引领自动化测试技术发展趋势——记第十一届 PXI 技术和应用论坛(PXI TAC)

5月27日,美国国家仪器公司(National Instruments, 简称 NI)举办的第十一届PXI技术和应用论坛(2014 PXI TAC)在上海拉开帷幕。论坛旨在帮助更广大区域的 PXI 用户进一步了解 PXI 技术,成功实现自己的应用方案,同时贴合 PXI 技术目前在各行各业被广泛应用的趋势,更好满足各地 PXI 用户的需求。今年的PXI TAC在四大主要城市举办,包括上海、深圳、西安和北京。电子应用网记者应邀出席了上海的首站论坛,领略了此次极其重要盛会的风采,并采访了相关高管。

 

在PXI TAC 2014的主题演讲中,NI的三位重量级嘉宾——NI PXI平台和仪器研发部全球副总裁Robert Canik、NI中国市场部经理徐赟以及NI中国平台市场经理方慧敏——为与会者介绍了PXI较新的技术发展以及应用案例,帮助客户全面了解模块化的架构、开放的软件和完整的生态系统给带来的优势。

 

关注行业应用,满足各地用户需求

 

据徐赟先生介绍,1997年,NI提出了PXI标准,经过了17年的发展它已成为自动化测试和控制的主流平台。从一开始,NI就希望把这个平台做大做强。在中国,伴随着10年PXI TAC的成功举办,PXI技术已经广泛被测试测量界的工程师所接受,也帮助中国的客户成功应对了许多应用挑战。目前,PXI TAC这一活动已经成为自动化测控领域工程师交流的第一平台,给予了客户更多的帮助。

 

 

 

随着PXI技术的快速发展和知名度的提高,更多用户希望了解这一技术,并借助PXI技术成功实现自己的应用方案。从PXI TAC 2014开始,论坛将从每年只选择一个地方举办改为一年多地举办,所选城市覆盖中国主要地区,以便更好为不同区域客户做好本地服务。同时,PXI TAC也将密切关注PXI技术在消费电子、汽车电子、射频与通信、国防与航空航天、声音与振动、半导体、能源等行业应用中的发展趋势,深挖各行各业的PXI使用要点,从而进一步贴近客户的应用需求。NI也将持续不断加大对PXI技术及其相关应用的投入,更好服务各地客户。

 

Robert Canik透露,NI每年的研发投入达到了收入的18%。这使得NI始终站在行业的顶端,保持领先优势。NI同时希望行业中的厂商加入PXI总线开发阵营,帮助这个行业提升技术水平。

 

诠释自动化测试技术趋势

 

·测控正向软件为中心转变

 

Robert Canik认为,测试测量和控制正在向软件为中心转变。他表示,今天我们身边设备的复杂度正在不断提高。而在十年前,手机只有简单的通信功能,而现在的手机却集成了相机、时钟、游戏、上网等非常多的功能。与此同时,我们需要测试的功能也越来越复杂,如通信功能、麦克风、高速总线、音频功能等。我们使用的设备现在集成的功能多种多样,传统的计算器、相机、指南针、收音机等等硬件设备已经越来越多地在一台通用的电脑或手机上出现。这其实是一个重要的发展趋势:在通用的硬件平台上基于软件实现不同功能。同样,测试测量和控制相关的仪器也开始了基于软件为中心的转型。

 

他介绍说,PXI平台基于模块化的硬件构成,并由软件对模块化的仪器进行自由定义,是业界领先的用于测试测量和控制的平台。PXI由四部分组成,即PXI控制器、PXI机箱、模块化仪器以及软件。

 

 

 

 

PXI作为一个模块化平台可以非常好的利用商业现成可用(COTS)技术的发展,为工程师和科研人员带来更加高效的平台化工具。模块化的PXI平台相对于传统的软件平台有着明显的好处:测试速度快、自动化程度高、灵活性高、可自定制、保持已有投资、降低总体成本。

 

·PXI平台融合了较新技术

 

摩尔定律发展到今天,人们使用的设备已经有了大幅度的改进。上世纪五六十年代时,庞大而昂贵的电脑设备有几个实验室那么大,但却只能进行简单的逻辑运算;进入上世纪八九十年代之后,微软和Intel将电脑带入了千万个普通的家庭,随着时间的发展,电脑的性能不断增强,价格却越来越便宜,到了二十一世纪,更小更便携的平板电脑的出现,将个人电脑带入了另一个时代。

 

Robert Canik称,模块化的PXI平台可以更快的通过更换模块的方式进行系统的升级,这是传统仪器所无法做到的。现在,模块化仪器的性能已经可以和传统仪器的性能媲美,甚至超过了传统仪器。NI提供600多种模块化仪器,覆盖了数据采集,仪器和控制,总线接口等各种功能范围。在集成较新技术,提供高性能的仪器的基础上,PXI平台由于其模块化的架构,还有其固有的优势,如通道密度更高、尺寸更小、测试速度更快等。

 

