作為測(cè)試,、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，PXI正在以年復(fù)合增長(zhǎng)率17.6%的速度在多個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用,。而深受行業(yè)廠商及工程師歡迎的年度技術(shù)盛會(huì) PXI技術(shù)和應(yīng)用論壇（PXI Technology and Application Conference,，簡(jiǎn)稱PXI TAC）于2010年5月28日在深圳隆重召開(kāi)。此次會(huì)議由NI主辦,，8家國(guó)內(nèi)外知名PXI供應(yīng)商共同參與,，包括Aroflex、凌華等5家PXISA聯(lián)盟成員,，2家系統(tǒng)聯(lián)盟商和1家國(guó)內(nèi)自主研發(fā)單位,。各廠商在會(huì)場(chǎng)設(shè)置展臺(tái),，向前來(lái)的400多位工程師展示了最新PXI產(chǎn)品、技術(shù)及應(yīng)用方案,。作為PXI技術(shù)的發(fā)起者以及PXI系統(tǒng)聯(lián)盟發(fā)起成員之一,，NI公司在主題演講中為大家介紹了未來(lái)自動(dòng)化測(cè)試的一些關(guān)鍵技術(shù)和方法，深受現(xiàn)場(chǎng)工程師的歡迎,。
飛速發(fā)展的PXI平臺(tái)
在主題演講上,，NI研發(fā)部副總裁Robert Canik向大家報(bào)告了PXI平臺(tái)的發(fā)展歷程及最新技術(shù)進(jìn)展。
作為PXI最初協(xié)議的撰寫(xiě)隊(duì)伍領(lǐng)導(dǎo)者,，Robert Canik對(duì)PXI 12年來(lái)的發(fā)展歷歷在目,。正是由于PXI的開(kāi)放式架構(gòu)，基于PC技術(shù),，以及超強(qiáng)的兼容性,，使得PXI繼往開(kāi)來(lái)，不斷融入新技術(shù),，成為目前自動(dòng)化測(cè)試與控制的主流平臺(tái),。Robert Canik透露，到目前為止,，已發(fā)布的PXI系統(tǒng)超過(guò)100000套,，模塊數(shù)量達(dá)到600000多個(gè)。
同時(shí),，PXI平臺(tái)還在不斷融入新的技術(shù)：PXI Express,、FPGA、PXImc……
PXI在中國(guó)的發(fā)展也有目共睹,。作為PXI TAC大會(huì)的發(fā)起人,，NI中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)理朱君女士深有感觸，她回顧了PXI TAC在中國(guó)7年來(lái)的發(fā)展歷程,。如果2004年首屆PXI TAC在北京召開(kāi),，是讓行業(yè)與PXI技術(shù)接軌，那么今天,，PXI的應(yīng)用已經(jīng)在中國(guó)遍地開(kāi)花,，國(guó)內(nèi)已培育出多家具有自主研發(fā)PXI產(chǎn)品能力的廠商。
未來(lái)自動(dòng)化測(cè)試的技術(shù)趨勢(shì)
隨著行業(yè)及技術(shù)的飛速發(fā)展,，擺在測(cè)試工程師和管理人員面前的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是如何跟上行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),。要掌握測(cè)試行業(yè)的所有關(guān)鍵技術(shù)和最新技術(shù)，是一件非常困難的事情,。而NI公司憑借自己在自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),，以及多年來(lái)與多個(gè)領(lǐng)域公司的業(yè)務(wù)合作，推出了《自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)展望2010》報(bào)告,，討論了采用標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu),、多通道RF測(cè)試,、Peer-to-Peer高速傳輸與計(jì)算、實(shí)時(shí)測(cè)試,、可重復(fù)配置的儀器這五大影響未來(lái)測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和方法,，以幫助工程師和管理人員更好地做出決策（見(jiàn)圖1）。
圖1 未來(lái)自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)
NI工程師徐征在主題演講中,，對(duì)這些技術(shù)趨勢(shì)作了詳細(xì)闡述,。
1 采用標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)
