跟隨著亞峰會的腳步，美國國家儀器（NI）第十一屆PXI技術和應用論壇（2014 PXI TAC）于5月底在上海召開，這是今年NI中國PXI TAC活動的第一站，之后還將分別在深圳、西安和北京舉辦，針對不同城市的技術發(fā)展特點，PXI TAC也將有不同的用側重點，上海站側重汽車電子和射頻通信應用。
會議現場
NI核心PXI和分布式控制研發(fā)部副總裁Robert Canik先生，NI中國技術市場工程師陳宇睿及上海華依科技副總經理王立先生在主題演講中向參會的眾多來自不同領域的工程師介紹了PXI最新的技術發(fā)展及應用案例。會議期間，Robert也與NI中國市場部經理徐赟和NI中國平臺市場經理方慧敏一起解答了記者關于NI和PXI的疑惑。
NI核心PXI和分布式控制研發(fā)部副總裁Robert Canik（中），NI中國市場部經理徐赟（右）和NI中國平臺市場經理方慧敏（左）出席PXI TAC媒體見面會
Robert介紹到：“NI從融合前沿科技、簡化系統開發(fā)以及構建完整生態(tài)系統以加速創(chuàng)新三個大方向來重新定義自動化測試。NI通過應用最新商業(yè)技術提升測試性能，使得測試的準確率和采樣率都得到大幅度提升。NI采用豐富的模塊化I/O構建高性能測控系統，NI提供超過600種PXI產品，例如PXI嵌入式控制器、多功能DAQ、數字化儀/示波器、源測量單元、信號生成器、高達26.5 GHz的RF網絡分析儀等等。目前，超過60萬個PXI模塊被部署在超過10萬套PXI系統中，預計截止到2014年，全球將有30萬套PXI系統被部署在各種不同的應用領域。”
摩爾定律助力PXI攻占實時和射頻市場
PXI平臺利用摩爾定律，融合諸如PCI-Express數據總線、x86處理器、FPGA以及數據轉換器這樣的前沿科技。其中，FPGA本身就是在不斷地詮釋著摩爾定律。最近幾年，FPGA技術在測試和控制領域得到廣泛應用。根據NI對測試經理的一份調查顯示，在未來1~2年，PXI和FPGA將成為對測試系統最具影響力的技術。NI把這兩者集合起來推出了LabVIEW可重配置I/O（RIO）架構，該架構還結合了處理器和模塊化I/O，它們都可以通過LabVIEW來編程，而這又回到了PXI的初衷——以軟件為中心。其典型產品有FlexRIO和矢量信號收發(fā)儀（VST）。LabVIEW為用戶的測試系統帶來了多核處理器和FPGA的技術優(yōu)勢，并提高統一的編程環(huán)境，幫助用戶將最先進的工具應用于開發(fā)工作。
隨著自身技術實力的增強，PXI也在不斷拓展應用領域，現在不再局限于生產制造測試、電子驗證及特征測試、機械自動化、結構測試和機器狀態(tài)監(jiān)測，而是把觸角伸向了實時和射頻兩大具有很強技術壁壘的應用，并且已經跨出了堅實的一步。
實時應用存在著圖像分析、復雜的I/O和快速的接口等方面的挑戰(zhàn)，NI針對實時應用提供硬件在環(huán)（HIL）仿真測試和NI FlexRIO硬件架構（能夠簡化FPGA編程的復雜度）。富士重工業(yè)株式會社就通過NI HIL仿真改進斯巴魯混合動力汽車測試。該公司工程師表示：“在NI的軟硬件平臺上進行基于FPGA的仿真，我們現在的測試方案相對于以前在測功器上的測試，測試時間縮短為1/20。”
NI的FlexRIO FPGA模塊與FPGA領頭羊Xilinx最新FPGA系列Kintex-7同步，該模塊提供132個數字I/O，串行傳輸速率高達1 GB/s。臺灣思衛(wèi)科技采用NI模塊化的硬件和軟件，將其數字麥克風測試速度提升了20倍，縮減了其設備成本，并且提供了很強的系統擴展性和靈活性。
射頻領域的挑戰(zhàn)更是錯綜復雜，如多種標準，單一設備上集成多種無線協議等。NI PXI無線通信應用平臺很好地解決了這些問題，其具有高度模塊化的軟件與硬件、優(yōu)化的API、直觀易用的軟面板、蜂窩、無線、GPS、測試工具包、參考架構。軟件工具包囊括了很多流行的工具包，如GSM、WLAN、802.11ac等。具有200 MHz射頻帶寬的NI PXIe-5646R矢量信號收發(fā)儀已成為IEEE 802.11ac、160 MHz WLAN和LTE Advanced等最新無線標準理想的測試儀器。此外，NI已經在中國相關機構的5G技術驗證階段發(fā)揮了很大的作用。在談到RF對于NI的重要性時，徐經理表示：“NI對RF的投入推動了NI對PXI的投入，進入RF領域對于PXI很重要，把PXI的性能提升，是PXI平臺下一步的方向。”
