近年來電子技術(shù)創(chuàng)新突飛猛進，各種新器件、新工藝、新材料等等推動著消費電子、汽車電子、智能醫(yī)療等領(lǐng)域的快速革新，反過來這些新興應(yīng)用進一步加快了半導體技術(shù)的再創(chuàng)新。每個時代都有特定的時代標志的產(chǎn)品，進入到智能化設(shè)備時代，作為基礎(chǔ)和輔助的電子測試測量技術(shù)又會發(fā)生什么顛覆性的創(chuàng)新？下面我們一起從中國地區(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 中國射頻與無線通信市場開發(fā)經(jīng)理 姚遠 先生圍繞無線技術(shù)的最新發(fā)展展開討論，針對漸趨復(fù)雜的無線測試和不同無線設(shè)備的測試方案，深入探討了如何通過 NI PXI測試策略的優(yōu)化來提升測試效率。

　　“從平板電腦、智能手機、可穿戴設(shè)備到各種智能移動設(shè)備，科技正以前所未有的迅猛速度發(fā)展，智能聚合的時代正以新的思維推動測試測量儀器的快速更迭。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設(shè)備的發(fā)展速度。而NI 主推的模塊化PXI平臺，按需配置的高靈活性特征則可有效解決這一問題，而且基于開放的軟件平臺，相比傳統(tǒng)儀器更具優(yōu)勢和性價比，特別是在快速更新?lián)Q代的消費電子領(lǐng)域優(yōu)勢明顯”。NI 中國射頻與無線通信市場開發(fā)經(jīng)理 姚遠 如是表述。

　　NI 中國射頻與無線通信市場開發(fā)經(jīng)理 姚遠

　　以 NI PXI 方案應(yīng)對射頻測試難點

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

　　特別是隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線標準協(xié)議越來越多元化，設(shè)備復(fù)雜度與日俱增。像WLAN，從最早的 802.11 標準演化出 802.11 a / b / g / n，再到現(xiàn)在的802.11ac標準，只經(jīng)歷了短短數(shù)年時間。通信技術(shù)的快速革新同樣對測試系統(tǒng)提出了更高的要求。

　　NI中國射頻與無線通信市場開發(fā)經(jīng)理 姚遠強調(diào)，單一設(shè)備上集成多種無線協(xié)議是產(chǎn)業(yè)趨勢。

　　姚遠先生表示，工程師們正面臨著不斷提升的各種測試需求，搭建一個測試系統(tǒng)來解決當今的測試挑戰(zhàn)已不再是一個簡單的任務(wù)。相反，這需要對擴展測試需求的合理評估以及一個有效的測試架構(gòu)，以便長期使用。尤其是消費電子產(chǎn)品具有規(guī)模經(jīng)濟和較快的創(chuàng)新周期，測試這些消費電子產(chǎn)品的儀器系統(tǒng)在持續(xù)運用先進的技術(shù)的同時還必須要維持較低的成本。因此選擇一個合適的測試系統(tǒng)平臺，成為測試工程師們至關(guān)重要的任務(wù)。

　　NI為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)和趨勢對儀器進行了的全新定義，PXI平臺作為在工業(yè)制造和測試、國防和航空航天、射頻測試、實時仿真測試，嵌入式系統(tǒng)、機器監(jiān)測等行業(yè) 和應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛認可的自動化測試測量平臺，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)，帶來更多傳統(tǒng)儀器所不具備的優(yōu)勢與性能。

　　而且成本也是考量測試儀器的重要因素，對此，姚遠先生表示，無論是在公司、工廠、還是大學、科研單位，標準的基礎(chǔ)測試測量實驗臺通常包括信號示波器，數(shù)字萬用表，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)備費用是一筆不小的費用。同時，這樣的實驗臺也有一定的局限性，占據(jù)很大的桌面或臺面空間，儀器的界面不統(tǒng)一，需要分別操作，使用煩瑣，對測試工程師的要求也很高，而且不能做到與時俱進，不能滿足技術(shù)的更新要求。

