今年正值PXI技術(shù)誕生20周年之際，由NI(美國(guó)國(guó)家儀器，National Instruments，簡(jiǎn)稱“NI”)公司主辦的PXI TAC 2017近日在深圳隆重召開(kāi)。作為業(yè)界最具影響力的PXI專業(yè)論壇，PXI TAC 已經(jīng)連續(xù)舉辦14年，這次PXI TAC回歸本質(zhì)，以用戶為核心，聚焦用戶應(yīng)用，讓用戶看到最前沿的智能測(cè)試技術(shù)和趨勢(shì)，以及在熱點(diǎn)應(yīng)用上的方向。

眾所周知，PXI TAC自2004年創(chuàng)辦以來(lái)經(jīng)過(guò)14年積累，已經(jīng)是中國(guó)地區(qū)最大、最具影響力的PXI技術(shù)專業(yè)論壇。本次論壇應(yīng)用領(lǐng)域熱門(mén)高精尖領(lǐng)域全覆蓋，衛(wèi)星、5G、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、802.11ax......近千位觀眾參會(huì)，多家媒體前來(lái)報(bào)道，可謂盛況空前。

圖1. PXI TAC 2017在深圳隆重召開(kāi)

NI研發(fā)副總裁梳理PXI技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新20年

回顧PXI發(fā)展歷程，1997年P(guān)XI技術(shù)誕生，2004年將FPGA技術(shù)引入PXI平臺(tái)，2010年推出業(yè)界首款PXI平臺(tái)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，在2012年又發(fā)布了業(yè)界第一款矢量信號(hào)收發(fā)儀，2015年推出業(yè)界首款基于第三代PCIe總線技術(shù)的 PXI系統(tǒng)， 2017年發(fā)布三款新品： MXI Thunderbolt、PXI全新任意波形發(fā)生器和802.11ax WTS-IS 1.3。NI是PXI技術(shù)的發(fā)明者并持續(xù)引領(lǐng)該技術(shù)創(chuàng)新20年。

圖2. NI研發(fā)副總裁Steve Warntjes先生發(fā)表主題演講

在主題演講上，NI研發(fā)副總裁Steve Warntjes先生說(shuō)：“NI堅(jiān)持開(kāi)放靈活的平臺(tái)化戰(zhàn)略，PXI平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于可以保證每個(gè)模塊協(xié)同工作，又不會(huì)過(guò)度定義，對(duì)不需要的部分，廠商可以對(duì)模塊進(jìn)行ADD屏蔽。”

關(guān)于PXI如何提高定時(shí)和同步，Steve Warntjes表示：“集成時(shí)間和同步能極大地提高生產(chǎn)力，PXI是為自動(dòng)化而生的，PXI機(jī)箱包含專用的10 MHz差分時(shí)鐘和差分觸發(fā)，可減輕多設(shè)備同步情況下的誤差。”

PXI的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是高吞吐率和低延遲，他指出，雖然AT系統(tǒng)的吞吐量經(jīng)常被忽略，數(shù)據(jù)瓶頸可能會(huì)削弱測(cè)試速度。設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)都會(huì)注意到延遲，PXI提供命令并以亞微秒速度接收數(shù)據(jù)，速度比千兆以太網(wǎng)快1000倍。

圖3. PXI 平臺(tái)相對(duì)于傳統(tǒng)儀器的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于傳統(tǒng)的軟件架構(gòu)，PXI的優(yōu)勢(shì)也不言而喻。PXI系統(tǒng)的軟件位于主機(jī)上，可實(shí)時(shí)配置用戶定義的測(cè)量和分析。用戶可以通過(guò)將測(cè)量分析算法部署到FPGA來(lái)進(jìn)一步靈活的定義功能。信號(hào)處理占測(cè)量時(shí)間的80%以上，傳統(tǒng)的儀器不能升級(jí)CPU，PXI的CPU可以更新，這樣可以大大提高性能，實(shí)現(xiàn)最小的投資。

借助NI開(kāi)放靈活的PXI平臺(tái)，迎接智能設(shè)備爆發(fā)帶來(lái)的測(cè)試挑戰(zhàn)

如今，智能設(shè)備的復(fù)雜性不斷提升，多重技術(shù)融合。面對(duì)智能設(shè)備的大爆發(fā)，工程師需要更加靈活，高可靠性的智能測(cè)試系統(tǒng)。在本次論壇的展示區(qū)，PXI在各種熱門(mén)高精尖領(lǐng)域的解決方案和應(yīng)用實(shí)例十分引人注目。

1) FPGA、SMU結(jié)合靈活的軟件LabVIEW助力測(cè)試智能化

圖4. 基于PXI的高性能FPGA和測(cè)量單元(SMU)

NI FlexRIO設(shè)備包括了可采用NI LabVIEW FPGA模塊進(jìn)行編程的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)模塊，以及能提供高性能模擬和數(shù)字I/O的適配器模塊。適配器模塊是可互換的，并可以在LabVIEW FPGA編程環(huán)境下定義可用的I/O。

那么，NI FlexRIO配合高速串行板卡能帶來(lái)什么?

