2009年測(cè)試與測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)

如今全球經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀對(duì)于預(yù)算成本有著嚴(yán)格的限制，測(cè)試工程師現(xiàn)今面臨的挑戰(zhàn)將是如何尋找更高效的測(cè)試方法。美國(guó)國(guó)家儀器有限公司（National Instruments，簡(jiǎn)稱NI）指出2009年將極大改進(jìn)測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)效率的三大趨勢(shì)——軟件定義的儀器系統(tǒng)，并行處理技術(shù)以及無線和半導(dǎo)體測(cè)試新方法。它們將幫助工程師在減少測(cè)試總成本的條件下，開發(fā)更快、更靈活的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)；全球各公司以及所有的工業(yè)部門都將認(rèn)識(shí)到通過使用這些方法和技術(shù)而獲得的巨大優(yōu)勢(shì)。

“現(xiàn)今不容樂觀的全球經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀使得越來越多的公司尋求現(xiàn)有測(cè)試工程技術(shù)的替代品。工程師們逐漸傾向于借助于以軟件定義的儀器系統(tǒng)和最新商業(yè)技術(shù)，在減少測(cè)試總成本的條件下獲得更高性能和靈活性的效果?！?-----NI市場(chǎng)部（測(cè)試與測(cè)量）副總裁 Eric Starkloff

軟件定義儀器系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用將是2009年測(cè)試測(cè)量的最重要的發(fā)展趨勢(shì)。通過使用軟件定義的儀器系統(tǒng)，工程師們可以在測(cè)試系統(tǒng)中使用諸如多核處理、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等最新技術(shù)，以滿足無線和協(xié)議感知測(cè)試等新應(yīng)用的需求，并獲得更好的測(cè)試水平同時(shí)降低測(cè)試成本。通過在項(xiàng)目中采用軟件定義的儀器系統(tǒng)所獲得的快速資本回報(bào)在整個(gè)系統(tǒng)鏈中都是非常顯著的。

軟件定義儀器系統(tǒng)的發(fā)展
軟件定義的儀器系統(tǒng)也稱作虛擬儀器，包含了模塊化硬件和用戶自定義的軟件，使工程師可以通過通用硬件模塊將標(biāo)準(zhǔn)儀器與包含數(shù)據(jù)處理的用戶自定義的測(cè)試設(shè)備整合起來。對(duì)于某些電子設(shè)備，如下一代導(dǎo)航系統(tǒng)以及集成不同功能并能快速應(yīng)用新通信協(xié)議的智能電話，儀器的靈活性就顯得尤為重要。利用軟件定義的儀器系統(tǒng)，工程師可以通過更新軟件算法，快速對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行重新配置，以滿足不斷改變的測(cè)試需求。

得益于它的靈活性以及高性價(jià)比，數(shù)以千計(jì)的公司如今正采用基于NI LabVIEW圖形化開發(fā)平臺(tái)和開放式的、多廠商支持的PXI硬件標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的軟件定義的儀器系統(tǒng)。根據(jù)PXI系統(tǒng)聯(lián)盟（PXI Systems Alliance）的統(tǒng)計(jì)，至2009年末，將有超過100, 000 臺(tái)PXI系統(tǒng)用于各個(gè)項(xiàng)目，并在未來10年內(nèi)，這個(gè)數(shù)字將有希望翻倍。

“開放式、模塊化架構(gòu)的自定義的儀器系統(tǒng)，如PXI系統(tǒng)儀器，已被證實(shí)使廣泛的工業(yè)領(lǐng)域受益。同時(shí)，預(yù)計(jì)至2014年，PXI在測(cè)量與自動(dòng)化領(lǐng)域的營(yíng)利將有望一直保持17.6%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)。PXI平臺(tái)所帶來的高性能已在諸如雷達(dá)測(cè)試的射頻應(yīng)用，移動(dòng)電話測(cè)試以及利用其他儀器無法測(cè)試的無線應(yīng)用中得到具體體現(xiàn)?！?--------Jessy Cavazos ,Frost & Sullivan公司測(cè)試與測(cè)量行業(yè)經(jīng)理