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

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

　　FPGA 等新技術(shù)強力助推

　　新時代的工程師對于科技充滿好奇。他們面對變化并且迅速適應(yīng)新技術(shù)，因為他們深諳新技術(shù)帶來的好處。他們?nèi)粘Ｋ褂玫南M電子產(chǎn)品的創(chuàng)新速度已經(jīng)超過他們所使用的專業(yè)儀器。事實上，臺式測試測量儀器的外形多年來一直沒有太大的變化。主要的部件——顯示屏、處理器、內(nèi)存、測量系統(tǒng)和旋鈕/按鈕均集成到一個獨立運行的設(shè)備中。在儀器發(fā)展成熟的當代，新時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、移動設(shè)備、云連接以及智能預(yù)測等多種功能，提供比以往任何時代更為顯著的技術(shù)優(yōu)勢。有哪些成熟的技術(shù)可以應(yīng)用在測試測量儀器上呢？

　　姚遠先生表示，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)，并將之與測試設(shè)備進行整合，特別是PXI 平臺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)計算技術(shù)、零中頻技術(shù)、基于信號與時間的同步技術(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矢量信號收發(fā)儀（VST）將矢量信號分析儀、矢量信號發(fā)生器與用戶可編程的FPGA相結(jié)合，用于實現(xiàn)實時信號處理和控制。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矢量信號收發(fā)儀（VST）優(yōu)勢對比

　　對于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，將其開發(fā)尖端的FPGA技術(shù)應(yīng)用于一系列硬件平臺。而且NI 支持LabVIEW編程，不需要使用VHDL或Verilog來編程，這可以極大的減輕測試工程師的壓力，提升測試速度。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行。甚至可以說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圖形化開發(fā)平臺擴展到基于NI可重配置I/O（reconfigurable I/O， RIO）架構(gòu)的硬件平臺上的現(xiàn)場可編程門陣列（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，配備了強大的浮點處理器、可重配置FPGA和模塊化I/O。 NI RIO硬件與 LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件相結(jié)合，簡化了高級控制、監(jiān)測和測試應(yīng)用的設(shè)計開發(fā)過程，縮短了上市時間。

　　姚遠先生的總結(jié)是這樣表述的：“PXI 平臺利用摩爾定律，融合了最前沿的科技，能夠快速應(yīng)對產(chǎn)業(yè)新趨勢，高效滿足測試廠商的需求?！?/p>

　　4G萬事俱備 5G 積極布局

　　對于4G 姚遠先生表示，隨著4G牌照的正式發(fā)放，4G時代已經(jīng)正式來臨，NI非?？春弥袊鳯TE測試市場，5年前就開始積極布局，并有針對性的推出一系列的解決方案，早在2009年，NI就已經(jīng)開始利用PXI平臺針對LTE-FDD進行相關(guān)實驗，在2010年12月5日LTE-FDD正式商用之前已經(jīng)推出相關(guān)測試方案。應(yīng)對4G 浪潮的來襲NI 可以說早已經(jīng)準備妥當了。

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

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

　　NI 推出的用于5G的新一代無線原型制作平臺USRP RIO，搭載NI LabVIEW RIO 架構(gòu)，結(jié)合了開放式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，有助于快速制作高性能、多信道的無線通信系統(tǒng)原型。USRP RIO 適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域，包含5G 無線通信研究、主動式/被動式雷達開發(fā)與探索、通信信息、連接式智能型裝置等豐富項目。

　　姚遠先生最后強調(diào)“開展5G研究，能夠推動寬帶移動通信技術(shù)持續(xù)演進，而基于LabVIEW與PXI的軟件定義平臺是研究和原型設(shè)計諸如5G等標準的理想之選?！?/p>

　　關(guān)于NI

　　從1976年開始，美國國家儀器 （www.ni.com） 就為工程師和科學家提供各種工具來加速生產(chǎn)、創(chuàng)新和探索。NI的圖形化系統(tǒng)設(shè)計方法為工程界提供了一個將軟硬件結(jié)合在一起的平臺，有助于加速測量和控制系統(tǒng)的開發(fā)過程。公司的長期愿景和通過技術(shù)提高社會發(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。

　　姚遠先生簡介：

　　姚遠先生目前擔任美國國家儀器中國地區(qū)市場開發(fā)經(jīng)理，負責NI射頻與無線通信產(chǎn)品及方案在中國區(qū)重要行業(yè)的市場推廣與合作等工作。此前，姚遠先生曾在NI公司擔任應(yīng)用工程師，系統(tǒng)工程師，技術(shù)市場工程師等職務(wù)，在測試測量與自動化領(lǐng)域具有多年的系統(tǒng)開發(fā)及行業(yè)經(jīng)驗。姚遠先生畢業(yè)于上海交通大學，獲碩士學位。