NIWEEK 2019 Day1全解析：原力覺醒，全力前進
每年的5月21日，5000名世界頂尖的工程師和科學家都會集聚美國德州奧斯汀，參加一年一次的NIWeek，以尋求如何用全新技術搞定自己在工程開發(fā)上面的難題。NIWeek作為美國國家儀器（NI）的最強IP，已經(jīng)連續(xù)舉辦了25年。此次NIWeek的主題是Full Force Ahead（全力前進），與去年Future Faster（加速未來）相比，更多了一份堅定與信心，這自然是離不開不斷縱深行業(yè)的產(chǎn)品線和創(chuàng)新服務、合作伙伴的協(xié)助、以及客戶的支持。在稍早一天（5月20日）舉辦的合作伙伴日上，NI CEO Alex Davern宣告，公司的目標從專注轉變?yōu)殚L大，通過加速系統(tǒng)級業(yè)務（單一訂單超過2萬美元的產(chǎn)品），從而實現(xiàn)公司營收的進一步突破。為了實現(xiàn)系統(tǒng)級突破，NI將繼續(xù)關心四大縱深領域，通過以軟件定義測驗的平臺化搞定方案為基礎，搞定半導體、交通、航空航天及國防、以及基礎事業(yè)（ 主要包括科研、電子以及能源）四大市場所遇到的難題和瓶頸。
NI CEO Alex Davern介紹四大垂直產(chǎn)業(yè)（圖源自網(wǎng)絡）
每年的NIWeek主題演講，更多展示的是NI同合作伙伴及客戶一起，如何共同加速產(chǎn)品化的落地，此次也不例外。半導體領域：Qorvo：5G帶來的機會Qorvo 5G業(yè)務開發(fā)總監(jiān)Ben Thomas是第一家上臺演講的客戶代表。作為無線射頻領域的領軍企業(yè)，Qorvo與NI合作歷史超過了十年，早在3G轉向4G時代，Qorvo就利用PXI和軟件進行產(chǎn)品的驗證和測驗。Ben說道：“當時運用傳統(tǒng)儀器進行RF測驗非常耗時，考慮到測驗項目數(shù)量的增加，我們面臨著需要不斷擴充測驗平臺的挑戰(zhàn)，而PXI可以讓我們不犧牲質(zhì)量的情況下顯著提升吞吐量。”如今，在5G時代，Ben和Qorvo團隊面臨著比當時更復雜的情況：5G引入了新的頻段，其中大部分帶寬比LTE寬得多，同時增加了許多載波聚合、MIMO、更復雜的波形與調(diào)制等。也正因此，5G RF組件相比4G時代要有60%以上的內(nèi)容需要重大更改。“老實說，如果沒有NI的平臺，我們將無法滿足我們的5G發(fā)布時間表。”Ben說道，“5G時代的測驗項目為600個，LTE-A是140個，LTE為74個，盡管測驗項目急劇增長，但我們的團隊可以借助靈活的PXI平臺，支持全新的測量方式，同時確保核心測量軟件和硬件不變?！庇捎贜I平臺的完整性靈活性，使得Qorvo成為全球首批量產(chǎn)專為新型n77 5G頻段規(guī)劃的射頻前端模塊，這款RF前端將PA，LNA，濾波和開關結合在一個緊湊的集成封裝中。Ben最后也表示，隨著5G波段向毫米波演進，由于傳播和更短距離等挑戰(zhàn)，需要更多支持毫米波頻譜的儀器。在2018年2月，兩家公司就曾在第20屆GTI研討會上聯(lián)合演示測驗首款市售5G RF前端模塊(FEM)。ADI：同時扮演了供應商與客戶角色ADI儀器和精密技術業(yè)務部總經(jīng)理Mike O'Sullivan表示，ADI的理念就是超越一切可能，為此，ADI與客戶密切合作，了解并滿足市場不斷變化的需要。NI總裁兼COO Eric Starkloff說道，NI最新推出的毫米波矢量信號收發(fā)儀，正是基于與ADI的密切合作，每個產(chǎn)品上采用了200多顆ADI芯片，從ADC到DAC，從放大器到電源管理IC等。