日前，National Instruments(美國國家儀器有限公司，簡稱NI)在北京舉行了媒體見面會，NI總部PR經理MS. Rebecca Geier、NI模塊化儀器經理Brian Anderson先生和NI中國技術市場經理朱君女士向業(yè)界主流媒體介紹了NI的產品、技術與發(fā)展。中國工控網(wǎng)應邀其就NI的測量測試與自動化技術和發(fā)展進行了交流。
　
　　
將自動化帶進測量 將測量帶進自動化
早在上個世紀八十年代，NI的劃時代產品LabVIEW誕生，旋即提出“軟件就是儀器”的口號，從而開辟了“虛擬儀器技術”的全新測量概念。一直以來，NI不斷致力于開發(fā)基于計算機的測試測量與自動化平臺。1997年，NI再次革命性地首創(chuàng)開放的PXI，使之成為測量測試應用的標準平臺。如今，高效的標準圖形化編程軟件LabVIEW＋豐富的模塊化I/O硬件＋用于集成的軟硬件平臺（PXI）=虛擬儀器，幾乎成為基于計算機測量的標準公式。低成本、高性能、小尺寸、易升級、用戶自定義，這是虛擬儀器帶來的價值。

虛擬儀器的出現(xiàn)和大量應用，使得自動測量成為可能，從而有效地將測量測試與自動化技術結合了起來，并且?guī)Ыo用戶更高的性能和靈活性。在現(xiàn)代測試測量中，虛擬儀器已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。

測試隨著待測產品要求的提高而提高
隨著被測試產品的發(fā)展水平日趨提高，例如速度越來越快、體積越來越小、應用覆蓋范圍越來越廣；而另一方面，待測產品（例如手機、車載通訊系統(tǒng)等）也趨向于以軟件為中心，要求測試測量也隨之注重其軟件上的發(fā)展。因此工程師們面臨的主要挑戰(zhàn)就是：測試不應成為設計過程中的瓶頸——測試系統(tǒng)應該具備足夠的靈活性以滿足不斷增長的設計需求。這種靈活性主要來自于兩方面：可以滿足多種應用的高性能通用硬件，以及能夠輕松配置硬件的高效軟件。把這兩部分結合起來，工程師們就能最快最好地發(fā)揮雙方面的優(yōu)勢，并且完成自定義的測試測量系統(tǒng)，適應多樣的需求。

例如NI最新發(fā)布的兩款測試硬件就是典型的通用硬件產品：基于PXI平臺、精度最高的數(shù)字萬用表PXI-4071FlexDMM具有高達7 ½位分辨率，同時在使用帶隔離的數(shù)字化儀模式時，F(xiàn)lexDMM能夠在1.8 MS/s的最大采樣率情況下，在所有電壓和電流量程范圍內進行連續(xù)波形采集。以及可變分辨率數(shù)字化儀PXI-5922：有別于傳統(tǒng)測量設備對所有采樣速率只有一種固定分辨率的情況，NI PXI-5922數(shù)字化儀使用NI FlexII ADC，具備了可變的分辨率，并能在15 MS/s 16位到500 kS/s 24位的范圍內進行采樣。在這兩款硬件的基礎上，通過強大的軟件，如圖形化開發(fā)環(huán)境LabVIEW，可以幫助工程師們實現(xiàn)最優(yōu)化的測試測量解決方案。

影響虛擬儀器技術發(fā)展的要素
此外，NI談到其他商用技術將對虛擬儀器技術的發(fā)展提供強大的推動力時，主要著眼于兩項關鍵因素——PCI Express總線和FPGA技術。

新的商用硬件和軟件技術不斷提高了虛擬儀器技術的性能以及它們所解決的應用挑戰(zhàn)。尤其是PC總線和處理器的不斷提高，以及可重復配置的計算趨勢這兩點尤為重要。

由于PC處理器繼續(xù)遵循摩爾定律，因而虛擬儀器系統(tǒng)也隨之受益。利用總線技術的進步，虛擬儀器系統(tǒng)可以快速地將數(shù)據(jù)流從測量設備傳輸?shù)絇C。千兆以太網(wǎng)、USB 2.0和PCI Express是推動虛擬儀器技術性能的最新高性能總線技術。利用PCI Express，用戶可以獲得比PCI總線提高了40倍的帶寬，從而獲得更高的數(shù)據(jù)吞吐量、更快的測試時間、更高的通道數(shù)量和更快的測量流。

利用PC總線技術的發(fā)展，尤其是PCI Express，虛擬儀器系統(tǒng)可以快速地將數(shù)據(jù)流從測試設備傳輸?shù)絇C。比今天大部分虛擬儀器系統(tǒng)所普遍使用的PCI/PXI總線提高了40倍的帶寬，將在未來的虛擬儀器系統(tǒng)中扮演重要角色。

