物联网时代下,各行各业的设备越来越智能,智能设备越来越多,这些智能设备都需要更加智能的测试系统进行测试。这些测试系统不仅仅需要测试一些固定的功能,还需要测试更多自定义和自动化的功能。

一个看似简单的智能家庭控制设备Nest,需要测试的部件就包括了温湿度传感器、Wi-Fi系统、ZigBee系统、锂电池和电源管理、控制导航部件、微处理器等等。传统的台式仪器测试系统已经无法满足这样的自定义测试的需求。

2016062200001

NI全球市场高级副总裁Ajit Gokhale表示:“传统而言,仪器厂商会预先定义好需要测试的功能,客户只购买现成可用的仪器就可以完成测试和测量的任务。但是随着智能设备爆炸式的发展,对测试任务提出了前所未有的挑战。这些设备往往包含着多种传感器、不同的网络系统,同时需要进行大量的数据采集和分析等,这些变化都导致了传统的台式仪器不能适应。”

2016062200002

而在NI的PXI平台上只需要用到一个电源测试模块SMU,一个协议测试模块和一个多功能的动态采集即可满足测试需求,而这些智能测试设备都是物联网的一个重要基础。只有这种基于平台的解决方案才能适应物联网对测试、控制、互联以及数据分析的要求。 Intel在开发智能可穿戴设备时,需要把不同批次的芯片进行不同无线功能及混合信号功能的组合,所以需要有一个通用的测试平台能够测试这些不同协议组合的不同批次的产品,发现通过NI的软件组合(TestStand、 LabVIEW)再结合通用的PXI硬件平台,能很好的适应不同的混合信号和不同的无线信号的测试需求。 NI PXI平台和仪器研发副总裁Robert Canik表示:“和传统仪器相比,PXI平台具有较高的测量能力,低延迟和高带宽,软件灵活定义,集成定时和同步,高处理性能,尺寸、重量、功耗小,平台仪器齐全等优点;并且PXI平台可以作为整个系统的中心,连接已有的其他仪器,如LXI、VXI、USB、GPIB等,在最大可能减少系统瓶颈的前提下,保持已有设备投资。”

NI认为,自定义的测试就要求开放的、灵活的软件,模块化的硬件以及一个完整的富有活力生态环境,这样才能满足不断变化、越来越复杂的智能测试的需求。在PXI平台上通过软件把这些各种各样的测试功能做一个整合,可以以一个标准、开放的测试平台来应对各种各样的IoT或各种智能设备的测试。

在智能化的大环境下,自动化测试设备向着通用化、集成化更高的系统方向发展,使得综合化仪器的概念应用而生,在这样的应用环境下,测试设备不仅要保持通用性、集成化,还向着开放化、综合化方向不断演进,这也对自动化测试系统的架构也提出了不同的要求,相较于传统的以硬件为核心的架构,新的自动化测试系统越来越多的朝着软件定义的方向发展,所有的仪器功能都可以在软件中进行自定义开发,硬件平台则不断的朝着通用化的方向发展,软件也不断的朝着通用综合化方向演进。

2016062200003

NI为适应新挑战推出新品

为此,NI在近日宣布推出NI PXIe-4081 7 1/2位数字高性能万用表和1.8MS/s的隔离数字化仪。NI PXIe-4081是业界首台PXI Express数字万用表,为从消费电子产品行业到航空与国防等各行各业的工程师开发高难度应用所需的智能测试系统提供了出色的灵活性、分辨率和隔离性能。 NI PXIe-4081为直流电压测量提供了15ppm精度,校准后精度有效期长达两年。电压测量范围可从几纳伏到一千伏特,电阻测量范围从微欧姆到千兆欧姆。固态分流器配置提供了1µA~3A范围内的8个直流电流量程以及100 µA到3A范围内的6个交流均方根电流量程。此数字万用表仅占用一个3U PXI插槽,为高通道数系统提供理想的通道密度,在单个PXI机箱的4U机架空间内提供17个数字万用表通道。为了满足高处理能力应用的需求,隔离数字化仪模式能够以1.8 MS/s的最大采样率采集所有电压和电流量程内的直流耦合波形。 通过改变数字化仪的采样率,工程师们可以进行10位到23位的数字化仪分辨率调节, 以实现速度和精度的完美结合。

2016062200004

此外,NI还宣布推出了WLAN测量套件抢先体验版,以支持IEEE 802.11ax(草案0.1)高效率无线标准草案。WLAN测量套件结合了NI RF矢量信号收发仪(VST),帮助工程师在802.11物理层标准进行重大修改后仍能够有效地测量802.11ax设计的性能。