除了產(chǎn)品規(guī)劃，雙方在實驗室和量產(chǎn)測驗上的合作也非常多。Mike表示，半導體公司在測驗上始終面臨減少測驗時間和成本的壓力，有效利用自動化是其中最關鍵的第一步。但這還不夠，在實驗室和生產(chǎn)車間運用不一樣的測驗搞定方案會造成額外的重復工作，導致效率變差，因此因這些團隊之間的重復工作而產(chǎn)生額外的低效率。“打破工程和生產(chǎn)之間的障礙并不是新鮮想法，但傳統(tǒng)的ATE測驗搞定方案已經(jīng)是分別針對實驗室或生產(chǎn)環(huán)境進行了優(yōu)化，這使得雙方打通很難實現(xiàn)?！盡ike說道?！耙虼嗽贏DI，推出了一項名為LEAP（Leveraging Evaluation to Accelerate Production）的計劃，該計劃通過研究實驗室進行自動化測驗IP驗證，最終將其復用到量產(chǎn)環(huán)節(jié)?！边@項計劃看起來，只有NI的STS（半導體測驗系統(tǒng)）最為合適，2014年，公司在晶圓廠和實驗室都部署了NI STS產(chǎn)品進行試點。ADI高度認可STS系統(tǒng)的靈活性，現(xiàn)在STS廣泛使用在晶圓探針測驗和最終的封裝測驗中，產(chǎn)品涵蓋從混合信號器件到RFIC的組合，并且未來將會繼續(xù)擴展?！巴ㄟ^完全相同的平臺，我們簡化了實驗室到量產(chǎn)間的過渡，通過最終試點，我們也獲得了強大的投資回報率，如今我們正在全球范圍內(nèi)擴展該項目。”Mike解釋道，“STS可以顯著減少測驗成本和占地面積，同時STS對于5G收發(fā)器產(chǎn)品的支持也非常好，另外則是高度的可靠性，平均問題間隔時間超過10000小時，并且雙方可以認真聆聽彼此意見，不斷改進系統(tǒng)性能?！?ADI利用NI的平臺進行射頻器件測驗
Butterfly：NI靈活測驗平臺助力測驗開發(fā)作為手持超聲波領域初創(chuàng)公司Butterfly Network來說，其核心就是自己的超聲波芯片技術，可將典型超聲波探頭的性能集成到一個由數(shù)以千計MEMS組成的2D矩陣陣列中。作為系統(tǒng)級的初創(chuàng)公司，Butterfly Network的芯片采用了代工模式，但公司測驗工程經(jīng)理Andrew Betts表示，公司內(nèi)部依然有軟硬件開發(fā)的測驗人員，只是將測驗執(zhí)行交給了外包OSAT?！拔覀冃枰粋€可定制的靈活測驗搞定方案，NI的STS可以提供對于C#和Python的支持，提供了I / O定制和資源密度，具有極具吸引力的成本目標和緊湊的占地面積，因此我們可以在實驗室就進行測驗方案的開發(fā)。STS可以使我們的迭代時間從三周縮短到一天?！盇ndrew說道。Butterfly Network的彩超展示
更垂直深入的半導體搞定方案Qorvo、ADI和Butterfly的合作方案，也引出了NI幾個全新產(chǎn)品，其中包括與東京電子、FormFactor和Reid-Ashman聯(lián)合演示5G毫米波半導體晶圓探針測驗搞定方案。5G毫米波半導體晶圓探針測驗搞定方案
全新的毫米波矢量信號收發(fā)儀（VST），結合了射頻信號發(fā)生器、射頻信號分析儀和集成開關，頻率高達44 GHz的1 GHz瞬時帶寬，以搞定5G毫米波RFIC收發(fā)儀和功率放大器帶來的測驗挑戰(zhàn)。汽車領域：法雷奧：NI平臺助力XtraVue Trailer系統(tǒng)在CES 2019上，法雷奧展示了XtraVue Trailer，通過在牽引車后部安裝一個攝像頭，通過計算，在中控系統(tǒng)顯示屏上顯示一幅圖像，使拖車幾乎“透明”。法雷奧XtraVue Trailer
