虚拟仪器技术进步驱动测试技术的发展

4月，National Instruments在北京举行了媒体见面会，NI总部PR经理Rebecca Geier女士、NI模块化仪器经理Brian Anderson先生和NI中国技术市场经理朱君女士向记者介绍了虚拟仪器技术的发展趋势并带来了两款最新的产品。

虚拟仪器技术就是利用模块化硬件，结合灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。软件能帮助创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、减少开发时间，以及出色的集成这四大优势。

在朱君女士向记者展示的一张NI公司20年前制作的虚拟仪器技术发展趋势的幻灯片中，可以看出那时的预言己便成了今天的现实，并取得的很大的成绩。 虚拟仪器技术没有离开它的三大组成部分：1．高效的软件 2．模块化的I/O硬件 3．用于集成的软硬件平台。虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，在数据导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。工程师更是得益于NI软件的灵活性，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进您的整个系统。在利用最新科技的时候，可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。

在采访中，朱君女士回顾了为什么软件为中心的硬件是测试发展的趋势所在。说起测试，就首先要关注被测产品，其中最为显著的就是消费电子领域。现在基于软件的消费电子产品己越来越多的出现在我们的生活中了，象车载信息服务、硬盘音乐播放器、视频播放器、媒体中心、Internet 电冰箱、Internet 手表等，而另一方面，这些被测试产品的发展水平日趋提高，例如速度越来越快、体积越来越小、应用覆盖范围越来越广这些产品的面世无疑离不开测试技术，并要求测试测量也随之注重其软件上的发展。因此工程师们面临的主要挑战就是：测试不应成为设计过程中的瓶颈——测试系统应该具备足够的灵活性以满足不断增长的设计需求。这种灵活性主要来自于两方面：可以满足多种应用的高性能通用硬件，以及能够轻松配置硬件的高效软件。把这两部分结合起来，工程师们就能最快最好地发挥双方面的优势，并且完成自定义的测试测量系统，适应多样的需求。

例如NI最新发布的两款测试硬件就是典型的通用硬件产品：基于PXI平台、精度最高的数字万用表PXI-4071FlexDMM具有高达7 ½位分辨率，同时在使用带隔离的数字化仪模式时，FlexDMM能够在1.8 MS/s的最大采样率情况下，在所有电压和电流量程范围内进行连续波形采集。以及可变分辨率数字化仪PXI-5922：有别于传统测量设备对所有采样速率只有一种固定分辨率的情况，NI PXI-5922数字化仪使用NI FlexII ADC，具备了可变的分辨率，并能在15 MS/s 16位到500 kS/s 24位的范围内进行采样。在这两款硬件的基础上，通过强大的软件，如图形化开发环境LabVIEW，可以帮助工程师们实现最优化的测试测量解决方案。

此外，NI一直将先进的商用技术融入产品研发和生产，在采访中朱君女士着重强调了PCI Express 高速数据总线和FPGA可重构处理两项技术。

利用PC总线技术的发展，尤其是PCI Express，虚拟仪器系统可以快速地将数据流从测试设备传输到PC。比今天大部分虚拟仪器系统所普遍使用的PCI/PXI总线提高了40倍的带宽，将在未来的虚拟仪器系统中扮演重要角色。

另一方面，可配置重构技术也将对虚拟仪器的发展产生重要影响。过去FPGA（现场可编程门阵列）的编程需要经过专门的培训，且主要应用于设计过程，所以工程们很少利用到FPGA；而现在工程师们可以通过LabVIEW图形化方式编程FPGA，使之自动转换到C或VHDL代码，也就是说将FPGA从设计扩展到测试领域，通过LabVIEW这一工具让更多的工程师得益于原本“可望而不可即”的FPGA技术，帮助他们完成自定义的硬件系统来满足灵活性的需求。此外，NI还致力于开发特定的工具，例如全新的LabVIEW数字滤波设计工具包7.5版即可将设计好的数字滤波器通过LabVIEW FPGA直接下载到FPGA硬件，使工程师们轻松地完成一个特定的方案。

由此可见，得益于商业半导体技术的发展、软件简化了系统的复杂性、PC技术的发展，虚拟仪器技术已经成为了测试测量行业的主流技术，并有巨大的发展空间。作为虚拟仪器技术的发起人和倡导者，NI公司将会继续加大在研发上的投资和精力，推出更多的I/O模块，并不断升级其软件产品。