新PXI儀器與LabVIEW發威　NI壯大RF測試市場勢力

美商國家儀器(NI)強攻PXI模組化儀器、圖形化系統設計(GSD)與深耕學術界的發展決心，在今年NIWeek活動上展露無疑。

圖1　美商國家儀器總裁暨執行長James J. Truchard指出，VST新產品賦予RF測試儀器全新的定義。

針對上述三大領域，美商國家儀器推出一系列新產品，其中，以PXI模組化儀器向量訊號收發器(VST)，以及LabVIEW 2012版最受矚目。美商國家儀器總裁暨執行長James J. Truchard(圖1)預期，新的VST產品可打破RF測試的現狀，提供終端產品製造商更具成本、效能與小尺寸優勢的測試選擇。而LabVIEW 2012則是以更簡化工程師使用為目標而設計。

導入FPGA　PXI VST測試速度飆升

由於導入現場可編程閘陣列(FPGA)，美商國家儀器新推出的PXI模組化儀器VST測試度可較單機儀器快十倍，且價格更低、體積更小，預期將改變一般傳統RF功率放大器(PA)測試方式。

Truchard強調，26年前，美商國家儀器透過LabVIEW系統設計軟體打造PXI模組化儀器，而新推出的VST堪稱該公司最新力作，將可讓RF測試市場見證結合LabVIEW與PXI儀器的VST，如何改革工程師處理RF設計與測試的方式。

圖2　美商國家儀器測試市場總監Charles Schroder指出，VST為PXI模組化儀器與GSD軟體整合最佳化代表產品。

美商國家儀器測試市場總監Charles Schroder(圖2)表示，新款VST模組化儀器集訊號產生器、訊號接收器與數位輸入輸出(I/O)於一身，藉由賽靈思(Xilinx)Virtex-6 FPGA，資料的運算可一改過去傳統須將訊號接收器收到的訊號轉至個人電腦(PC)，並由中央處理器(CPU)運算後，再傳送到儀器的繁瑣過程，直接由儀器內建的FPGA處理，可大幅縮短測試時間。

舉例來說，802.11ac誤差向量幅度(EVM)的測試，若採用單機儀器將需要兩台儀器才能進行測試，而PXI VST僅需兩張PXI卡片即可完成，且測試速度可快十倍。Schroder指出，在射頻功率放大器的測試，由於FPGA直接運算資料，過去美商國家儀器PXI RF的產品須耗時5秒才能完成測試，現今僅需5奈秒(ns)，可謂提升一千倍的測試速度。

此外，在成本方面，除了節省測試時間即等同於測試成本的縮減外，PXI VST硬體成本也較單機儀器低。Schroder表示，兩台單機儀器的要價至少約130,000美元，而PXI VST僅需45,000美元。

美商國家儀器市場行銷副總裁Eric Starkloff強調，不僅導入FPGA加快處理速度，VST運作功耗僅60瓦，等同於一顆白熾燈泡，可避免因儀器過熱而產生的問題。此外，由於整合訊號產生與訊號分析的功能，因此VST也可讓工程師在實驗室中模擬手機真實使用環境。

若在同一機箱中整多台VST，不但可進行多重輸入多重輸出(MIMO)測試，也可將整個系統作為基地台，發送訊號予待測物。

更重要的是，美商國家儀器也將GSD概念導入PXI VST中，並以FPGA可編程的特性，進一步由過去的軟體定義硬體(Software Define Hardware)升級為軟體設計硬體(Software Design Hardware)。Schroder解釋，該公司第一次將產品中的FPGA開放，亦即使用者可自行設計儀器測試功能與項目，更具彈性，並有助於提升測試速度，而此特性亦為LabVIEW 2012年版的一大特色。

Qualcomm Atheros工程總監Doug Johnson表示，該公司自2007年開始採用PXI產品進行測試，至今年導入新的PXI VST測試無線區域網路(Wi-Fi)802.11ac後，測試速度提升兩百倍，且由於可掃描更多不同放大等級(Gain Level)的解析度點，找出最佳的EVM值，因此晶片的精確度可再提高。

未來Qualcomm Atheros也將持續採用PXI模組化儀器進行產品研發與產線測試，以更加節省成本、研發時間，進一步加快產品問世速度。

LabVIEW 2012新登場　原型開發、測試更省力

與此同時，為讓工程師更簡單使用LabVIEW圖形化設計系統，美商國家儀器也發布新版LabVIEW 2012；新版本最大特色在於廣納使用者意見，並進一步簡化用戶設計過程，新軟體並已導入美商國家儀器最新的VST。

Truchard表示，無論原型設計或是測試程序，快速建立一個系統級的架構相當重要，而LabVIEW 2012新的功能與所提供的資源，可讓工程師與科學家在短時間內發展其應用系統，並擁有高效能、高品質的特性，從而節省開發成本。

