NI依靠科技創新，推動產業升級

                                                                                                                                                            文/gongkong 張瑩

導語：創新已被提到國家戰略的高度，成為把脈一個企業發展的驅動力。在這個市場發展日新月異變化的今天，創新并不僅僅是擁有卓越的技術。作為一家全球測試測量行業的領導者——美國國家儀器有限公司（簡稱NI），它每一次新產品的推出，都為推動產業升級做出了積極的貢獻，也向人們詮釋著科技創新的內涵。

        近日，北京國家會議中心迎來了第八屆PXI技術和應用論壇，作為國內最大的年度PXI專業論壇，每年NI都會借此平臺發布基于PXI平臺的新產品。今年，NI再次通過這一平臺發布了多款基于PXI的最新產品，其中，NI與泰克合作推出的業內最高性能PXI（NI PXIe-5185/86）數字化儀受到了媒體和業界的廣泛關注。這一高性能PXI數字化儀產品的推出，刷新了PXI數字儀表的產品目錄，進一步擴展了數字化儀在自動化測試應用中的性能。為此，中國工控網記者采訪了NI全球研發副總裁Robert Canik。

 
技術先進，領跑行業

       PXIe-5185/86數字化儀是NI與泰克合作推出的業內最高性能PXI數字化儀，它融合了兩家之優勢，充分體現了技術領先性，領跑行業發展。

中國工控網：PXIe-5185/86數字化儀是NI與泰克公司聯合推出，請您介紹一下這兩款產品如何體現其技術先進性？

NI Robert：這兩款數字儀是與泰克公司合作開發的，為客戶提供了3GHz和5GHz兩種帶寬選擇，其采樣率達到12.5GS/s。全新PXI數字化儀結合了泰克在高速數字化儀前端設計方面的優勢和NI在軟件定義的模塊化儀器領域的優勢。這一產品的發布也是NI堅持長期在PXI平臺上投入的又一體現。

       PXI作為一個模塊化架構的標準平臺，便于快速利用各種最新的商業可用標準技術，將泰克高采樣率ADC整合到PXI架構中就是一個很好的例子。全新數字化儀中采用了泰克專利ASIC芯片，它是進行高速信號采集的基礎，具有低噪音、高線性度等特點，并且基于高可靠性的IBM 7HP SiGe技術實現。泰克的Enabling Technology技術保證了極佳的信號保真度，并可實現超低抖動特性。極低的500飛秒（RMS）抖動確保了5GHz時的有效位數（ENOB）可達5.5比特。

       NI專利技術為全新數字化儀提供高數據吞吐量，實現更快的測試速度，利用領先的多模塊定時與同步技術可進一步創建高通道數的集成測試系統。

中國工控網：作為NI PXIe—5185/86數字化儀設計的合作者，請問泰克公司在本次產品的開發中做了哪些貢獻？隨著市場的變化，NI與泰克是否會考慮產品的升級換代？

NI  Robert：泰克公司經過65年的發展已經成為了設計領先示波器制造商，泰克主要致力于專用的模數轉換器、放大器、數模轉換器以及多路分離和復用ASIC等技術的研發。基于泰克的實力，在本次的合作中，泰克公司主要進行了設計高帶寬、功能全的模擬前端以及將泰克高采樣率ADC整合到PXI架構中。

       關于未來產品的升級換代，我們認為這個主要是根據客戶和市場的需求而定，具體到某一個產品，還是要經過市場的考察。

中國工控網：對于一個新產品而言，既要體現技術先進性同時又要保證產品的品質，請問NI是如何做到這兩點的？

NI  Robert：該款數字儀是業界最高性能的PXI數字儀，它具有卓越的采集性能和較高的靈敏度。采樣率主要表現在它所使用的ADC是泰克示波器中也使用的，是基于IBM 7HP（高性能）SIGe處理節點設計的。這是一個四路交叉采樣的流水線型8位ADC，使用專有的主次逼近型架構，具有單時鐘輸入，可實現12.5GS/s的最大采樣率。