• 板載FPGA實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理和確定控制
• 可重配置I/O(RIO)架構(gòu)
• 從原型驗(yàn)證到獨(dú)立分布式部署的完整方案
• 終端到主機(jī)1.2GB/s高速光纖串行通信

基于NI SourceAdapt技術(shù)的NI系統(tǒng)源測(cè)量單元(SMU)，靈敏度可達(dá)10fA, 用戶可以自定義調(diào)整SMU響應(yīng)，采用SCPI標(biāo)準(zhǔn)指令控制，從而實(shí)現(xiàn)四象限靈活運(yùn)行，多通道、高密度、更快速穩(wěn)定的測(cè)量。

圖5. LabVIEW 誕生30年來(lái)最具革命性的新版本亮相

以軟件為中心，構(gòu)建自動(dòng)化測(cè)試生態(tài)系統(tǒng)，NI LabVIEW就是通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)而變得更有價(jià)值的應(yīng)用軟件之一。

本次PXI TAC，NI展示了全新的LabVIEW——LabVIEW誕生30年來(lái)最具革命性的新版本，它具有以下新特性：獲得所需的工具和IP，使用最新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，加之不斷壯大的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)，以及協(xié)調(diào)分布式系統(tǒng)中大量的連接設(shè)備，簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

2) PXI整合式解決方案，直面物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域測(cè)試挑戰(zhàn)

有調(diào)研公司數(shù)據(jù)顯示，到2020年物聯(lián)網(wǎng)將帶來(lái)每年至少300億美元的市場(chǎng)利潤(rùn)，屆時(shí)也將出現(xiàn)25億個(gè)設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)上，這一趨勢(shì)并將繼續(xù)快速增長(zhǎng)。

圖6. PXI迎接物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的測(cè)試挑戰(zhàn)

NI PXI硬件平臺(tái)配合LabVIEW開(kāi)發(fā)軟件為低功耗藍(lán)牙(LE)的測(cè)試提供完整的BLE測(cè)試方案。支持1.x ,2.x+EDR, 3.x+HS, 4.2 LE,和5.0 LE等標(biāo)準(zhǔn)，提供LabVIEW/NET/CVI/C應(yīng)用程序接口(API)，支持使用HCI進(jìn)行DTM測(cè)試。

多模天線交互操作，Micropross可以提供NFC 測(cè)試解決方案，具體可看現(xiàn)場(chǎng)展示的MP500 PT1-NFC，它具有NFC協(xié)議(ISO 14443 A/B，ISO 15693，MIFARETM，F(xiàn)eliCaTM)讀寫(xiě)仿真性能，用于智能卡片測(cè)試，豐富的C語(yǔ)言用于自定義測(cè)試和集成。

NI與HPE聯(lián)手打造支持高性能PXI儀器的Edgeline IoT遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邊緣網(wǎng)絡(luò)的即時(shí)分析和控制。同時(shí)，面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的大數(shù)據(jù)，NI提供DIAdem軟件進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的挖掘與管理。

3) NB-IoT, 5G, 802.11ax……如何應(yīng)對(duì)射頻和無(wú)線測(cè)試新挑戰(zhàn)?

NB-IoT已經(jīng)迅速成為低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(LPWAN)的主流通信技術(shù)，LPWAN是當(dāng)前全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中最引人矚目的領(lǐng)域，可以真正實(shí)現(xiàn)大范圍物聯(lián)網(wǎng)的低成本全覆蓋。

與此同時(shí)，NI基于模塊化儀器快速靈活部署的NB-IoT測(cè)試工具包應(yīng)運(yùn)而生，目前已經(jīng)在臺(tái)灣多地推廣了NB-IoT產(chǎn)品測(cè)試解決方案。

讓W(xué)IFI不再“塞車”的802.11ax，也是最近比較熱的話題。與此相對(duì)應(yīng)的解決方案，就是NI第二代矢量信號(hào)收發(fā)儀，每一個(gè)VST都有著1GHz的損失帶寬，四塊VST集成在一起，組成了4×4 ax MIMO的測(cè)試系統(tǒng)。

面對(duì)現(xiàn)在最新最火的5G原型設(shè)計(jì)，NI發(fā)言人表示，Massive MIMO、毫米波、Multi-RAT(Radio Access Technology)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等是進(jìn)行5G關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證的關(guān)鍵。