另一方面，可配置重構技術也將對虛擬儀器的發(fā)展產生重要影響。過去FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）的編程需要經過專門的培訓，且主要應用于設計過程，所以工程們很少利用到FPGA；而現(xiàn)在工程師們可以通過LabVIEW圖形化方式編程FPGA，使之自動轉換到C或VHDL代碼，也就是說將FPGA從設計擴展到測試領域，通過LabVIEW這一工具讓更多的工程師得益于原本“可望而不可即”的FPGA技術，幫助他們完成自定義的硬件系統(tǒng)來滿足靈活性的需求。此外，NI還致力于開發(fā)特定的工具，例如全新的LabVIEW數(shù)字濾波設計工具包7.5版即可將設計好的數(shù)字濾波器通過LabVIEW FPGA直接下載到FPGA硬件，使工程師們輕松地完成一個特定的方案。

從測量到控制
為滿足不斷增長的多功能控制系統(tǒng)開發(fā)需要，新一代的工業(yè)控制器即可編程自動化控制器(PAC)應運而生。在一種開放靈活的軟件構架下，PAC將PLC的穩(wěn)定性和PC的多功能相結合。基于LabVIEW的靈活功能和強大的硬件支撐，NI為此提出了自己獨特的PAC架構。
　　
NI 的PAC構架是由NI LabVIEW以及五種PAC硬件平臺（PXI/CPCI、Compact Fieldpoint、CompactRIO、Compact Vision System、工業(yè)計算機）加上實時操作系統(tǒng)組成的。 LabVIEW不僅可以提供創(chuàng)建復雜測量控制系統(tǒng)的編譯靈活性，同時因為它直觀的圖形化開發(fā)界面而非常容易使用。使用LabVIEW，可以利用數(shù)百個內置的控制和分析函數(shù)，快速開發(fā)各種復雜程序。還可以在LabVIEW中調用其他軟件開發(fā)的程序代碼，如LabWindows/CVI、C或MathWorks Simulink等，用于處理I/O、運動控制、機器視覺及儀器通信等各種應用。
在NI的旗下，已經匯集了測量測試、數(shù)據(jù)采集、運動控制和機器視覺等先進技術，眼下，NI正在借助虛擬儀器技術驅動PAC，控制產品將進一步擴大NI的發(fā)展空間和機會。
　　
無與倫比的產品優(yōu)勢
在全球測量行業(yè)，NI已經擁有眾多首屈一指的豐富產品，如測量與自動化軟件（包括圖形化測量程序開發(fā)環(huán)境LabVIEW，專為ANSI C、Visual Basic 和Visual C++特別設計的LabWindows/CVI、Measurement Studio）軟件）、GPIB接口卡、PXI模塊化儀器系統(tǒng)、插入式數(shù)據(jù)采集卡、機器視覺、運動控制、VXI控制器、測試執(zhí)行管理軟件（TestStand™）等。其中，LabVIEW、TestStand更曾榮獲美國測量行業(yè)久負盛名的“年度最佳產品”大獎。為適應越來越廣泛和復雜的應用，NI的新產品層出不窮。僅在在模塊化I/O方面，NI已經達到了每2個工作日推出一款硬件產品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面。
　　
無所不在的應用
NI共提供1000多款軟硬件產品，應用遍布電子、機械、通信、汽車制造、生物、醫(yī)藥、化工、科研、教育等各個行業(yè)領域。從日本的Honda汽車測試、澳洲的心臟起搏器設計/驗證, 到英國電信電話線路性能測試，全世界數(shù)以萬計的工程師和科學家們都在使用NI的產品達到他們共同的目的——更快、更好、更省錢。目前，超過90%的全球500強制造型企業(yè)是NI虛擬儀器技術的用戶。

NI擁有龐大的用戶群體——在2004年度，全球就有超過25,000家公司從NI購買了產品。用戶的智慧結合NI先進、優(yōu)質的產品，造就了無數(shù)成功的測試測量方案。借助商業(yè)化的計算機平臺，用戶僅以傳統(tǒng)測試測量系統(tǒng)一半乃至十分之一的成本，便可獲得與之相同或更出色的功能。

由于測量測試應用非常廣泛，在NI的產品應用中，沒有一個行業(yè)的應用超過NI總收入的10%。這是NI在未來得以更廣闊發(fā)展的機會體現(xiàn)，也是NI規(guī)避行業(yè)風險的優(yōu)勢所在。


關于NI
創(chuàng)立于1976年的NI，總部位于美國Texas州，是一家測量行業(yè)的上市公司。經過近三十年的發(fā)展，NI已擁有3,500名雇員，其中工程師達到1,353人，他們分布于世界40個國家的50多個分公司和辦事處中。作為PC-BASED測量測試和自動化的領導企業(yè)，2004年全球應收達到5.14億美元。在中國，NI 2004年營收增長超過50%，成為NI全球區(qū)域增長的亮點。