測試測量?jì)x器技術(shù)正式進(jìn)入2.0時(shí)代

測試測量?jì)x器市場(chǎng)最近發(fā)生的一些事情似乎暗示著(zhù)該行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的階段。首先要提到的是安捷倫科技，盡管該公司一度認為PXI并非測試測量技術(shù)的未來(lái)趨勢，但卻在2006年底發(fā)起了針對該項技術(shù)方案供應商的兩起收購（Acqiris和PXIT），并于2007年3月底宣布加入PXI聯(lián)盟。

值得注意的還有泰克公司，在NI公司的協(xié)助下，這家示波器領(lǐng)導廠(chǎng)商在其TDS1000B、TDS2000B和DPO4000系列數字存儲示波器中采用了由NI提供的交互式測量軟件，幫助工程師可以輕松地在PC上連接并控制泰克儀器。此外，測試儀器供應商吉時(shí)力也順應潮流，在2006年12月推出了符合PXI標準的產(chǎn)品線(xiàn)。

上述案例表明，以軟件為中心并配合模塊化I/O硬件的方式已經(jīng)漸漸成為測試測量?jì)x器行業(yè)的一個(gè)趨勢，而這正是NI一直以來(lái)就在大力推廣的虛擬儀器技術(shù)（VI）�！斑@彰顯了30年來(lái)NI所堅持的道路的正確性�！盢I中國市場(chǎng)經(jīng)理朱君女士在上海與業(yè)界媒體見(jiàn)面時(shí)表示，“在NI提出‘虛擬儀器技術(shù)’這一概念的時(shí)候，許多人都認為它不可能成為主流技術(shù)。而今天我們看到的卻是，VI不但成為了測試測量行業(yè)的發(fā)展方向，而且很顯然，測試測量行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入儀器技術(shù)2.0（Instrumentation 2.0）的時(shí)代�！�

Instrumenation 2.0借用了最近非常紅火的web2.0的概念，都突出了用戶(hù)對數據的掌控和對自定義的強烈需求。

以軟件為中心，模塊化硬件相在結合最短時(shí)間內為產(chǎn)品增加盡可能多的新功能，這似乎已經(jīng)成為電子系統設計工程師們目前所面臨的最大挑戰。測試系統必須緊跟待測產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，但是待測系統復雜度的提高和對測試時(shí)間的要求使得傳統測試技術(shù)在滿(mǎn)足“過(guò)分的”測試需求方面越來(lái)越顯得力不從心。在傳統測量?jì)x器技術(shù)下，工程師們只有兩個(gè)選擇：要么為該產(chǎn)品開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的測試解決方案，要么使用通用的測試儀器。但是，專(zhuān)用系統的價(jià)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(yōu)勢，以軟件為中心的系統開(kāi)啟了一個(gè)新的時(shí)代。這種方式能為設計和測試工程師提供效率最快、性?xún)r(jià)比最高的途徑來(lái)創(chuàng )建他們自定義的儀器系統�！敝炀�表示，“它就是儀器技術(shù)2.0�！�

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，儀器技術(shù)2.0是相對于完全依靠硬件來(lái)實(shí)現測試測量的1.0時(shí)代而言的：在后一種方式下，硬件本身和其具備的分析功能都是由儀器供應商來(lái)定義，用戶(hù)要實(shí)現自定義只能是天方夜譚——即使將儀器連接到PC，傳輸的信息也是廠(chǎng)商定義后的測試結果，用戶(hù)無(wú)法獲得測量的原始數據來(lái)進(jìn)行自定義分析。而2.0方式卻完全不同，在獲得實(shí)時(shí)的原始數據后，工程師可以利用軟件來(lái)設計自己的用戶(hù)界面并自定義測量任務(wù)，獲得所需的分析結果。

以軟件為核心并不代表硬件已經(jīng)無(wú)足輕重，只有對數據進(jìn)行高質(zhì)量的數字化和快速傳輸才能在軟件平臺上真正實(shí)現精確分析的能力。模塊化的I/O硬件技術(shù)的飛速發(fā)展為數據采集提供了可靠保證，工程師們可以采用通用的模塊化硬件來(lái)構建測試系統�！跋啾葌鹘y儀器技術(shù)，儀器技術(shù)2.0賦予了他們更大的自主權和靈活性——在一個(gè)強大的應用軟件平臺上，選擇符合需求的硬件，即可實(shí)現更多可擴展的測試功能�！敝炀�說(shuō)。

朱君表示，儀器技術(shù)2.0的包括以下幾項必備要素：自定義測試、實(shí)時(shí)數據傳輸、自定義界面、模塊化硬件以及儀器同PC之間的連接性。

“這些要素已經(jīng)非常普遍�！彼�指出，這也是本文開(kāi)頭中所述的其他廠(chǎng)商之所以開(kāi)始涉足軟件和PXI等技術(shù)的原因。

儀器技術(shù)1.0與儀器技術(shù)2.0比較組成部分與必備要素，虛擬儀器技術(shù)的概念已經(jīng)在市場(chǎng)上獲得了廣泛認同和采用，同時(shí)驅動(dòng)其進(jìn)步的因素仍在不斷發(fā)展中。