以下有兩個(gè)案例佐證：

NI通過(guò)和Nokia公司的合作，發(fā)布了世界上首個(gè)支持高達(dá)2G Hz帶寬的毫米波原型系統(tǒng);通過(guò)和隆德大學(xué)合作，首次實(shí)現(xiàn)100天線Massive MIMO系統(tǒng)。

圖7. NI展示針對(duì)NB-IoT, 5G, 802.11ax等最新測(cè)試方案

4)NI STS半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)，專門(mén)為量產(chǎn)測(cè)試而打造

NI STS的開(kāi)放模塊化架構(gòu)使得工程師能夠使用最前沿的PXI儀器，這是采用傳統(tǒng)具有封閉結(jié)構(gòu)的ATE無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這對(duì)于RF和混合信號(hào)測(cè)試尤其重要，因?yàn)樽钚掳雽?dǎo)體技術(shù)要求的測(cè)試覆蓋率往往超越了傳統(tǒng)ATE所能提供的。

NI STS結(jié)合了TestStand測(cè)試管理軟件和LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，具有一組針對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)環(huán)境的豐富功能，包括可定制的操作界面、分選機(jī)/探針集成、具有引腳-通道映射且以設(shè)備為中心的編程、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)格式(STDF)報(bào)告以及集成式多點(diǎn)支持。

圖8. NI STS半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)

5)PXI硬件平臺(tái)配合算法軟件，輕松搞定汽車產(chǎn)品全周期測(cè)試

智能汽車集成更多的感知和通信技術(shù)，比如雷達(dá)、藍(lán)牙、無(wú)線通信等，這些先進(jìn)技術(shù)的引入同時(shí)也會(huì)使整個(gè)汽車系統(tǒng)的復(fù)雜度大大提升。基于這一系列測(cè)試挑戰(zhàn)，NI提供一系列解決方案應(yīng)對(duì)。NI工程師在演示中表示：“在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中基于NI的射頻模擬器，能夠?qū)崿F(xiàn)V2X通信信號(hào)的模擬，同時(shí)結(jié)合NI的毫米波雷達(dá)前端，去實(shí)現(xiàn)車載雷達(dá)的目標(biāo)信號(hào)仿真，通過(guò)GPO圖像處理以及FPGA的故障注入，我們就能夠非常方便地模擬不同天氣情況下的場(chǎng)景測(cè)試了。”

除此之外，NI還提供了HIL模擬器，可以支持包括carmaker/ prescan的場(chǎng)景仿真，以及CarSim/MATLAB的軟件動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)，同時(shí)能夠進(jìn)行外圍的傳感器和負(fù)載的模擬?；谶@樣一套平臺(tái)，就能夠?qū)崿F(xiàn)從感知到?jīng)Q策再到執(zhí)行完整的閉環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)。

圖9. NI面向智能汽車HIL測(cè)試系統(tǒng)

案例話事，NI攜手合作伙伴打造良好生態(tài)環(huán)境

PXI是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，多年來(lái)，NI積極攜手合作伙伴，更好地為35,000多家用戶服務(wù)，已經(jīng)形成了全面完善的服務(wù)與支持生態(tài)系統(tǒng)。

圖10. PXI生態(tài)環(huán)境日益完善

在本次大會(huì)上，NI展示了合作伙伴Booster幫助偉創(chuàng)力做可穿戴智能手環(huán)的測(cè)試，他們使用了基于矢量信號(hào)收發(fā)儀的PXI平臺(tái)，結(jié)合LV和TS軟件，來(lái)完成當(dāng)前型號(hào)智能手環(huán)的測(cè)試，速度從 60s/pcs 提高到 45s/2pcs，PXI真正實(shí)現(xiàn)了幫客戶提升測(cè)試效率。

NI為長(zhǎng)光衛(wèi)星提供全方位遙感遙測(cè)解決方案，及包括長(zhǎng)達(dá)十年的保修、全生命周期的技術(shù)更新與管理咨詢等服務(wù)，同時(shí)NI與長(zhǎng)光衛(wèi)星簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，進(jìn)一步提升支持力度。

圖11. NI展示的部分客戶案例

關(guān)于長(zhǎng)城電源，這里有一筆經(jīng)濟(jì)賬：PXI平臺(tái)投資35萬(wàn)/臺(tái)，人力成本60萬(wàn)/年，其它成本10萬(wàn)/年。較傳統(tǒng)的測(cè)試方案，選用PXI平臺(tái)，在兩年內(nèi)為長(zhǎng)城電源帶來(lái)的綜合收益高達(dá)100萬(wàn)元!

Ruckus Wireless是一家為復(fù)雜環(huán)境提供WiFi覆蓋方案的公司，自使用VST以來(lái)，Ruckus的無(wú)線DOA實(shí)現(xiàn)零投訴，效果驚人。