法雷奧測驗開發(fā)經(jīng)理Chris Forristal表示，在該系統(tǒng)中，采用了PXI平臺，用于新技術的開發(fā)和驗證。該平臺既有現(xiàn)成的技術組合，同時也允許客戶進行軟件開發(fā)。FlexRIO在其中扮演著重要角色，開放式的可編程FPGA可以靈活搞定挑戰(zhàn)。法雷奧運用FlexRIO作為主要的相機界面，可以進行實時初始化，控制和捕獲攝像機的數(shù)據(jù)?！爱擡CU正在開發(fā)中，我們可以完成控制和同步攝像機的工作，可以將這些數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)秸陂_發(fā)并在PC上運行的算法。而當ECU準備就緒時，我們可以通過控制ECU來直接記錄攝像機數(shù)據(jù)。除了攝像機數(shù)據(jù)，我們還可以捕獲ECU調(diào)試數(shù)據(jù)，車輛總線和參考傳感器數(shù)據(jù)?！盋hris說道。Chris表示，利用捕獲到的數(shù)據(jù)，法雷奧可以隨時進行視覺算法的訓練和驗證，在算法開發(fā)期間就可以進行數(shù)據(jù)處理，并將數(shù)據(jù)重放到ECU硬件上，作為我們測驗工作包括HIL流程的一部分?；赑XI和FlexRIO的平臺化系統(tǒng)可以涵蓋從規(guī)劃驗證到環(huán)境測驗和量產(chǎn)的任何環(huán)節(jié)中，作為一項全新項目，除了重新規(guī)劃FlexRIO相機界面之外，其他90％的硬件和軟件都可以直接重復運用。“對于相機規(guī)劃這種全新的測驗項目，封閉式的搞定方案不夠靈活，非常浪費開發(fā)時間。而通過NI平臺，開發(fā)階段已縮短至3個月，比此前至少快了50%以上。”Chris說道。博世：NI助力中央網(wǎng)關測驗博世測驗設備開發(fā)工程經(jīng)理Jason Guss表示，現(xiàn)在博世針對網(wǎng)關ECU的驗證團隊中已經(jīng)對3種不一樣的NI系統(tǒng)進行了標準化，其中包括PXI、LabVIEW以及TestStand。 對于車用ECU來說，越來越多的ECU，使得DUT的測驗復雜度大幅提升。 如圖所示，針對不一樣復雜度的驗證工作，博世靈活選擇了NI的軟硬件，并結合自身knowhow，大幅提升了工作效率。Jason表示，針對不一樣的復雜度，博世曾經(jīng)考慮過多供應商搞定方案，但最終還是選擇了NI，可以通過一家公司的平臺化產(chǎn)品滿足大部分需要?！拔覀兛紤]NI的原因主要是因為可以降低測驗的開發(fā)周期和成本，同時具有可重復運用的硬件和軟件。”Jason說道。通過NI系統(tǒng)的標準化工作，博世實現(xiàn)了更緊密的團隊配合及項目導入，由于不再需要支持多種軟件語言和專有的測驗管理人員，因此減少了團隊基礎配置，同時工程師基于標準化規(guī)劃的新測驗系統(tǒng)所需的時間大大減少。也正是因為這一項目中的成功，Jason已經(jīng)在博世中領導整個汽車多媒體/信息娛樂部門的全球標準化工作，現(xiàn)在在德國已經(jīng)有20個車輛駕駛艙單元測驗儀采用了此標準。NI副總裁兼交通事業(yè)部總經(jīng)理Chad Chesney表示：“整個汽車的割裂是普遍存在的，每個系統(tǒng)部分都有自己的處理器和傳感器，但是神經(jīng)網(wǎng)絡和人工智能的出現(xiàn)，將對未來汽車界產(chǎn)生重大影響。未來的融合挑戰(zhàn)需要集體努力，沒有一家公司，一家Tier1供應商，一家測驗供應商可以處理汽車中各個方面的技術難題。”