       ENOB是靈敏度的一個衡量指標，他描述了經過數字化之后的波形逼近原模擬波形的程度，表述了噪聲與失真的影響。使用ENOB能夠反映差分非線性、積分分線性、遺漏碼、噪聲等誤差來源的影響。

       NI對產品質量有著極高的要求，保證每一個元器件的品質，在產品出廠前都會經過嚴苛的測試和檢驗。另外，對于PXI平臺來說，往往需要通過系統集成工作來實現最終應用，因此我們一直認為除了關注硬件本身的質量之外，軟件與支持服務有著同等重要的地位。

應用體現價值

         用戶在評價一款新產品其性能好與壞時，并不只局限于產品本身技術性的先進與可靠，往往更在意它的應用價值。

中國工控網：請問這款數字儀主要適用于哪些行業？它具有什么樣的優勢？

NI  Robert：該數字化儀適用于3U PXI Exprsee平臺，它能以700MB/S的速率進行高速數據傳輸，并且多個模塊間的通道同步精度可達160ps。這些功能使全新數字化儀成為自動化生產測試、半導體ATE和高能物理測量系統應用的理想之選。

       由于該數字化儀是基于PXI平臺的，特別針對自動化測試與驗證應用而設計，軟件對系統集成的重要作用不言而喻。全新數字化儀可結合NI LabVIEW圖形化系統設計軟件，進行儀器控制與自動化應用；同時也可利用NI LabWindows/CVI ANSI C軟件開發環境或Microsoft Visual Studio .NET開發工具，使用各種語言進行編程。工程師可以使用NI-SCOPE儀器驅動以及全新LabVIEW抖動分析工具包加速開發。LabVIEW抖動分析工具包提供了豐富的函數庫，可用于抖動、眼圖和相位噪聲等測量。

中國工控網：據悉，NI高速數字化儀涵蓋從PXI-5125到PXIe-5186等一系列產品，那么NI數字化儀為何適用于自動化測試應用？

NI  Robert：NI不僅在軟件設計方面具有核心競爭力，其硬件與集成系統與競爭對手相比同樣具有競爭力。以NI高速數字化儀為例，可以看出模塊化儀器具有三個主要設計特征，使其適用于自動化測試：高數據通量、精確的通道間同步、能夠很容易的與其他類型儀器設備集成。

       帶寬和延遲時間通常是自動化測試中最受關注的指標，這兩個指標決定了整個測試系統的整體速度性能。NI高速數字儀基于PXI平臺構建，這一平臺能夠針對多種應用提供高速性能，通過PCI和PCI Express總線實現高帶寬和低延遲，PXI Express是基于高速PCI Express技術的一種PXI總線，可以達到幾個GB/s的系統通量，其具體速率取決于所選的機箱和控制器。PXI和PXI Express總線的數據傳輸速率顯著高于GPIB、USB或LAN總線。

       儀器的同步可以使用多種不同的方法，但是主要關注的指標是采樣時鐘速率和多個設備時鐘之間的相位差，如果在測試系統的設計階段沒有充分考慮同步精度指標，則測量誤差將最終導致產品的質量問題。實現完美的同步指標關鍵是采樣時鐘的對齊和觸發信號，NI SMC技術是NI高速數字化儀的基礎，基于專利設計，采用一個單獨的時鐘域信號來使能觸發信號的發送和接收。這一時鐘域信號稱為觸發時鐘，可以在NI數字化儀和其它儀器的通道之間實現皮秒級的同步。

       測試系統通常由許多類型的儀器組成，包括信號源、測量儀器和開關陣列等。PXI平臺涵蓋了眾多的應用領域，其模塊包括模擬和數字I/O、高速儀器、機器視覺、運動控制和各種總線接口。使用PXI系統和NI集成模塊化儀器，不僅可以在一個機箱內實現一個綜合的測試系統，同時，由于機箱內的模塊可以實現皮秒級的同步精度，可保證測量的質量和重復性精度。

       此外，正如我前面所說，無論是何種應用，最終將模塊化儀器集成在一起、起到整合作用的關鍵是軟件。NI在軟件方面的優勢也進一步降低了用戶使用該數字化儀構建系統的復雜度，提高了系統集成效率。

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