WLAN测量套件为研究人员、工程师和技术专家提供了强大且灵活的功能,帮助生成和分析802.11a/b/g/n/j/p/ac/ah/af等各种802.11波形。该测量套件专门针对802.11ax进行了更新,这些用户将可大幅加快其802.11ax设备的研发工作。 软件支持802.11ax的主要特性,包括更窄的子载波间距、1024-QAM和多用户正交频分多址接入 (OFDMA)。 更新后的测量套件还包含了LabVIEW系统设计软件范例代码,以帮助工程师更快速、更轻松地实现WLAN测量自动化。

值得一提的是,上个月,NI宣布推出了全球第一款用于毫米波(mmWave)的软件无线电(SDR)。全新的NI毫米波信号收发系统功能完备,能够以前所未有的2 GHz实时带宽发射和接收信号,覆盖71-76 GHz的E-band频谱。

NI 射频与无线通信市场开发经理姚远表示:“NI选择覆盖71-76 GHz的E-band频谱基于以下几点考量,首先目前最有可能用于5G的候选频率包括:28GHz、39 GHz和73 GHz,同时NI作为一个平台公司,势必要与领先的通信企业及研究机构合作,另外,因为E-band的大气损耗衰减仅为0.35db/Km,且能提供一个比较大的空口数据带宽资源,这对于我们的很多应用都非常有帮助,比如,基站业务回传等。另外71-76 GHz的E-band频谱的干扰较少,复杂度更小。总的来说,71-76 GHz的E-band频谱的优势较多,价格比较低甚至免费。” NI毫米波信号收发系统包含了全新的PXI Express模块,该模块包括全新的FPGA用户可自定制板卡,超宽带AD/DA板卡,中频变频及LO板卡等。借助前所未有的灵活性,用户可以使用同一个系统开发毫米波通信原型验证系统或进行毫米波信道测量——这些都是无线研究人员了解新频谱特性所需进行的工作。 该系统基带软件部分提供了一个完整的毫米波物理层,包括基于LabVIEW 源代码的信道编码,可加快系统开发速度,同时简化许多系统集成任务。研究人员还可结合E-band 毫米波前端或其他第三方RF前端配合使用该基带部分,以获得最大灵活性来探索其他毫米波和微波频段。 目前NI推出的覆盖71-76 GHz的E-band频谱毫米波(mmWave)的软件无线电(SDR)是第一款产品,未来还会有其他频段的产品出现。姚远表示:“基带是一样的,毫米波是可以选择的,这样的模块化系统可以最大程度的保证客户的投资回报比。”

2016062200005

NI一直强调原型系统的重要性。目前NI已与诺基亚进行了5G毫米波试验合作,通过使用NI原型硬件,诺基亚在今年初的MWC上展示了超过14Gbps的双向无线链路。Ajit Gokhale表示:“对于5G来说,原型系统的重要性不言而喻,在大规模的商用之前,很多厂商和研究机构都还处于原型的研究阶段,NI也与全球十多所大学就5G原型研究试验进行了合作,包括国内的东南大学和北京邮电大学等。”

PXI的未来会如何发展

以上的应对物联网时代下的测试测量挑战的解决方案都是基于PXI平台的,那PXI的未来会如何发展?

NI作为PXI平台的创立者和领导者,在PXI TAC大会上表示,现在PXI平台已经成为自动化测试的主流平台。来自业界知名咨询公司Frost&Sullivan的预测显示,到2021年,PXI平台作为整个仪器行业的主力增长力量,将会一直以超过15%的增长率增长下去。

NI在软硬件上都有了最新的突破。例如,在最新的5G技术里,灵活可自定义的PXI平台为无线电提供了非常好的解决方案,可以进行多个技术的验证:如毫米波、Massive MIMO等技术。客户可以通过软件进行高效整合,对这些非标准的协议进行高度的自定制,来完成未来的一些标准的协议的研究。在硬件模块上,NI也在不断突破,会把最新的技术都应用到PXI平台上,不断完善PXI平台。另外,NI每年会将16%的销售额都投入到研发,而且只投入在PXI平台上,进而保证PXI领域的领导者地位。

Robert Canik表示:“NI与全球顶尖的芯片公司(ADI、TI)等等都有着良好的战略合作关系,在新产品发布前,NI就将这些最新的芯片、最新的技术应用于PXI技术中。如何将这些最新的、高性能的硬件特性指标用软件体现出来,同时让客户可以很容易的通过软件去使用,这是个很大的挑战,也是NI持续在软件上大力投资的一个重要原因。”

20160630000123