實(shí)踐證明，采用標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu),，開(kāi)發(fā)一套通用的測(cè)試平臺(tái)可以有效降低測(cè)試成本,，同時(shí)具有可復(fù)用、減少額外開(kāi)支等優(yōu)勢(shì),。關(guān)鍵是如何選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu),，如何以合適的程度實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化——如果完全標(biāo)準(zhǔn)化，則系統(tǒng)將失去靈活性,；如果完全自定義,，則測(cè)試組件很難再重復(fù)投入。
而以軟件為中心的模塊化架構(gòu)則為工程師提供了一個(gè)合適的標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu),，它具有更高的靈活性,、更短的開(kāi)發(fā)時(shí)間、更小的物理體積,、更低的總成本,、易于升級(jí)維護(hù)、更長(zhǎng)的系統(tǒng)壽命等優(yōu)點(diǎn),。要構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu),，包括標(biāo)準(zhǔn)化硬件和標(biāo)準(zhǔn)化軟件兩方面，以軟件為核心的模塊化系統(tǒng)主要包括五層架構(gòu)（見(jiàn)圖2）,。
圖2 以軟件為核心的模塊化系統(tǒng)五層架構(gòu)
其中,，PXI平臺(tái)無(wú)疑是合適的標(biāo)準(zhǔn)化核心硬件平臺(tái)，它緊跟PCI/PCI Express總線的發(fā)展,，作為混合總線系統(tǒng)的核心,，PXI/PXI Express具有目前最快的速度和最低的延時(shí)，可以兼容不同接口的儀器,。PXI平臺(tái)可集成多種模塊化儀器的測(cè)量功能,，支持多種第三方模塊和設(shè)備。而且,，隨著PXI聯(lián)盟成員的不斷增多，目前,，來(lái)自全世界70多家廠商可提供超過(guò)1500種I/O或其他PXI模塊,，豐富的產(chǎn)品可以幫助工程師選擇合適的模塊搭建自己的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試架構(gòu),。
而在構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化軟件架構(gòu)方面，NI TestStand測(cè)試管理軟件可以直接用于構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化通用架構(gòu),，而LabVIEW是一款非常適合測(cè)試測(cè)量應(yīng)用的測(cè)試開(kāi)發(fā)軟件,。
事實(shí)證明，采用標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)已經(jīng)為企業(yè)帶來(lái)看得見(jiàn)的實(shí)惠,，像安森美,、霍尼韋爾、HELLA等公司已采用基于模塊化的標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)建立測(cè)試系統(tǒng),，投入使用,。
2 多通道RF測(cè)試
如今的電子產(chǎn)品常常在一個(gè)設(shè)備中集成多種無(wú)線協(xié)議功能，另外,，像基于MIMO技術(shù)的WLAN 802.11n,、WiMAX、LTE測(cè)試等無(wú)線應(yīng)用都需要多通道RF技術(shù),。多通道RF測(cè)試在未來(lái)將是無(wú)線通信領(lǐng)域工程師面臨的一個(gè)挑戰(zhàn),。軟件定義的模塊化 RF應(yīng)用平臺(tái)可以滿足這種多通道RF測(cè)試的發(fā)展要求，“軟件定義”的靈活性可以滿足多種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的RF測(cè)試,，跟上未來(lái)新型無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的要求,。
圖3 Peer-to-Peer通信擴(kuò)展了系統(tǒng)的帶寬
3 Peer-to-Peer高速傳輸與計(jì)算
隨著測(cè)試需求的日益復(fù)雜和數(shù)據(jù)量的指數(shù)態(tài)增長(zhǎng)，自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)需要的不僅僅是“更快”,，還需要變得更加“聰明”,。Peer-to-peer計(jì)算是基于分布式架構(gòu)，將任務(wù)和資源分配到多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理的一種技術(shù),。這與由一個(gè)中央樞紐負(fù)責(zé)全部數(shù)據(jù)傳輸和處理等任務(wù)的傳統(tǒng)設(shè)備形成了鮮明的對(duì)比,。在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，peer-to- peer計(jì)算可以將多個(gè)儀器采集到的數(shù)據(jù)直接流盤(pán)到系統(tǒng)中可用的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）中迚行實(shí)時(shí)板載信號(hào)處理,，系統(tǒng)中的其他部分則可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析處理或更高級(jí)的運(yùn)算,。使用基于PXI Express的peer-to-peer數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以將采集到的射頻信號(hào)直接傳輸?shù)絇XI Express FPGA模塊中進(jìn)行處理,，大大提高了處理速度,。