因此，理所當然的，虛擬儀器技術(shù)仍將不斷獲得新的飛躍：硬件方面，數據轉換器（ADC）、數據總線(xiàn)/總線(xiàn)架構以及處理器技術(shù)功不可沒(méi)；軟件方面，LabVIEW圖形化編程環(huán)境已經(jīng)日益成為最普遍的應用工具。

首先來(lái)看ADC。過(guò)去工程師需要自己設計專(zhuān)用ASIC或者現成的高性能ADC。但是很顯然，對于出貨量相對較少的測試測量行業(yè)而言，ASIC方案的成本較高。隨著(zhù)ADC不斷進(jìn)入更多的應用領(lǐng)域，半導體供應商們在該項技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。今天，ADC不僅能夠提供足夠的性能，還由于大規模量產(chǎn)獲得了低成本優(yōu)勢。

其次是總線(xiàn)技術(shù)。事實(shí)上，許多總線(xiàn)技術(shù)都存在著(zhù)“雙高問(wèn)題”——在提供高帶寬的同時(shí)，延遲時(shí)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 )對某些測試應用產(chǎn)生直接作用，影響指令在總線(xiàn)節點(diǎn)之間的傳輸速度。另外，各種各樣的總線(xiàn)還存在著(zhù)五花八門(mén)的要求。例如，千兆級以太網(wǎng)傳輸速度很高，但是每次改變都需要重新編寫(xiě)軟件；GPIB沒(méi)有這種麻煩，但卻需要購買(mǎi)控制器……諸如此類(lèi)，不一而足�！斑@使得在帶寬和延遲兩方面性能都出色的PCI/PXI總線(xiàn)能夠輕松勝出—被PC行業(yè)的廣泛采用已經(jīng)說(shuō)明了該項技術(shù)的優(yōu)越性�！敝炀�說(shuō)。

多核處理器技術(shù)也是儀器技術(shù)發(fā)展的助推劑。作為應用軟件的運算載體，處理器已經(jīng)成為下一代儀器技術(shù)的核心器件。AMD和Intel兩大處理器供應商的競爭使得處理器性能依然沿著(zhù)摩爾定律的步伐穩步前進(jìn)。Intel公司更宣布將在2011年推出80核處理器的計劃，屆時(shí)將能夠提供萬(wàn)億8進(jìn)制的計算性能。很顯然，處理器的未來(lái)就是多核。

朱君指出，與1.0方式相比，儀器技術(shù)2.0方式對于軟件具有非常高的要求。為了充分融合以上硬件技術(shù)，一個(gè)強大的應用軟件必須要滿(mǎn)足以下要求：提供強大的分析能力——包括內置分析庫核與第三方軟件工具之間的開(kāi)發(fā)連接性；讓用戶(hù)可以自由選擇最適合需求的總線(xiàn)——支持各種總線(xiàn)技術(shù)；為了能夠充分利用多核處理器的優(yōu)勢——支持工程師對多核處理器進(jìn)行高效編程，需要開(kāi)發(fā)全新的編譯器來(lái)解決并行架構的開(kāi)發(fā)挑戰。

LabVIEW已經(jīng)具有上述能力。與PLC組態(tài)軟件、C文本語(yǔ)言的特性不同，這是一款圖形化的編程軟件平臺。自1986年推出以來(lái)，LabVIEW不斷增加即拖即用的分析函數，現已包含500多個(gè)內置的數學(xué)、信號處理和分析函數，并為階次分析、調制、頻譜分析、高級信號處理等要求提供附加的工具包。此外，通過(guò)MathScript提供的m-file文本語(yǔ)法功能，工程師們可以選擇更高效的句法。該軟件不僅支持所有總線(xiàn)技術(shù)和各種操作系統，還已經(jīng)在今年4月推出的8.2.1版本中支持Vista操作系統（LabVIEW可在底層進(jìn)行系統配置）。此外，在去年的NIDays上，NI還就將并行的兩個(gè)程序自動(dòng)配置到雙核處理器中進(jìn)行了相關(guān)演示。

朱君指出，幾乎所有的編程軟件都是串行架構，而LabVIEW一開(kāi)始就是一款并行架構的編程軟件�！叭绻�程序里有多個(gè)并行循環(huán)，LabVIEW會(huì )自動(dòng)在多核間分配任務(wù)�！彼�說(shuō)，“從單核升級到多核，用戶(hù)無(wú)需改變代碼即可享受到多核技術(shù)帶來(lái)的好處�！�

“盡管不同的行業(yè)有不同的發(fā)展道路，但共同的一點(diǎn)卻是用戶(hù)對自定義的要求愈加普遍�！敝炀�總結道，“儀器技術(shù)2.0已經(jīng)成為測試測量行業(yè)勢在必行的趨勢，以軟件為核心、結合模塊化硬件的解決方案將為工程師實(shí)現他們所需的自定義和最優(yōu)化結果�！