近年來(lái)電子技術(shù)創(chuàng)新突飛猛進(jìn)，各種新器件、新工藝、新材料等等推動(dòng)著消費(fèi)電子、汽車電子、智能醫(yī)療等領(lǐng)域的快速革新，反過(guò)來(lái)這些新興應(yīng)用進(jìn)一步加快了半導(dǎo)體技術(shù)的再創(chuàng)新。每個(gè)時(shí)代都有特定的時(shí)代標(biāo)志的產(chǎn)品，進(jìn)入到智能化設(shè)備時(shí)代，作為基礎(chǔ)和輔助的電子測(cè)試測(cè)量技術(shù)又會(huì)發(fā)生什么顛覆性的創(chuàng)新？下面我們一起從中國(guó)地區(qū)規(guī)模最大、最具影響力的NI PXI技術(shù)和應(yīng)用專業(yè)論壇上尋找答案。

　　在PXI TAC 上，NI 中國(guó)射頻與無(wú)線通信市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 姚遠(yuǎn) 先生圍繞無(wú)線技術(shù)的最新發(fā)展展開(kāi)討論，針對(duì)漸趨復(fù)雜的無(wú)線測(cè)試和不同無(wú)線設(shè)備的測(cè)試方案，深入探討了如何通過(guò) NI PXI測(cè)試策略的優(yōu)化來(lái)提升測(cè)試效率。

　　“從平板電腦、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備到各種智能移動(dòng)設(shè)備，科技正以前所未有的迅猛速度發(fā)展，智能聚合的時(shí)代正以新的思維推動(dòng)測(cè)試測(cè)量儀器的快速更迭。雖然傳統(tǒng)儀器也可以集成性能更好的組件，但是其更新速度慢于移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展速度。而NI 主推的模塊化PXI平臺(tái)，按需配置的高靈活性特征則可有效解決這一問(wèn)題，而且基于開(kāi)放的軟件平臺(tái)，相比傳統(tǒng)儀器更具優(yōu)勢(shì)和性價(jià)比，特別是在快速更新?lián)Q代的消費(fèi)電子領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯”。NI 中國(guó)射頻與無(wú)線通信市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 姚遠(yuǎn) 如是表述。

　　NI 中國(guó)射頻與無(wú)線通信市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 姚遠(yuǎn)

　　以 NI PXI 方案應(yīng)對(duì)射頻測(cè)試難點(diǎn)

　　如今，小型手持通信設(shè)備設(shè)計(jì)面臨的主要挑戰(zhàn)是，如何適應(yīng)多種移動(dòng)通信模式和頻帶的并存以及適用于小型手持設(shè)備的無(wú)線應(yīng)用程序。為解決這一挑戰(zhàn)，許多國(guó)際原廠諸如高通、博通等都推出了聚合型的射頻基帶芯片，在單一設(shè)備上集成多種無(wú)線協(xié)議是非常明顯的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。集成度趨高的射頻前端器件產(chǎn)品導(dǎo)致了待測(cè)設(shè)備復(fù)雜度不斷提升，對(duì)應(yīng)的測(cè)試復(fù)雜度也不斷提升，這對(duì)測(cè)試儀器提出了新的挑戰(zhàn)。

　　特別是隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議越來(lái)越多元化，設(shè)備復(fù)雜度與日俱增。像WLAN，從最早的 802.11 標(biāo)準(zhǔn)演化出 802.11 a / b / g / n，再到現(xiàn)在的802.11ac標(biāo)準(zhǔn)，只經(jīng)歷了短短數(shù)年時(shí)間。通信技術(shù)的快速革新同樣對(duì)測(cè)試系統(tǒng)提出了更高的要求。

　　NI中國(guó)射頻與無(wú)線通信市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 姚遠(yuǎn)強(qiáng)調(diào)，單一設(shè)備上集成多種無(wú)線協(xié)議是產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。