4 實(shí)時(shí)測(cè)試
當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的一部分運(yùn)行在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上時(shí)，就是我們所說(shuō)的實(shí)時(shí)測(cè)試,。實(shí)時(shí)測(cè)試提高了測(cè)試的穩(wěn)定性和可靠性,。在設(shè)計(jì)與測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是重復(fù)使用設(shè)計(jì)與測(cè)試工具、模型,，以及開(kāi)發(fā)過(guò)程中先前的仿真數(shù)據(jù),。而且，當(dāng)設(shè)計(jì)與測(cè)試工程師在開(kāi)發(fā)過(guò)程中主動(dòng)地重復(fù)利用模型時(shí)，工程師們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)增加測(cè)試流程中的重用性來(lái)達(dá)到顯著的效率提升,。實(shí)時(shí)測(cè)試軟件就提供了這種重復(fù)使用測(cè)試任務(wù)的能力,，包括激勵(lì)模型，測(cè)試順序,，分析程序以及需求跟蹤,，貫穿整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程。
5 可重復(fù)配置的儀器
FPGA引入到PXI平臺(tái),，給PXI系統(tǒng)帶來(lái)了硬件級(jí)的自定義特性,，進(jìn)一步提高了性能和靈活性。未來(lái),，基于 FPGA的可重復(fù)配置的儀器系統(tǒng)將在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用,。目前，NI已提供一系列基于FPGA的可重復(fù)配置I/O,，并且推出了LabVIEW FPGA版本,，幫助工程師簡(jiǎn)化FPGA的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。
PXI在多領(lǐng)域的應(yīng)用
主題演講結(jié)束后,，惠州金山電子有限公司的工程部經(jīng)理陽(yáng)靖介紹了他們自主研發(fā)的基于PXI的音頻測(cè)試系統(tǒng),。惠州金山電子有限公司以生產(chǎn)高保真的家用,、車(chē)載及專業(yè)音響產(chǎn)品著稱,。他們基于模塊化架構(gòu)搭建的音頻測(cè)試系統(tǒng)采用了NI的PXI-4071、PXI 4461模塊,，使用LabVIEW分析測(cè)量結(jié)果,。相比以前測(cè)試需要分析儀、電平儀,、示波器等儀器,，現(xiàn)在通過(guò)一臺(tái)PXI即可實(shí)現(xiàn)。新系統(tǒng)大大提高了測(cè)試速度,、準(zhǔn)確性,，而自定義用戶界面降低了對(duì)操作員專業(yè)知識(shí)的要求。
如今,，PXI已經(jīng)廣范應(yīng)用在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)展示及下午的分會(huì)場(chǎng)技術(shù)講座為大家介紹了這方面的案例。例如,，“基于可互換儀器架構(gòu)的PXI 總線高精度測(cè)試系統(tǒng)解決方案”（航天測(cè)控公司）,、“從模擬視頻到3D數(shù)字視頻——全方位的視頻測(cè)試解決方案”（NI公司）、“利用PXI對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試”（Pickering公司）等,。
后記
筆者曾多次參加PXI技術(shù)研討會(huì),，但去深圳參加PXI TAC還是第一次。因?yàn)椋∠笾?，深圳更多的是生產(chǎn)基地,，尤其是消費(fèi)電子。同去的一位同行也頗認(rèn)同,，他們前不久在深圳參加的某電子展上的某個(gè)電子測(cè)試峰會(huì)，聽(tīng)眾甚是寥寥,，因此,，會(huì)議開(kāi)始前，筆者曾一度擔(dān)心是否有足夠多的聽(tīng)眾,。等看到將近400個(gè)座位的主會(huì)場(chǎng)仍然有人站著聽(tīng)會(huì)時(shí),，筆者真切感受到了工程師對(duì) PXI的熱情。也許,，PXI TAC這種可全方位提供PXI產(chǎn)品,、技術(shù)、解決方案,，并且可以面對(duì)面交流的方式是工程師真正想要的吧,。讓我們期待明年的PXI TAC！