作为PXI融合较新技术的一个例子,我们知道当今较先进的CPU、数据总线技术都已经在PXI平台上有所体现,但是当这些商业现成的技术还不能满足高要求的测控系统的时候,PXI平台还提供一种方法可以进行高速的数据传输和分布式计算,这就是PXImc技术(PXI并行处理技术),他允许在数据在不同的系统中进行高速的传输,极大地扩展了测控系统的处理和传输能力。

 

在接受记者采访时,Robert Canik表示,现在软件开发的要求越来越高,尤其是工程师解决应用问题时。由于LabVIEW是一个更高层的、更抽象的直观软件,可以帮助工程师降低他们的开发难度,把注意力集中在其应用开发上,而不是底层的驱动开发上,同时他们的开发能力也可以提升。

 

 

 

他介绍说,较近几年FPGA技术在测试和控制领域得到了广泛的应用,其速度远快于CPU,它可以加快测试速度。NI在FPGA技术基础上,提出了LabVIEW RIO架构,将FPGA技术引入到PXI平台。LabVIEW RIO架构结合了处理器,FPGA和模块化I/O,而这三者都可以通过LabVIEW来编程。FlexRIO模块和矢量信号收发仪(VST)是两个基于LabVIEW RIO架构推出的产品,工程师们可以使用这两款产品轻松高效的完成实时和射频的应用设计。例如,高通创锐讯(Qualcomm Atheros)使用了VST将WLAN 802.11ac的测试时间极大的缩短,测试速度是传统的堆叠式仪器的200倍以上。

 

 

 

 

·高效软件平台简化系统开发

 

科技的进步伴随着测试仪器的升级和复杂化,但是并不意味着软件开发的复杂度一定会越来越高。以软件为中心的平台更加灵活,另外通过高效的软件,我们可以大大简化系统设计的难度。

 

对于简单的单个仪器,或者相对复杂PXImc架构而言,LabVIEW都可以以及其简单而直观的方式对仪器的行为进行编程;而在LabVIEW RIO架构中,更是可以基于统一的LabVIEW图形化系统设计体验对CPU,FPGA,输入输出模块进行编程,工程师不需要应对复杂的C或HDL代码,使用LabVIEW图形化系统设计工具,即可以轻松的简化系统开发。

 

除此之外,NI还提供测试管理软件TestStand,实时测试仿真软件VeriStand这样的系统化级设计工具,帮助实现系统开发的简化。

 

·PXI平台健康完整的生态系统

 

在软件层面,LabVIEW提供8000多个范例程序,编程模板,示例工程,已经内建的说明文档用于保证系统的高效开发。并且在LabVIEW的周围有完善的工具包网络,用户社区,和互联接口:280多种工具插件,超过100万次下载;9000多名经过认证的LabVIEW用户,超过1万种的仪器驱动等等。在硬件层面,开放的平台融合了各种各样的核心技术:FPGA技术、IP技术、I/O技术、AD/DA技术、总线技术等。包括NI的600多种模块化仪器在内,全球共用60多家公司提供2000多种PXI模块化仪器,以满足不同的测试测量和控制的应用.

 

徐赟在采访中表示,NI开放的平台有助于中国的工程师实现自主创新能力,从中国制造到中国创造,包括智慧创造,契合中国政府倡导的转型环境。基于可重复配置的FPGA可以很好保护IP,他们可以把精力花在IP研发,而不是工具的使用上。他表示,NI遍布全球的支持和服务,以及在不同专业领域的超过700家联盟商也保证了用户在不同领域的成功。

 

他还特别提到了较近NI与上海无线通信研究中心合作创建国的内首家5G联合实验室——“WiCO-NI无线通信联合实验室”,共同致力于5G通信系统的新技术研究。这是NI在中国的第一家致力于5G关键技术研究的联合实验室。NI对于无线通信领域的持续投入,以及图形化系统设计理念对未来无线通信领域发展具有重要意义。

 

·PXI帮助不同领域工程师成功

 

多年来,从设计、验证、功能测试到量产,PXI在项目的不同阶段都得到了工程师们的认可。PXI典型的应用包括制造测试、电子验证及特征测试、数据记录、结构/机械测试、半物理仿真(HIL)测试、射频及通信测试、实时测试和控制、机械自动化、机器状态监测、功率监测、集成测试及控制等,基于PC的PXI平台能够以低成本的部署套件提供高性能测量及控制能力;模块化的结构使用户能够将NI PXI模块与其它PXI供应商的PXI模块混合搭配,从而精确实现各个系统中所需的测量及控制I/O;PXI背板集成了定时及触发特性,支持精确的模块间同步。这些关键特性使PXI成为各类测试、测量及控制应用中极具吸引力的平台。

 

 

 

徐赟介绍说,PXI在中国也走过了10个年头,十年来,PXI帮助不同领域的工程师取得了成功。比如,在北京的中国国家体育场鸟巢,就利用了PXI平台进行建筑物的结构健康监测,再例如,欧洲较大的国际核子能研究机构,利用PXI进行大型强子对撞机的精确控制,还有日本科学家利用FlexRIO进行三维成像等都已经表明PXI在很多尖端领域都已经有了非常出色的性能体现。

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