　　姚遠(yuǎn)先生表示，工程師們正面臨著不斷提升的各種測(cè)試需求，搭建一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)來(lái)解決當(dāng)今的測(cè)試挑戰(zhàn)已不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)。相反，這需要對(duì)擴(kuò)展測(cè)試需求的合理評(píng)估以及一個(gè)有效的測(cè)試架構(gòu)，以便長(zhǎng)期使用。尤其是消費(fèi)電子產(chǎn)品具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)和較快的創(chuàng)新周期，測(cè)試這些消費(fèi)電子產(chǎn)品的儀器系統(tǒng)在持續(xù)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)的同時(shí)還必須要維持較低的成本。因此選擇一個(gè)合適的測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)，成為測(cè)試工程師們至關(guān)重要的任務(wù)。

　　NI為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)和趨勢(shì)對(duì)儀器進(jìn)行了的全新定義，PXI平臺(tái)作為在工業(yè)制造和測(cè)試、國(guó)防和航空航天、射頻測(cè)試、實(shí)時(shí)仿真測(cè)試，嵌入式系統(tǒng)、機(jī)器監(jiān)測(cè)等行業(yè) 和應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可的自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量平臺(tái)，不僅能夠滿足工程師們的更高靈活性、更高性能、更低成本的需求，其以軟件為核心的模塊化的結(jié)構(gòu)，帶來(lái)更多傳統(tǒng)儀器所不具備的優(yōu)勢(shì)與性能。

　　而且成本也是考量測(cè)試儀器的重要因素，對(duì)此，姚遠(yuǎn)先生表示，無(wú)論是在公司、工廠、還是大學(xué)、科研單位，標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)測(cè)試測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)通常包括信號(hào)示波器，數(shù)字萬(wàn)用表，可變成電流電源，函數(shù)發(fā)生器等。組建這樣一套儀器設(shè)備費(fèi)用是一筆不小的費(fèi)用。同時(shí)，這樣的實(shí)驗(yàn)臺(tái)也有一定的局限性，占據(jù)很大的桌面或臺(tái)面空間，儀器的界面不統(tǒng)一，需要分別操作，使用煩瑣，對(duì)測(cè)試工程師的要求也很高，而且不能做到與時(shí)俱進(jìn)，不能滿足技術(shù)的更新要求。

　　姚遠(yuǎn)先生強(qiáng)調(diào)，開(kāi)放軟件平臺(tái)和模塊化設(shè)備是 NI PXI 方案的兩大主要優(yōu)勢(shì)，可以非常方便的更改儀器的配置，而且自動(dòng)化程度高、集成度高，將多功能儀器整合為一體化平臺(tái)，節(jié)省采購(gòu)成本，而采用非信令的測(cè)試方式保障了測(cè)試精度與速度，這些優(yōu)勢(shì)都能夠有效幫助廠商應(yīng)對(duì)射頻測(cè)試的新挑戰(zhàn)。

　　而且，PXI技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)經(jīng)過(guò)17年的發(fā)展已經(jīng)成為自動(dòng)化測(cè)試和控制的主流平臺(tái)。在中國(guó)，伴隨著10年來(lái)PXI TAC的成功舉辦，PXI技術(shù)已經(jīng)廣泛被測(cè)試測(cè)量界的工程師所接受，也幫助中國(guó)的客戶成功面對(duì)了許多應(yīng)用挑戰(zhàn)。利用NI軟件定義的PXI測(cè)試設(shè)備，不僅可以在同一平臺(tái)上進(jìn)行多種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，還可以幫助客戶測(cè)試下一代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是VST還是其他的射頻儀器，NI都在為客戶提供軟件定義的測(cè)試儀器，在NI軟件功能所支持頻段范圍內(nèi)的任何一個(gè)頻點(diǎn)上，測(cè)試廠商都可以做所需要的測(cè)試。

