展的日新月異,NI射頻和微波測試經(jīng)理Erik先生認為傳統(tǒng)射頻測試已經(jīng)不能滿足用戶的需求,而是需要一種新的解決方案替代。新的解決方案需要在RF指標方面有所提升,產(chǎn)品體積更加小巧,速度更加快捷并且成本更低,同時要能夠將多功能儀器進行集成,能夠快速支持不斷演進的無線標準,滿足用戶的所有自定義需求。

       基于對用戶需求的把握,在本屆NIDays上,NI重新定義射頻測試,發(fā)布了全球首臺矢量信號收發(fā)儀(簡稱VST)。Erik先生介紹,VST中集成了射頻發(fā)生器、分析儀以及一個高速數(shù)字化I/O端口,內(nèi)嵌向用戶開放的FPGA設計芯片。用戶通過軟件化設計,在一臺測試設備中就實現(xiàn)了RF信號發(fā)射、接收和實時信號處理與控制功能,大幅提升了測試效率,進一步體現(xiàn)了NI軟件設計儀器的創(chuàng)新理念。


       VST的核心在于它是基于LabVIEW FPGA架構。NI亞太區(qū)市場總監(jiān)朱君女士介紹,VST在研發(fā)過程中克服的最大困難是將軟硬件技術相結合,其中軟件代碼都是從零編寫,使軟件應用達到更好的效果是研發(fā)人員專注的重要課題。在商用現(xiàn)成的射頻測試儀器中,F(xiàn)PGA可以滿足用戶對于速度和靈活性的需求;在高層中,F(xiàn)PGA是可編程的硅芯片,可以通過軟件開發(fā)環(huán)境的配置實現(xiàn)自定義硬件環(huán)境。

       對于不熟悉FPGA編程的射頻測試工程師而言,在初次使用中不需要有后顧之憂。由于LabVIEW在2003年起實現(xiàn)了對FPGA實時系統(tǒng)進行圖形化編程,它能夠清楚地表現(xiàn)并行架構和數(shù)據(jù)流,非常適用于FPGA程序的辨析,不論有沒有傳統(tǒng)FPGA設計經(jīng)驗都能高效運用可重新配置硬件功能。作為系統(tǒng)設計軟件,LabVIEW能夠混合處理FPGA和微處理器上的數(shù)據(jù),用戶無需擁有淵博的計算架構和數(shù)據(jù)處理知識即可實現(xiàn),這點對于現(xiàn)代通信測試系統(tǒng)的裝配尤其重要。

       由于VST具備了快速的測量速度和小巧的生產(chǎn)測試儀器組成結構,同時還擁有研發(fā)級箱型儀器的靈活性和高性能。它可以用來測試各種標準,包括最新WIFI標準802.11ac。用戶通過使用NI PXI架構的矢量信號收發(fā)儀與NI LabVIEW FPGA模塊,構建靈活的自定義WLAN測試系統(tǒng),相比堆疊式儀器,可縮短200倍的測試時間。減少了用戶的成本,同時也提升了設備特性。據(jù)朱君女士透露,NI未來還將更好的利用摩爾定律,在該款VST的基礎上,繼續(xù)創(chuàng)新,帶寬、頻譜范圍等性能也會實現(xiàn)進一步的擴展。

服務于行業(yè)的解決方案

       NI在測試測量領域擁有多項針對最終用戶和行業(yè)應用的技術和產(chǎn)品創(chuàng)新,近幾年主要涉及到的行業(yè)有能源電力、軌道交通、國防與航空航天、工業(yè)控制、機器人等行業(yè)。

       在數(shù)據(jù)采集方面,通過NI模塊化硬件和軟件平臺,綜合實現(xiàn)了建筑結構監(jiān)測中的各項技術,如各種模擬、數(shù)字及光纖光柵傳感器采集、振動與模態(tài)分析、數(shù)據(jù)管理等。該平臺在東海大橋、長江隧橋、青馬大橋、青島海灣大橋等結構監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)中得到了成功應用。其平臺的穩(wěn)定性,保證了在橋梁、基礎設施建設、樓宇等領域長期可靠的結構健康監(jiān)測。

       在NIDays的行業(yè)應用展區(qū),針對能源行業(yè)的解決方案由NI合作伙伴上海遠寬能源科技有限公司推出的基于StarSim控制與仿真軟件平臺。它是一款與LabVIEW無縫結合的電力電子仿真軟件。它與傳統(tǒng)的離線型仿真軟件最大的不同是,它利用專門的仿真算法解決了電力電子系統(tǒng)實時仿真的難題,幫助客戶利用NI的實時運算平臺及PXI實現(xiàn)了電力電子系統(tǒng)硬件的在環(huán)仿真。

       除此之外,還有采用LabVIEW軟件利用語音識別進行智能電話撥號以及判斷歸屬地的應用演示;飛機操縱桿控制升降舵的硬件在環(huán)測試;LabVIEW讓IPad或平板電腦變身移動HMI進行便攜式測量;產(chǎn)線上智能手機快速多指標測試;汽車發(fā)動機控制開發(fā)和燃燒分析系統(tǒng)等。有趣的是,NI通過LabVIEW軟件及硬件產(chǎn)品,在展示區(qū)域設置了微博互動及NI拍照機的活動區(qū),讓參會者身臨其境的感受NI技術和產(chǎn)品的應用無處不在。

 

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