2014年,5月27日,第十一届PXI技术和应用论坛(2014 PXI
TAC)在上海拉开帷幕。中国自动化网(ca800.com)作为中国工业控制及自动化领域的领先媒体,也应邀出席了此次极其重要的盛会。
自从NI于1997年提出PXI标准以来,PXI技术以惊人的速度在测试和控制应用领域得到广泛认可接受,经过17年的发展,现在PXI平台已经成为自动化测试和控制的主流平台。在中国,伴随着10年PXI
TAC的成功举办,PXI技术平台已经广泛被测试测量界的工程师所接受,PXI技术也帮助中国的客户成功面对了许多应用挑战。现在,PXI
TAC这一活动已经成为了自动化测控领域工程师交流的第一平台。
在本年度PXI技术与应用论坛的主题演讲中,NI邀请到三位重量级嘉宾:NI核心PXI和分布式控制研发部副总裁Robert
Canik;NI中国平台市场经理方慧敏;NI中国市场部经理徐赟,为大家介绍PXI最新的技术发展以及应用案例,帮助与会者全面了解模块化的架构、开放的软件和完整的生态系统给带来的优势。?
1. 测试测量和控制正在向软件为中心改变
现在我们身边的设备的复杂度正在不段的提高,约十年以前,手机只有简单的通信功能,而现在的手机却集成了相机,时钟,游戏,上网等非常多的功能。与此一同变化的是,我们需要测试的功能也越来越复杂,如通信功能、麦克风、高速总线、音频功能等。我们身边的设备现在集成的功能多种多样,传统的计算器、相机、指南针、收音机等等硬件设备已经越来越多的在一台通用的电脑或手机上出现。这其实是一个重要的发展趋势:在通用的硬件平台上基于软件实现不同功能。同样,测试测量和控制相关的仪器也开始了基于软件为中心的转型,PXI平台基于模块化的硬件构成,并由软件对模块化的仪器进行自由定义,是业界领先的用于测试测量和控制的平台。模块化的PXI平台相对于传统的软件平台有着明显的好处:测试速度快、自动化程度高;灵活性高、可自定制,保持已有投资,降低总体成本。
PXI由四部分组成,即PXI控制器,PXI机箱,模块化仪器以及软件。PXI作为一个模块化平台可以非常好的利用商业现成可用(COTS)技术的发展,为工程师和科研人员带来更加高效的平台化工具。
2. PXI平台集成最新技术
在半导体技术随着摩尔定律不断发展的今天,我们身边的设备已经较几年之前有了大幅度的改进。在上世纪五六十年代时,庞大而昂贵的电脑设备有几个实验室那么大,但却只能进行简单的逻辑运算;进入上世纪八九十年代之后,微软和Intel将电脑带入了千万个普通的家庭,随着时间的发展,电脑的性能不断增强,价格却越来越便宜,到了二十一世纪,更小更便携的平板电脑的出现,将个人电脑带入了另一个时代。
模块化的PXI平台可以更快的通过更换模块的方式进行系统的升级,这是传统仪器所无法做到的。现如今,模块化仪器的性能已经可以和传统仪器的性能媲美,甚至超过了传统仪器。NI提供600多种模块化仪器,覆盖了数据采集,仪器和控制,总线接口等各种功能范围。在集成最新技术,提供高性能的仪器的基础上,PXI平台由于其模块化的架构,还有其固有的优势,如通道密度更高,尺寸更小,测试速度更快等。
作为PXI融合最新技术的一个例子,我们知道当今最先进的CPU、数据总线技术都已经在PXI平台上有所体现,但是当这些商业现成的期间还不能满足高要求的测控系统的时候,PXI平台还提供一种方法可以进行高速的数据传输和分布式计算,这就是PXImc技术(PXI并行处理技术),他允许在数据在不同的系统中进行高速的传输,极大的扩展了测控系统的处理和传输能力。
最近几年,FPGA技术在测试和控制领域得到了广泛的应用,NI在此基础上,提出了LabVIEW
RIO架构,将FPGA技术引入到PXI平台。LabVIEW
RIO架构结合了处理器,FPGA和模块化I/O,而这三者都可以通过LabVIEW来编程。FlexRIO模块和矢量信号收发仪(VST)是两个基于LabVIEW
RIO架构推出的产品,工程师们可以使用这两款产品轻松高效的完成实时和射频的应用设计。例如,高通创锐讯(Qualcomm Atheros)使用了VST将WLAN
802.11ac的测试时间极大的缩短,测试速度是传统的堆叠式仪器的200倍以上。
3. 高效的软件平台可以简化系统开发
科技的进步伴随着测试仪器的升级和复杂化,但是并不意味着软件开发的复杂度一定会越来越高。以软件为中心的平台更加灵活,另外通过高效的软件,我们可以大大简化系统设计的难度。
对于简单的单个仪器,或者相对复杂PXImc架构而言,LabVIEW都可以以及其简单而直观的方式对仪器的行为进行编程;而在LabVIEW
RIO架构中,更是可以基于统一的LabVIEW图形化系统设计体验对CPU,FPGA,输入输出模块进行编程,工程师不需要应对复杂的C或HDL代码,使用LabVIEW图形化系统设计工具,即可以轻松的简化系统开发。
除此之外,NI还提供测试管理软件TestStand,实时测试仿真软件VeriStand这样的系统化级设计工具,帮助实现系统开发的简化。
4. PXI平台健康完整的生态系统
在软件层面,LabVIEW提供8000多个范例程序,编程模板,示例工程,已经内建的说明文档用于保证系统的高效开发。并且在LabVIEW的周围有完善的工具包网络,用户社区,和互联接口:280多种工具插件,超过100万次下载;9000多名经过认证的LabVIEW用户,超过1万种的仪器驱动等等。在硬件层面,开放的平台融合了各种各样的核心技术:FPGA技术,IP技术,I/O技术,AD/DA技术,总线技术等。
而NI遍布全球的支持和服务,以及在不同专业领域的超过700家联盟商也保证了用户在不同领域的成功。
5. PXI在不同应用领域的成功
PXI在中国也走过了10个年头,十年来,PXI帮助不同领域的工程师取得了成功。比如,在北京的中国国家体育场鸟巢,就利用了PXI平台进行建筑物的结构健康监测,再例如,欧洲最大的国际核子能研究机构,利用PXI进行大型强子对撞机的精确控制,还有日本科学家利用FlexRIO进行三维成像等都已经表明PXI在很多尖端领域都已经有了非常出色的性能体现。
从设计、验证、功能测试到量产,PXI在项目的不同阶段都得到了工程师们的认可。PXI典型的应用包括制造测试、电子验证及特征测试、数据记录、
结构/机械测试、半物理仿真(HIL)测试、射频及通信测试、机械自动化、机器状态监测、功率监测、集成测试及控制等,基于PC的PXI平台能够以低成本的部署套件提供高性能测量及控制能力;模块化的结构使用户能够将NI
PXI模块与其它PXI供应商的PXI模块混合搭配,从而精确实现各个系统中所需的测量及控制I/O;
PXI背板集成了定时及触发特性,支持精确的模块间同步。这些关键特性使PXI成为各类测试、测量及控制应用中极具吸引力的平台。