NI年度巨獻：圖形化系統(tǒng)設(shè)計軟硬件加速物聯(lián)網(wǎng)落地

 美國國家儀器公司(NI)一年一度的圖形化系統(tǒng)設(shè)計大會近日在上海國際會議中心召開。今年的主題是：You and NI Will，共創(chuàng)物聯(lián)時代。作為測試測量領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)之一，NI是如何來通過圖形化系統(tǒng)設(shè)計的軟件和硬件幫助實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)落地的呢?

RIO架構(gòu)應(yīng)對無限數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

FPGA+CPU加快物理世界與云端數(shù)據(jù)連接

在物聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)就像金子一樣具有價值。許多人都斷言說，誰掌握了數(shù)據(jù)，誰就把握住了時代的命脈。然而這些數(shù)據(jù)是無限的，所以掌握這些無限數(shù)據(jù)是一個不小的挑戰(zhàn)。據(jù)NI全球嵌入式市場產(chǎn)品總監(jiān)James Smith說，數(shù)據(jù)連接方式的轉(zhuǎn)變是重中之重，而數(shù)據(jù)連接方式的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于傳輸?shù)耐ǖ罃?shù)。在智能測量、智能測試系統(tǒng)、智能電網(wǎng)、智能機器以及智能發(fā)電領(lǐng)域中存在著成千上萬的傳感器，這些傳感器會將收集到的模擬信號，傳送給后端的計算單元，計算單元需要對這些大量模擬數(shù)據(jù)進行處理變成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后上傳到云端。經(jīng)過云端的大數(shù)據(jù)分析之后，才會得出有價值的反饋建議。在這樣一個閉環(huán)中，如何快速處理大數(shù)據(jù)是IoT落地的一個首要難題。英特爾收購Altera就是為了借助ALtera的FPGA芯片來加強自己在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理能力。而對于測試測量領(lǐng)域而言，這種FPGA+CPU的方式同樣適用。NI將其命名為RIO架構(gòu)，即基于LabVIEW可重配置I/O架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高速度更高精度數(shù)據(jù)采集處理。這是NI針對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推出的新一代控制系統(tǒng)，包括三個全新的控制器：CompactRIO、FlexRIO和Single-Board RIO。CompactRIO適用于需要系統(tǒng)堅固可靠、環(huán)境嚴苛的工業(yè)領(lǐng)域，控制器內(nèi)部采用了Intel Atom四核處理器和Xilinx的Kintex-7 FPGA;FlexRIO適用于高性能嵌入式應(yīng)用設(shè)計，采用雙核ARM處理器+Xilinx Kintex-7 FPGA;Sigle-Board RIO適用于靈活的嵌入式應(yīng)用，采用雙核ARM+Xilnx Artix-7 FPGA的設(shè)計?？梢奟IO架構(gòu)的全新控制器分別融入了Xilinx的最新FPGA，可以輕松應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)時代大數(shù)據(jù)處理的需求。據(jù)NI 中國區(qū)市場經(jīng)理 湯敏女士介紹，使用FPGA可以實現(xiàn)微秒級別的控制循環(huán)，保證了測量的實時性，這對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來說至關(guān)重要。

NI幫助解決物聯(lián)網(wǎng)時代大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

捷豹路虎是英國知名的汽車生產(chǎn)廠商，它們每天都會產(chǎn)生500GB的測試數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的利用率非常地低，只有10%的采集數(shù)據(jù)得到了分析。在未使用智能的測量設(shè)備之前，它們的數(shù)據(jù)利用率只有5%。后來捷豹路虎采用了NI的CompactRIO平臺來進行數(shù)據(jù)采集測量，通過閉環(huán)控制、真實的激勵信號仿真和大型物理測量，捷豹路虎成功地將采集數(shù)據(jù)利用率提高到了95%，這大大地提高了捷豹路虎的檢測水平，縮短了產(chǎn)品的上市時間。這個例子充分說明了NI RIO架構(gòu)平臺的優(yōu)勢：分布式平臺的可拓展性、廣泛的測量I/O、一流的定時同步和開放式軟件平臺。

模塊化產(chǎn)品優(yōu)勢保持

模塊化測試平臺因為靈活、利用率高和傳輸速率快等諸多優(yōu)點而成為測試儀器的主流趨勢。不少廠商都發(fā)布了眾多模塊化測試產(chǎn)品,其中最為廣泛的就是PXI產(chǎn)品。作為協(xié)議的制定者，NI一直在PXI儀器方面優(yōu)勢明顯。而在2105年，NI也繼續(xù)保持這一優(yōu)勢，推出了無線測試系統(tǒng)(WTS)。WTS是NI基于PXI硬件和LabVIEW以及TestStand開發(fā)的最新系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)等大趨勢將驅(qū)動更多的設(shè)備融合射頻和傳感器功能，因此WTS的市場前景十分廣闊。除此之外，NI的STS半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中也使用了NI的PXI模塊化儀器，與傳統(tǒng)的ATE系統(tǒng)比較，STS的成本將會更低，這得益于PXI儀器的靈活配置和開放式結(jié)構(gòu)。

PXI產(chǎn)品保持技術(shù)領(lǐng)先

尤其是在5G測試領(lǐng)域，PXI儀器占據(jù)著主要地位。這主要是因為5G測試的天線數(shù)很多，因此測試通道數(shù)也很多，使用PXI模塊化儀表能夠更小的體積內(nèi)實現(xiàn)更多通道測試。另外，據(jù)湯敏介紹，5G技術(shù)的未來存在多種可能，因此需要靈活的，能夠適用多種可能的測試平臺。

LabVIEW2015創(chuàng)造無極限

作為一場圖形化設(shè)計大會，LabVIEW自然是重頭戲。LabVIEW2015的最主要特點就是全新的LabVIEW RIO架構(gòu)的支持。開發(fā)人員使用LabVIEW2015能夠更快編寫代碼，實現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)和測試。這不僅僅得益于軟件速度的提升，還因為LabVIEW推出了多個針對特定應(yīng)用的套件。例如專門針對通信的LabVIEW通信系統(tǒng)測試套件;使用此套件能夠更快地實現(xiàn)5G測試。

LabVIEW工具包網(wǎng)絡(luò)展示墻

LabVIEW的工具包網(wǎng)絡(luò)也越來越強大，任何開發(fā)者都可以將自己開發(fā)的工具包放到其中。目前工具包中已經(jīng)有超過250件付費和免費的工具包，下載量超過3,000,000。就像蘋果的APP ATORE之于IOS一樣，NI的工具包網(wǎng)絡(luò)能夠借助廣大開發(fā)者的力量使LabVIEW變得更為強大。如上圖中NI現(xiàn)場展示的nao機器人，就是借助LabVIEW的工具包設(shè)計的。

左至右依次：NI中國產(chǎn)品市場主管 劉旭陽；NI中國市場經(jīng)理 湯敏；NI亞太區(qū)副總裁Chandran Nair；NI全球嵌入式市場產(chǎn)品總監(jiān)James Smith；NI中國嵌入式市場經(jīng)理 崔鵬

圖形化系統(tǒng)設(shè)計是NI的核心，LabVIEW與硬件測試產(chǎn)品的結(jié)合使得NI在測試測量領(lǐng)域所向睥睨。NI也將繼續(xù)把圖形化系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)勢發(fā)揚光大，加速實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)落地。