NI電動車大功率測驗搞定方案針對電動車大功率相關模擬仿真測驗，需要在一側模擬電池，在另一側模擬電機。由于電池是EV動力總成中成本最高且最具潛在危險的部件，因此運用實際物理電池驗證性能與模擬相比至關重要，為了獲得足夠的測驗覆蓋率和信心，必須長期測驗大量的實測案例，這需要工作流程的控制和測量步驟中的高度自動化。NI正在構建三套汽車測驗系統(tǒng)，用于電池組驗證，牽引逆變器驗證和ECU生產(chǎn)測驗，其中兩項和大功率有關?！皟?yōu)化工作流程的硬件和測驗配置步驟可以防止測驗開發(fā)人員不得不一遍又一遍地重新發(fā)明輪子，通過NI與特定使用的組合，為產(chǎn)業(yè)提供一站式搞定方案，從而縮短測驗開發(fā)時間?！盩y說道。其中一個很好的例子就是NI增加了電力電子功能，為EV測驗使用（如電池循環(huán)器）提供適當功率級別的高性能電源和負載，此前NI一直專注于中小功率產(chǎn)品，但現(xiàn)在NI已在比利時投資了新的研究基地，實現(xiàn)電力電子方向的新突破。 基礎事業(yè)（包括科研、電子及能源）：NI高級副總裁兼基礎事業(yè)總經(jīng)理Ajit Gokhale介紹了NI在此領域的四項重要實踐。在科研及教學領域：俄克拉荷馬州立大學部署了60多種NI ELVIS III，為學生提供工程實踐，以便獲得和業(yè)界一致的開發(fā)體驗。在能源領域：Tokamak Energy正在運用LabVIEW和CompactRIO來維持1億攝氏度的等離子體。在消費電子領域：Amfax通過LabVIEW FGPA提供革命性的檢測技術，以顯著提升PCB的生產(chǎn)質(zhì)量。在電氣設備的維護和監(jiān)控領域：NI平臺正在產(chǎn)生巨大的業(yè)務影響，世界各地的制造商都在尋求提升生產(chǎn)線設備的有效利用率。 德勤：NI賦能物聯(lián)網(wǎng)整體搞定方案德勤首席物聯(lián)網(wǎng)科學家Robert Schmid利用AR技術，展示了德勤虛擬工廠。在這一Turnkey IoT搞定方案中，德勤結合了NI平臺的CompactRIO和InsightCM，通過CompactRIO執(zhí)行高速采集和分析，將信息匯總，以評估生產(chǎn)線的健康和效率。德勤通過這一手段，幫助某家客戶進行了產(chǎn)線改進，實現(xiàn)了2000萬美元以上的整體收益，效率提升了9%。“借助NI的平臺，我們可以看到集成的高性能采集和分析帶來無窮機會，為客戶資產(chǎn)實現(xiàn)效率，運行時間和質(zhì)量的提升。”Robert說道。為了減少工廠復雜的布線要求，NI特別推出了全新的無線節(jié)點網(wǎng)關和產(chǎn)線健康狀態(tài)檢測的振動傳感器，該傳感器采用MEMS技術準確判斷出物體的振幅和振頻，通過藍牙將各傳感器數(shù)據(jù)匯總到新推出的無線網(wǎng)關中，之后再由支持無線系統(tǒng)的在線資產(chǎn)監(jiān)測軟件InsightCM匯總。全新的無線網(wǎng)關以及振動傳感器