陰陽之道，看PXI的軟硬融合
PXI憑借本身軟件定義及模塊化的特性，能夠緊跟技術發(fā)展。幫助用戶把精力花在創(chuàng)新點上，而不是工具使用上。徐經理認為：“軟件在‘中國智造’中會起到越來越大的作用。軟件和硬件類似中國古代的‘陰陽’學說，軟硬件相鋪相成，硬件在于快速地引入最新的技術，軟件在于在應用層面發(fā)揮新技術。現在人們已經在消費電子產品和電子商務上看到軟件在改變著世界，在其他領域也一樣。硬件差異化會越來越小，而產品最終是由軟件來決定的，可能將來都是基于FPGA的。”
NI為測量和控制提供完整的軟件工具，NI的模塊化測試系統架構包括系統管理軟件、系統開發(fā)軟件、系統服務和驅動、硬件平臺、模塊化儀器和儀器控制。美國能源部Sandia國家實驗室軟件開發(fā)工程師Jame Kajder表示：“普及圖形化編程語言幫助我們建立了標準的系統架構，使得決策更加合理，硬件管理和模塊化的軟件編程也比傳統的文本編程更加容易，最終我們的測試開發(fā)時間縮短了63%。”
生態(tài)系統
陳宇睿工程師概述了一下NI 生態(tài)系統的情況：“NI擁有大規(guī)模的生態(tài)社區(qū)，包括技術、集成伙伴、廣泛的服務和支持。而LabVIEW工具包網絡、用戶社區(qū)和LabVIEW互聯接口撐起了NI的軟件生態(tài)系統。在硬件層面，包括NI的600多種模塊化儀器在內，全球共用60多家公司提供2000多種PXI模塊化儀器，以滿足不同的測試測量和控制的應用。此外，在中國本地，NI PXI在9個城市駐有應用工程師和系統工程師提供本地支持，同時還有遍布全國的技術顧問和聯盟商，解決各行各業(yè)的項目難題，并且能夠有能力在本土進行設備的安裝、校準和維修。 方慧敏女士補充到：“2013年NI成立了中國服務中心，使得NI 80%的產品可以在中國維修，維修周期從1個月縮短為10天。”
無數案例只為印證一點：NI PXI產品提高效率且節(jié)省成本
各行各業(yè)的測試工程師面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，需要提升測控系統性能，同時減小系統的尺寸和成本。NI已經幫助全球超過35 000家公司改進了自動化測試和控制方案，不同行業(yè)都有成功的應用。如微軟的消費電子測試，西門子的硬件在環(huán)仿真，安森美的半導體測試，Harris的射頻和通信測試，索尼的多媒體測試，軍火巨頭Lockheed Martin的軍用電子測試。
本屆PXI TAC主題演講的一個亮點是，NI不再“王婆賣瓜，自賣自夸”，而是請使用過NI PXI產品的公司和資深工程師分享切身體會。美國軍用飛機設備大亨Harris公司工程部主管表示：“NI平臺幫助我們的產線提升了400%的測試吞吐量，投資回報比提升了185%，并且保證了我們軍用無線電的維護質量和性能標準。”PXI還幫助通信處理器巨頭高通公司將802.11ac測試速率提升了200倍。基于微波射頻MMIC/RFIC方案設計和制造商Hittite Microwave公司將NI VST和儀器驅動的FPGA擴展應用在RFIC產線測試，使測試速度提高了30倍，同時提高了測試覆蓋面。
NI新產品在中國也得到了成功應用，如新能源汽車，上海華依科技副總經理王立在主題演講中詳細講述了基于NI平臺的新能源車動力總成性能試驗臺。此外，陳宇睿工程師向參會者介紹了本土的其他成功案例。北京大學“三網合一”研究項目就基于軟件無線電方式在PXI平臺中集成的FPGA上進行實時信號處理。霍尼韋爾（中國）有限公司基于PXI和LabVIEW開發(fā)新型FCT系統，降低了工程中的重復操作并且能更輕松地共享軟硬件資源。霍尼韋爾（中國）成功地將這項解決方案用于生產線，實現了穩(wěn)定可靠的PCB測試。
在PXI TAC的產品展示區(qū)，記者也見識到了很多有特色的案例，現在來看看圖集吧！