測試測量儀器市場最近發生的一些事情似乎暗(àn)示著該(gāi)行業已(yǐ)經進入一個新的階段。
首先要提到的(de)是安捷倫科技,盡管該公司一度(dù)認為PXI並非(fēi)測試測量技術的未來趨勢,但卻在去年底發起了針對該項技(jì)術方案供應商的(de)兩起收購(Acqiris和PXIT),並於2007年3月底宣布(bù)加入PXI聯盟。值得注意的還有泰克公司,在NI公司的協助下(xià),這家示波(bō)器領導廠商在其TDS1000B、TDS2000B和DPO4000係列數字存儲示波器中(zhōng)采用了由NI提供的交互(hù)式測量軟件,幫助工程(chéng)師可以輕鬆地(dì)在PC上連接並控製泰(tài)克儀器。此外,測試儀器供應商吉時力也順應潮流,在2006年12月推出了符合PXI標準的產品(pǐn)線。
上述案(àn)例(lì)表明,以軟件為中心並配合模塊化I/O硬(yìng)件(jiàn)的方(fāng)式已經漸漸成為測試測量儀器行業的一個趨勢,而(ér)這正是NI一直以來就在大力推廣的虛擬儀器技術(VI)。"這彰顯了30年來NI所(suǒ)堅持的道路的正確(què)性。"NI中國市場經理朱君女士不久前在上(shàng)海與業界媒體見麵時表示,"在(zài)NI提出‘虛擬儀(yí)器技術’這一(yī)概念的時候,許多(duō)人都認為它不可能成為(wéi)主流技術。而今天我們看到的卻是,VI不但(dàn)成為了測試測(cè)量行業的發展方向,而且很顯然,測試測量行業已經進入儀器技(jì)術2.0(Instrumentation2.0)的(de)時代。"Instrumenation2.0借用了最近非常紅火的web2.0的概念,都(dōu)突(tū)出了用戶對(duì)數據(jù)的掌控和對自定義的強烈需求。
以軟件為中心,模塊化硬(yìng)件相結合(hé)
在(zài)最短時間內為產品增加盡可能多的新功能(néng),這似乎已經成為電子係統設計工程師們目前所麵(miàn)臨的最大挑(tiāo)戰。測試(shì)係統(tǒng)必須(xū)緊跟(gēn)待測產品技術的發展,但是待測係統複雜度的提高和(hé)對測試時間的要求使得傳統測試(shì)技術在滿(mǎn)足"過分的"測試需(xū)求方麵越(yuè)來越顯得力不從心。在傳統測(cè)量儀器技術下,工程師們隻有兩個選擇(zé):要麽(me)為該產品開發專用的測(cè)試解決方(fāng)案,要麽使(shǐ)用通用的測試儀器(qì)。但是,專用係(xì)統的價格昂貴,而通用儀器卻很難達到測試要求。
"兼容以上兩種方案的優勢,以軟件為中心的係統(tǒng)開啟了一個新的時(shí)代。這(zhè)種方式能為設計和測試工程師提供效率最快、性價比(bǐ)最高的(de)途徑來創建他(tā)們自定義的儀器係統。"朱君表示,"它就是儀器技(jì)術2.0。"
簡單來說(shuō),儀(yí)器(qì)技術2.0是相對於完全依靠硬件來實現測試(shì)測量的1.0時代而言的:在(zài)後一種方式下,硬件(jiàn)本身和其具備(bèi)的分析功能都是由儀器供應商(shāng)來定義,用戶要實現自定義隻能是天方夜譚即使將(jiāng)儀器連接到PC,傳(chuán)輸的信息也是廠商定義後的測試結(jié)果,用戶無法獲得測量的原始數據來進行自定義分析。而2.0方式(shì)卻(què)完全不同,在獲得實時的(de)原始數據後(hòu),工(gōng)程(chéng)師可以利用軟件來設計自己的(de)用戶界麵並自定義測量任務,獲得所需的(de)分析結果。
以軟件為核心並不代表硬件(jiàn)已經無足輕重,隻有對數(shù)據進行高質(zhì)量的數字化和快速(sù)傳輸才(cái)能在軟件平台上真正實現精確分析的能力。模塊(kuài)化的I/O硬件技術(shù)的飛速發展為數據采集提供了可(kě)靠保證,工程師們可以采用通用的模塊化硬件來構建測試係統。"相比傳統儀器技(jì)術,儀器技術2.0賦予了他們更大的(de)自主權和靈活性---在一個強大的應用軟件平台上,選擇符合需(xū)求的硬件,即可實現更多可擴展的(de)測試功(gōng)能。"朱君說。
朱君表示,儀(yí)器技術2.0的(de)包括以下(xià)幾項必備要素:自定(dìng)義測試、實時數據傳(chuán)輸、自(zì)定義界麵(miàn)、模塊化硬件(jiàn)以及儀器同PC之間的連接性。"這些要素已經非常普遍。"她(tā)指出,這也是本文開頭中所述的其他廠商之所以開(kāi)始涉足軟件和PXI等技術的原因。