　　FPGA 等新技術(shù)強(qiáng)力助推

　　新時(shí)代的工程師對(duì)于科技充滿好奇。他們面對(duì)變化并且迅速適應(yīng)新技術(shù)，因?yàn)樗麄兩钪O新技術(shù)帶來(lái)的好處。他們?nèi)粘Ｋ褂玫南M(fèi)電子產(chǎn)品的創(chuàng)新速度已經(jīng)超過(guò)他們所使用的專業(yè)儀器。事實(shí)上，臺(tái)式測(cè)試測(cè)量?jī)x器的外形多年來(lái)一直沒(méi)有太大的變化。主要的部件——顯示屏、處理器、內(nèi)存、測(cè)量系統(tǒng)和旋鈕/按鈕均集成到一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的設(shè)備中。在儀器發(fā)展成熟的當(dāng)代，新時(shí)代工程師自然也希望新技術(shù)能應(yīng)用于專業(yè)的儀器中，例如集成觸摸屏、移動(dòng)設(shè)備、云連接以及智能預(yù)測(cè)等多種功能，提供比以往任何時(shí)代更為顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。有哪些成熟的技術(shù)可以應(yīng)用在測(cè)試測(cè)量?jī)x器上呢？

　　姚遠(yuǎn)先生表示，NI在這方面一直走在行業(yè)前列，多年一直致力于深挖新技術(shù)，并將之與測(cè)試設(shè)備進(jìn)行整合，特別是PXI 平臺(tái)非常適合整合這些新技術(shù)，諸如圖形化多核編程技術(shù)、異構(gòu)計(jì)算技術(shù)、零中頻技術(shù)、基于信號(hào)與時(shí)間的同步技術(shù)、可重配置IO、Peer-to-Peer 技術(shù) 、 Source Adapt技術(shù)等。特別值得一提的是NI矢量信號(hào)收發(fā)儀（VST）將矢量信號(hào)分析儀、矢量信號(hào)發(fā)生器與用戶可編程的FPGA相結(jié)合，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)處理和控制。基于NI LabVIEW RIO架構(gòu)，包括靈活的編程和尖端的射頻硬件，能夠滿足最具挑戰(zhàn)性的射頻應(yīng)用。

　　NI矢量信號(hào)收發(fā)儀（VST）優(yōu)勢(shì)對(duì)比

　　對(duì)于FPGA而言，NI采用的是全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案供應(yīng)商Xilinx的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，將其開(kāi)發(fā)尖端的FPGA技術(shù)應(yīng)用于一系列硬件平臺(tái)。而且NI 支持LabVIEW編程，不需要使用VHDL或Verilog來(lái)編程，這可以極大的減輕測(cè)試工程師的壓力，提升測(cè)試速度。LabVIEW也能夠更清晰地表現(xiàn)并行架構(gòu)和數(shù)據(jù)流，比同類工具更易于搭建和運(yùn)行。甚至可以說(shuō)NI LabVIEW軟件的出現(xiàn)改變了FPGA編程的規(guī)則，產(chǎn)生了將圖形化程序框圖轉(zhuǎn)換為數(shù)字硬件電路的新技術(shù)。NI LabVIEW FPGA模塊將LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)擴(kuò)展到基于NI可重配置I/O（reconfigurable I/O， RIO）架構(gòu)的硬件平臺(tái)上的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）。 所有NI FPGA硬件產(chǎn)品都是搭建在可重配置I/O架構(gòu)上，配備了強(qiáng)大的浮點(diǎn)處理器、可重配置FPGA和模塊化I/O。 NI RIO硬件與 LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合，簡(jiǎn)化了高級(jí)控制、監(jiān)測(cè)和測(cè)試應(yīng)用的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，縮短了上市時(shí)間。

　　姚遠(yuǎn)先生的總結(jié)是這樣表述的：“PXI 平臺(tái)利用摩爾定律，融合了最前沿的科技，能夠快速應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)新趨勢(shì)，高效滿足測(cè)試廠商的需求。”

　　4G萬(wàn)事俱備 5G 積極布局

　　對(duì)于4G 姚遠(yuǎn)先生表示，隨著4G牌照的正式發(fā)放，4G時(shí)代已經(jīng)正式來(lái)臨，NI非常看好中國(guó)LTE測(cè)試市場(chǎng)，5年前就開(kāi)始積極布局，并有針對(duì)性的推出一系列的解決方案，早在2009年，NI就已經(jīng)開(kāi)始利用PXI平臺(tái)針對(duì)LTE-FDD進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在2010年12月5日LTE-FDD正式商用之前已經(jīng)推出相關(guān)測(cè)試方案。應(yīng)對(duì)4G 浪潮的來(lái)襲NI 可以說(shuō)早已經(jīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)了。

