首页 » 业界动态 » 测试测量技术发展趋势

测试测量技术发展趋势

作者:  时间:2009-04-16 14:36  来源:

趋势一:软件定义的仪器系统成为主流
如今的电子产品(像iPhone和Wii等)已越来越依重于软件去定义产品的功能。同样的,在产品设计和客户需求日益复杂的今天,用于测试测量的仪器系统也朝着以软件为核心的模块化方向发展,使得用户能够更快更灵活的将测试集成到设计过程中去,进一步减少了开发时间。

通过软件定义模块化硬件的功能,用户可以快速实现不同的测试功能,并应用定制数据分析算法和创建自定义的用户界面。相比于传统仪器固定的功能限制和只是“测试结果”的呈现,以软件为核心的模块化仪器系统能够赋予用户更多的主动权,甚至将自主的知识产权(IP)应用到测试系统中。(见图1)

在业界,被认为是最保守的客户之一的美国国防部在2002年向国会提交的报告中指出下一代测试系统(NxTest)必须是基于现成可用商业技术(COTS)的模块化的硬件,并同时强调了软件的能动作用。最新的合成仪器(Synthetic Instrumentation)的概念也无非是经过重新包装的虚拟仪器技术,将软件的开放性和硬件的模块化重新结合在了一起。

在媒体界,《电子系统设计》杂志的编辑Louis Frenzel先生在他最近关于测试行业趋势的文章(Synthetic Instrumentation No Longer A Test Case)中也再次肯定了虚拟仪器技术对于测试测量行业的革新作用以及软件定义仪器的发展方向。

无论是欧南天文台极大望远镜高达2700万次乘加运算的镜面控制,到Tokamak核聚变装置的实时处理运算,还是NASA的飞机安全性测试和TORC汽车控制快速原型设计,LabVIEW多核技术都为这些应用带来了巨大的性能和吞吐量的提升,随着多核技术的进一步发展,提升的幅度将更为可观。

趋势三:基于FPGA的自定义仪器将更为流行
随着设计和测试的要求越来越高,FPGA(现场可编程门阵列)技术正逐渐被引入到最新的模块化仪器中,这也就是我们所说的基于FPGA的自定义仪器。

FPGA的高性能和可重复配置特性一直是硬件设计工程师们的最爱,而对于测试工程师而言,又何尝不想拥有硬件级的确定性和并行性呢?像诸如实时系统仿真、高速内存测试等应用都需要用到FPGA来确保响应的实时性和高速的数据流入和流出,FPGA的IP核更是可以为工程师植入自主知识产权的算法提供契机。然而,苦于对硬件设计知识的缺乏和对VHDL或Verilog语言编程的恐惧,许多测试工程师对于FPGA技术望而却步。

现在,NI提供的R系列数据采集和FlexRIO产品家族将高性能的FPGA集成到现成可用的I/O 板卡上,供用户根据应用进行定制和重复配置,同时配合LabVIEW FPGA直观方便的图形化编程,用户能够在无需编写底层VHDL代码的情况下,快速地配置和编程FPGA的功能,用于自动化测试和控制应用。

前段时间,欧洲核子研究中心(CERN)为世界最强大的粒子加速度器——大型强子对撞机(LHC)配备了超过120套带有可重复配置I/O模块的NI PXI系统,用于控制瞄准仪的运动轨迹和监测其实时位置,从而确保粒子在既定的路径中运作。为了保证极高的可靠性和精确性,FPGA成为其必备的测试和控制技术。

随着对FPGA技术应用复杂性的简化,可以预计,拥有高性能和灵活性的FPGA技术将越来越多的被应用于未来的仪器系统中.

趋势四:无线标准测试的爆炸性增长
近年来无线通信标准的发展可谓是日新月异,从2000年前只有四五种的无线标准到现在众多新标准如雨后春笋般涌现。越来越多的消费电子产品和工业产品都或多或少的集成了无线通信的功能,像苹果公司最新的3G版iPhone手机,更是同时集成了UMTS, HSDPA, GSM, EDGE, Wi-Fi, GPS和蓝牙等多种最新的无线标准。这些都给无线技术的开发和测试带来了巨大的挑战,测试技术如何跟上无线技术的发展成为工程师面临的最大难题。通常传统射频仪器的购买周期是5至7年,而新标准和新技术的推出周期却是每两年一轮,购买的射频测试设备由于其固件和功能的限定通常难以跟上新标准的发展速度。

面对这样的挑战,一种以软件为核心的无线测试平台正崭露头角。信号的上下变频和数字化由模块化的射频硬件的完成,而编解码和调制解调的过程全部通过软件实现。这样,在统一的模块化硬件平台上,只需修改软件就可以满足不同无线标准的测试需求,使得工程师有能力在第一时间测试最新的标准,加快产品的上市时间。

NI LabVIEW和PXI RF平台就是这样一个软件无线电的测试平台,多年来已经成为工程师和科学家们开发无线标准和测试无线应用的必备工具。德州大学奥斯汀分校的师生基于NI的软件无线电平台,在短短6周时间内开发出MIMO-OFDM 4G的系统原型;成都华日通信公司(国内无线电频谱管理设备主要供应商)利用NI PXI矢量信号分析仪和LabVIEW开发了带有自主产权的HR-100宽带无线电接收机和监测系统,已广泛应用于国内的频谱监测和信号定向领域。聚星仪器(NI大陆地区系统联盟商)也开发出了全球首个支持C1G2 RFID标准全部指令的测试设备,并实现了与RFID标签微秒级的实时通信。

相关推荐

没有退路的FPGA与晶圆代工业者

FPGA  晶圆代工  2014-01-03

采用FPGA的可编程电阻的设计结构分析

FPGA  电阻  2013-09-24

国内外电子测量仪器行业差距市场分析

测量仪器  PXI  2013-08-12

从FPGA的制程竞赛看英特尔与Fabless的后续变化

FPGA  Fabless  2013-07-16

物联网融合自动化推动高效生产模式变革

物联网  FPGA  SoC  2013-07-09

14纳米FPGA展现突破性优势

14纳米  FPGA  2013-06-20
在线研讨会
焦点