F1:儀器技術(shù)1.0與儀器技(jì)術2.0比較
組成部(bù)分與必備要(yào)素
虛(xū)擬儀(yí)器技術的概念已經在市場上獲得了廣泛認同和采用,同時驅動其進步的因素仍在不斷(duàn)發展中。因此,理所當(dāng)然的,虛擬儀器技術仍將不斷獲得新的飛躍:硬(yìng)件(jiàn)方麵,數據轉換器(ADC)、數據(jù)總線/總線架(jià)構以及處理器技術功不可(kě)沒;軟件方麵,LabVIEW圖形化編程環境已經日益成(chéng)為最普遍的應用工具。
首先來看ADC。過去工(gōng)程師需要自己設計專用ASIC或(huò)者現成的高性能ADC。但是很顯然,對於出貨量相對較少的(de)測試測量行業而言(yán),ASIC方案的成(chéng)本較高。隨著ADC不斷進入更(gèng)多(duō)的應(yīng)用領域,半導(dǎo)體(tǐ)供應商們在該項技術獲得了極大的發展。今天,ADC不僅能夠提供足夠的性能,還由於大規模(mó)量產獲(huò)得了低成本優(yōu)勢(shì)。
其次是總線技術。事實上,許多總線(xiàn)技術都存在著"雙高問題"---在提供高帶(dài)寬的同(tóng)時(shí),延遲時間也居高不下。但不幸的是,大多數情況下常常被忽略的延遲會(huì)對某些測試(shì)應用產生直接作用,影響指令在總線節點之間的傳輸速度。另外,各種各樣的總線還存在著五花八門的(de)要求(qiú)。例如,千兆級以太(tài)網傳輸速度很高,但是每次(cì)改變都需要重新編寫軟件;GPIB沒有這種麻煩,但卻需要購買控製器……諸如此類不一而足。"這使得在帶寬和延遲兩(liǎng)方麵性能都出色的PCI/PXI總線能夠輕鬆勝出??被PC行業的廣泛采用已經說(shuō)明了該項技術的優越性。"朱君說。
多(duō)核處(chù)理(lǐ)器(qì)技術也是(shì)儀器技(jì)術發(fā)展的助推劑。作為應用軟件的運算載體,處理器已經成為下一代儀器技術的核心(xīn)器件。AMD和Intel兩大處理器供(gòng)應商的競爭(zhēng)使得處理器性能依然沿著摩爾定律的步伐穩步前進。Intel公(gōng)司更宣布將在2011年推出80核處理器(qì)的計劃,屆時將能夠提供萬億8進製的計算性(xìng)能。很顯然,處理器的未來(lái)就是(shì)多(duō)核。
朱君指出,與1.0方(fāng)式相比,儀器技術2.0方式對於軟件具有非常高的要求。為了充分(fèn)融合以上(shàng)硬件技術,一個強大的應用軟件必須要滿足以下要求:提供強大的分析能力(lì)---包括內置分析(xī)庫核與第三方軟件工(gōng)具之間的開發連接性;讓用戶(hù)可以自(zì)由選擇最適合需求的總(zǒng)線支持各種總線技術;為了(le)能夠充分利用多核處理器的優勢??支持工程師對多核處理器進行高效編程(chéng),需要開(kāi)發全新的(de)編譯器來解決並行架構的(de)開發挑(tiāo)戰(zhàn)。
LabVIEW已經具有上述能力。與PLC組態軟件(jiàn)、C文本語言的特性不同,這是一款圖形化的(de)編程軟件(jiàn)平台。自1986年推出以來,LabVIEW不斷增加即拖(tuō)即用(yòng)的分析函(hán)數,現已包含500多個內置的數學、信(xìn)號處理和分析函數,並為階次分析、調製、頻譜分析、高級信號處理(lǐ)等要求(qiú)提供附加的工具包。此外,通過MathScript提供的m-file文本語法功(gōng)能,工程師們可以選擇更高效的句法。該軟件不僅(jǐn)支持所有總線技術和各種操作係統,還已經在今年4月推(tuī)出的8.2.1版本中支持Vista操作係統(LabVIEW可在底層進行(háng)係統配置)。此外,在去年的NIDays上(shàng),NI還就將並行的兩個程序自動配置到雙核處理器(qì)中進行了相關(guān)演(yǎn)示。朱(zhū)君指出,幾乎所有的編程軟件都是(shì)串行架構,而LabVIEW一開始就是一款並行架構的編程軟件。"如果程序裏有多個並行循環,LabVIEW會自動在多(duō)核(hé)間分配任務。"她說,"從單核升級到多核,用戶無需改變代碼即可享受到多核技術帶(dài)來(lái)的好處。"
"盡管不同的行業有不同的發(fā)展(zhǎn)道路,但共同(tóng)的
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