LabVIEW 2012是透過先前美商國家儀器啟動的LabVIEW Tools Networks論壇，收集工程師或其他LabVIEW使用者對於該圖形化系統設計軟體的需求，進行改善與升級，不僅使用更簡易，基於圖形化設計架構的電路圖的呈現也更一目了然，並提供更多技術指南與設計樣本，供使用者參考，加速系統設計。另外，LabVIEW 2012還提供使用者線上自我學習訓練的功能，加深使用者對於LabVIEW的理解，以及進一步解決技術問題。

Truchard則認為，圖形系統設計已成為二十一世紀系統設計與量測的重要發展趨勢，尤其在現階段如智慧型手機等待測物(DUT)設計與整合的功能越來越複雜，為產品設計或測試帶來更大挑戰，因此需要更簡單易懂的設計工具連結硬體與軟體。而LabVIEW 2012在測試系統設計與儀器元件端的程式，皆進一步模組化，讓使用者毋須重複開發測試系統，節省測試時間與成本。

值得注意的是，美商國家儀器新提出的原型設計與測試V形圖概念，亦為LabVIEW 2012訴求重點。Truchard解釋，在產品或半導體晶片設計過程中，若針對產品進行修改，過去需要在最後階段才能測試並獲得結果，萬一仍發生問題即須重新修改並測試，相當耗時。而LabVIEW 2012可即時修改即時測試，大幅減少設計測試時間與成本。

LabVIEW搭上iPad App熱潮

圖3　美商國家儀器聯合創始人Jeff Kodosky指出，透過LabVIEW，可輕易建構各種測試、監測系統與設計原型。

LabVIEW發明人、美商國家儀器聯合創始人Jeff Kodosky(圖3)指出，為了讓軟體更易於使用，該公司致力於將C或C++程式語言化為圖形電路架構，LabVIEW因而誕生。而為更展現美商國家儀器硬體與軟體的深度融合，LabVIEW FPGA軟體模組則將各式FPGA的程式設計語言進一步與LabVIEW結合，讓工程師可透過更簡單的圖形化設計工具，編程與設計FPGA，使內建FPGA的PXI模組化儀器更易被採用，也衍生VST此一軟體與硬體高度整合的新RF測試方案。

值得注意的是，最初版LabVIEW係適用於蘋果(Apple)麥金塔系統，之後逐漸轉到微軟(Microsoft)Windows 8作業系統，然而看準蘋果iPad熱賣，以及有越來越多工程人員在iPad上進行程式設計，因此美商國家儀器針對iPad發展LabVIEW應用程式。

Kodosky表示，下一版LabVIEW將納入利用iPad控制系統或將iPad變身行動量測工具的應用軟體，透過iPad觸控螢幕放大縮小的操作，可容易控制圖形化系統電路圖各部分組件。

目前Apple Store已有初版LabVIEW iPad應用程式，惟僅能透過無線網路監控遠端PXI模組化系統的運行狀況，預期1個月內將發布可控制、監看與自動整理程式的新版本。

深入教育市場　NI致力學術研究模組化

除了PXI硬體與LabVIEW軟體的耕耘外，今年NIWeek也相當強調美商國家儀器在學術界的耕耘成果。

為讓學生更易理解所學知識並將之實際應用，美商國家儀器針對大學工程相關科系的課程內容與應用方程式，開發成圖形化設計的模組化小系統。如此一來，大學生即可輕易實現其課程理論，未來更可將美商國家儀器LabVIEW帶入職場。

圖4　美商國家儀器學術市場產品市場部經理Shekhar Sharad表示，該公司致力於解決學生學習與教授授課時所遭遇的問題，為美商國家儀器搶攻教育市場的重要策略。

美商國家儀器學術市場產品市場部經理Shekhar Sharad(圖4)表示，目前該公司已針對溫度感測、小型智慧電網、晃動感測與直升機起降等四個大型工程相關設計，整合為較小、易用的模組化程式，藉以讓學生更能利用LabVIEW與美商國家儀器的教學工具進行設計，並進一步將此經驗用於業界，擴大美商國家儀器產品的普及。

根據美商國家儀器的計畫，未來將針對更多不同的工程應用領域，推出更多易用的模組化程式，預估將有一百多款。

另外，針對半導體設計，美商國家儀器也與許多半導體IC供應商如德州儀器(TI)合作，推出各種IC教學系統工具，如感測器、類比數位轉換器(ADC)等。Sharad指出，透過美商國家儀器模擬電路特性的軟體，以及半導體廠商的晶片，再整合周邊，即可打造整合的教材系統，一方面讓學生習慣使用LabVIEW，另一方面也能推展半導體業者的產品。

值得注意的是，未來美商國家儀器將把目前教育發展的模組化工程式產品概念，拓展至研究領域，讓大學教授也可利用LabVIEW落實研究內容，以及整合大學四年課程，讓大四生的研究計畫可順利實作並完成。Sharad強調，在教材方面，美商國家儀器也將加入更多功能，如中文化、加入方程式練習題等，並與晶片商建構一個完整的生態系統。

從今年NIWeek可發現，美商國家儀器將測試硬體與GSD軟體的結合，視為RF測試領域重要的市場競爭利器。未來該公司也將持續以更緊密結合的PXI模組化儀器和納入更多新功能的LabVIEW，在測試、學術等市場站穩一席之地。