　　NI為市場(chǎng)提供了LTE-TDD和LTE-FDD的測(cè)試方案，不止包括了通訊協(xié)議的測(cè)試，也可以進(jìn)行射頻功放（PA）的測(cè)試。今年3月NI全新發(fā)布了升級(jí)版的矢量信號(hào)收發(fā)儀，其帶寬可以達(dá)到200MHz，這類儀器屬于一類全新的儀器，即軟件完全自定義儀器，不僅具備快速的測(cè)量速度和小巧的生產(chǎn)測(cè)試儀器組成結(jié)構(gòu)，同時(shí)還擁有研發(fā)級(jí)箱型儀器的靈活性和高性能，可以全面支持LTE的相關(guān)測(cè)試。

　　對(duì)于5G NI 也正積極布局，比如與諾基亞攜手，致力于第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)相關(guān)的深入研究——超過(guò)10 Gbps的峰值數(shù)據(jù)速率，以及超過(guò)100 Mbps的小區(qū)邊緣比特率。NI與德累斯頓工業(yè)大學(xué)（TU Dresden）聯(lián)合研究5G技術(shù)，通過(guò)模塊化的NI PXI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)OFDM原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，研究人員只需對(duì)代碼進(jìn)行少許修改，即可擴(kuò)展到復(fù)雜的MIMO配置。NI還與上海無(wú)線通信研究中心合作建立“WiCO-NI 無(wú)線通信聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，共同致力于5G 通信系統(tǒng)的新技術(shù)研究，這也是NI 在中國(guó)的第一家致力于5G 關(guān)鍵技術(shù)研究的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。

　　NI 推出的用于5G的新一代無(wú)線原型制作平臺(tái)USRP RIO，搭載NI LabVIEW RIO 架構(gòu)，結(jié)合了開(kāi)放式LabVIEW 可程序化的FPGA 架構(gòu)，以及高性能的2 x 2 多輸入/多輸出（MIMO）RF 收發(fā)器，可接收或傳輸DC ~ 6 GHz 的信號(hào)，有助于快速制作高性能、多信道的無(wú)線通信系統(tǒng)原型。USRP RIO 適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域，包含5G 無(wú)線通信研究、主動(dòng)式/被動(dòng)式雷達(dá)開(kāi)發(fā)與探索、通信信息、連接式智能型裝置等豐富項(xiàng)目。

　　姚遠(yuǎn)先生最后強(qiáng)調(diào)“開(kāi)展5G研究，能夠推動(dòng)寬帶移動(dòng)通信技術(shù)持續(xù)演進(jìn)，而基于LabVIEW與PXI的軟件定義平臺(tái)是研究和原型設(shè)計(jì)諸如5G等標(biāo)準(zhǔn)的理想之選。”

　　關(guān)于NI

　　從1976年開(kāi)始，美國(guó)國(guó)家儀器 （www.ni.com） 就為工程師和科學(xué)家提供各種工具來(lái)加速生產(chǎn)、創(chuàng)新和探索。NI的圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法為工程界提供了一個(gè)將軟硬件結(jié)合在一起的平臺(tái)，有助于加速測(cè)量和控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程。公司的長(zhǎng)期愿景和通過(guò)技術(shù)提高社會(huì)發(fā)展水平的理念為客戶、員工、供應(yīng)商和股東的成功提供支持。

　　姚遠(yuǎn)先生簡(jiǎn)介：

　　姚遠(yuǎn)先生目前擔(dān)任美國(guó)國(guó)家儀器中國(guó)地區(qū)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理，負(fù)責(zé)NI射頻與無(wú)線通信產(chǎn)品及方案在中國(guó)區(qū)重要行業(yè)的市場(chǎng)推廣與合作等工作。此前，姚遠(yuǎn)先生曾在NI公司擔(dān)任應(yīng)用工程師，系統(tǒng)工程師，技術(shù)市場(chǎng)工程師等職務(wù)，在測(cè)試測(cè)量與自動(dòng)化領(lǐng)域具有多年的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。姚遠(yuǎn)先生畢業(yè)于上海交通大學(xué)，獲碩士學(xué)位。