國防與航空航天：Virgin Orbit：NI平臺助力衛(wèi)星小型化來自Virgin Orbit的副總裁Will Pomerants和測驗工程師Omar Mussa介紹了NI在航空航天上的使用。作為專注中小型衛(wèi)星的公司，Virgin Orbit的運載火箭2018年首次綁在飛機機翼上進行測驗飛行。這個背后的功臣，就是通過靈活且快速的NI平臺實現(xiàn)的?，F(xiàn)在Virgin Orbit大部分操作系統(tǒng)產(chǎn)品都來自NI，從多級航空電子硬件在環(huán)測驗臺，到飛行驗收和鑒定測驗，再到發(fā)射控制，以及監(jiān)控飛機上的火箭和有效載荷狀態(tài)，通過運用NI的硬件和軟件平臺組合，包括LabVIEW，VeriStand，TestStand，SystemLink，PXI，CompactRIO和CompactDAQ。通過VeriStand和LabVIEW運行多個場景來測驗控制軟件如何飛行火箭，以及航空電子設備硬件和發(fā)射操作系統(tǒng)的交互?！癗I平臺讓我們能夠保持自我設定的激進時間表，它的靈活性和可擴展性使得我們可以實現(xiàn)最快速的創(chuàng)新。”軟件平臺的進展軟件是NI最重要的武器，NI的一切都可以通過軟件定義。每年，LabVIEW都會有重大革新，但此次的意義非比以往。 LabVIEW NXG改進了與MATLAB軟件的互操作性，增加了對于MATLAB的接口，這意味著兩家公司第一次官宣合作。MathWorks MATLAB工程副總裁Roy Lurie以奧斯汀大學Reneu Labs計算臂原型開發(fā)為例。在這個實驗中，工程人員驗證控制算法的系數(shù)，以便在抓住物體時最大化手的剛度。在每次手臂移動時，都運用MATLAB編寫的腳本。“過去，研究人員先進行試驗，然后把采集到的數(shù)據(jù)導出到Excel中，再導入MATLAB進行分析，非常的不科學。”如今，接口的支持運用戶能夠在一個工具中同時執(zhí)行采集和分析，而無需進行痛苦的數(shù)據(jù)格式轉換?！八羞@些都不需要離開LabVIEW NXG，您甚至可以在VI運行時調(diào)試或修改MATLAB代碼?！盧oy興奮地說道。通過LabVIEW和MATLABS，消除開發(fā)隔閡
NI CEO：平臺化趨勢勢不可擋正如CEO Alex Davern所說，在如今快速發(fā)展的科技與搞定問題的工具方面形成了一個鴻溝。如何彌補這種不一樣的關鍵點是在整個工作流程中提供高價值的平臺。在Alex看來，“一個開放的平臺，可以滿足各種特定業(yè)務和技術的需要；一個軟件定義的平臺，可以快速適應新的要求；一個平臺話的產(chǎn)品理應允許開發(fā)人員運用更多常用的編程工具，包括NI提供的軟件和其他如Python，.NET，MATLAB和Simulink等軟件；一個平臺應該具備提供模塊化的高性能I / O，具有先進的驅(qū)動軟件和測量IP；一個平臺應該是小尺寸，但是具有豐富的可擴展性的平臺?！睂τ贜I來說，在軟件定義的平臺之上，構建了越來越深厚，越來越廣泛的行業(yè)使用，以幫助客戶加速產(chǎn)品的上市周期?！叭绻鷽]有充分利用NI平臺，您將無法跟上競爭對手的步伐?！盇lex表示。小發(fā)現(xiàn)：此次NIWEEK 2019以Full Force為主題，在整個演講過程中，滲透了大量星戰(zhàn)元素。比如每位參會者都會收到一個光劍（lightsaber）禮物。 在主題演講論壇上，NI產(chǎn)品規(guī)劃副總裁Stephanie Breyer甚至揮舞起劍，通過NI強大的數(shù)據(jù)采集功能實時獲得加速度等數(shù)據(jù)。 同時也有打扮成打扮成R2-D2的STS系統(tǒng)，以及打扮成絕地武士的NI測驗系統(tǒng)主管Charles Schroeder。誠意滿滿的星戰(zhàn)主題，似乎預示著NI的原力已覺醒。該文章被收錄于：
如何用示波器 ? https://www.chinafix.com/zt/32019-1.html
編程器 ? https://www.chinafix.com/zt/1877-1.html
評論 (0)