日益增長(zhǎng)的并行技術(shù)應(yīng)用
多核技術(shù)如今已成為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特性，同時(shí)也是如今電子設(shè)備應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)處理所不可或缺的技術(shù)。軟件定義的儀器系統(tǒng)充分利用最新多核技術(shù)以及高速數(shù)據(jù)總線來生成、捕捉、分析和處理電子設(shè)備設(shè)計(jì)和測(cè)試所需的千兆（gigabyte）級(jí)的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的基于文本的編程環(huán)境不能無縫支持并行、同時(shí)需要進(jìn)行復(fù)雜的底層編程技巧，因此在多核編程方面面臨巨大挑戰(zhàn)。然而，測(cè)試工程師可以通過擁有天生并行編程環(huán)境的LabVIEW，自動(dòng)地在多個(gè)計(jì)算機(jī)核中分配多線程應(yīng)用以獲取高性能和高吞吐量，快速體驗(yàn)多核技術(shù)的好處。

另一個(gè)軟件定義儀器系統(tǒng)所廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域是系統(tǒng)級(jí)FPGA開發(fā)工具的應(yīng)用。如今許多新的模塊化儀器都是帶有FPGA的，近幾年推出的一些模塊更是具備了高性能的Xilinx Virtex-5 FPGA。這些以FPGA為基礎(chǔ)的儀器能夠幫助測(cè)試工程師以更快速度實(shí)現(xiàn)相比以往更復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法。LabVIEW可以使測(cè)試工程師無需具備VHDL的經(jīng)驗(yàn)即可在FPGA上進(jìn)行編程，這使得FPGA的高性能不僅僅局限于少部分具備充分?jǐn)?shù)字設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的硬件工程師。

無線測(cè)試和協(xié)議感知（Protocol-Aware）測(cè)試的迅速擴(kuò)展
除了上述的新興技術(shù)發(fā)展，軟件定義的儀器系統(tǒng)已被證實(shí)是諸如無線測(cè)試和協(xié)議感知測(cè)試等快速發(fā)展領(lǐng)域的理想的選擇。比如，某些用戶電子設(shè)備，如移動(dòng)電話和汽車內(nèi)置娛樂系統(tǒng)，通常整合多個(gè)通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，如GPS，WiMAX, WLAN等。使用傳統(tǒng)儀器的測(cè)試工程師需要等待統(tǒng)一主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)后，再由供應(yīng)商開發(fā)出一款專用的、獨(dú)立的臺(tái)式儀器來測(cè)試此標(biāo)準(zhǔn)。然而，利用軟件定義的儀器系統(tǒng)，無需等待新推出的無線標(biāo)準(zhǔn)成熟，工程師們即可使用通用的模塊化硬件，應(yīng)用用戶自定義的無線協(xié)議和算法對(duì)多種無線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

此外，半導(dǎo)體行業(yè)中復(fù)雜的片上系統(tǒng)(SoCs)和系統(tǒng)級(jí)封裝(SiPs)的出現(xiàn)，使得對(duì)于協(xié)議感知ATE或者通過仿真真實(shí)信號(hào)并連接芯片的測(cè)試系統(tǒng)的需求變得越來越大。針對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試的不斷增加的需求以及減少測(cè)試總成本的趨勢(shì)，工業(yè)組織如半導(dǎo)體測(cè)試聯(lián)盟(Semiconductor Test Consortium)和半導(dǎo)體測(cè)試合作聯(lián)盟（Collaborative Alliance for Semiconductor Test）正在致力于創(chuàng)建一種開放式的測(cè)試架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，使得工程師能夠?qū)⒛K化、軟件定義的儀器系統(tǒng)（如PXI）集成到傳統(tǒng)的半導(dǎo)體ATE中。通過在半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)中使用軟件定義的、基于FPGA的模塊化儀器，工程師們可以利用傳統(tǒng)ATE中常用到的標(biāo)準(zhǔn)電路引腳來獲取實(shí)時(shí)反饋，并通過更合適的使用規(guī)范來降低測(cè)試總成本，以及提高用戶的調(diào)試能力。

更多信息參考：

• 更為詳細(xì)的測(cè)試測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：http://zone.ni.com/devzone/cda/pub/p/id/277

• 新一代自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)   ni.com/automatedtest/zhs