NI依靠科技创新，推动产业升级

                                                                                                                                                            文/gongkong 张莹

导语：创新已被提到国家战略的高度，成为把脉一个企业发展的驱动力。在这个市场发展日新月异变化的今天，创新并不仅仅是拥有卓越的技术。作为一家全球测试测量行业的领导者——美国国家仪器有限公司（简称NI），它每一次新产品的推出，都为推动产业升级做出了积极的贡献，也向人们诠释着科技创新的内涵。

        近日，北京国家会议中心迎来了第八届PXI技术和应用论坛，作为国内最大的年度PXI专业论坛，每年NI都会借此平台发布基于PXI平台的新产品。今年，NI再次通过这一平台发布了多款基于PXI的最新产品，其中，NI与泰克合作推出的业内最高性能PXI（NI PXIe-5185/86）数字化仪受到了媒体和业界的广泛关注。这一高性能PXI数字化仪产品的推出，刷新了PXI数字仪表的产品目录，进一步扩展了数字化仪在自动化测试应用中的性能。为此，中国工控网记者采访了NI全球研发副总裁Robert Canik。

 
技术先进，领跑行业

       PXIe-5185/86数字化仪是NI与泰克合作推出的业内最高性能PXI数字化仪，它融合了两家之优势，充分体现了技术领先性，领跑行业发展。

中国工控网：PXIe-5185/86数字化仪是NI与泰克公司联合推出，请您介绍一下这两款产品如何体现其技术先进性？

NI Robert：这两款数字仪是与泰克公司合作开发的，为客户提供了3GHz和5GHz两种带宽选择，其采样率达到12.5GS/s。全新PXI数字化仪结合了泰克在高速数字化仪前端设计方面的优势和NI在软件定义的模块化仪器领域的优势。这一产品的发布也是NI坚持长期在PXI平台上投入的又一体现。

       PXI作为一个模块化架构的标准平台，便于快速利用各种最新的商业可用标准技术，将泰克高采样率ADC整合到PXI架构中就是一个很好的例子。全新数字化仪中采用了泰克专利ASIC芯片，它是进行高速信号采集的基础，具有低噪音、高线性度等特点，并且基于高可靠性的IBM 7HP SiGe技术实现。泰克的Enabling Technology技术保证了极佳的信号保真度，并可实现超低抖动特性。极低的500飞秒（RMS）抖动确保了5GHz时的有效位数（ENOB）可达5.5比特。

       NI专利技术为全新数字化仪提供高数据吞吐量，实现更快的测试速度，利用领先的多模块定时与同步技术可进一步创建高通道数的集成测试系统。

中国工控网：作为NI PXIe—5185/86数字化仪设计的合作者，请问泰克公司在本次产品的开发中做了哪些贡献？随着市场的变化，NI与泰克是否会考虑产品的升级换代？

NI  Robert：泰克公司经过65年的发展已经成为了设计领先示波器制造商，泰克主要致力于专用的模数转换器、放大器、数模转换器以及多路分离和复用ASIC等技术的研发。基于泰克的实力，在本次的合作中，泰克公司主要进行了设计高带宽、功能全的模拟前端以及将泰克高采样率ADC整合到PXI架构中。

       关于未来产品的升级换代，我们认为这个主要是根据客户和市场的需求而定，具体到某一个产品，还是要经过市场的考察。

中国工控网：对于一个新产品而言，既要体现技术先进性同时又要保证产品的品质，请问NI是如何做到这两点的？

NI  Robert：该款数字仪是业界最高性能的PXI数字仪，它具有卓越的采集性能和较高的灵敏度。采样率主要表现在它所使用的ADC是泰克示波器中也使用的，是基于IBM 7HP（高性能）SIGe处理节点设计的。这是一个四路交叉采样的流水线型8位ADC，使用专有的主次逼近型架构，具有单时钟输入，可实现12.5GS/s的最大采样率。

       ENOB是灵敏度的一个衡量指标，他描述了经过数字化之后的波形逼近原模拟波形的程度，表述了噪声与失真的影响。使用ENOB能够反映差分非线性、积分分线性、遗漏码、噪声等误差来源的影响。

       NI对产品质量有着极高的要求，保证每一个元器件的品质，在产品出厂前都会经过严苛的测试和检验。另外，对于PXI平台来说，往往需要通过系统集成工作来实现最终应用，因此我们一直认为除了关注硬件本身的质量之外，软件与支持服务有着同等重要的地位。

应用体现价值

         用户在评价一款新产品其性能好与坏时，并不只局限于产品本身技术性的先进与可靠，往往更在意它的应用价值。

中国工控网：请问这款数字仪主要适用于哪些行业？它具有什么样的优势？

NI  Robert：该数字化仪适用于3U PXI Exprsee平台，它能以700MB/S的速率进行高速数据传输，并且多个模块间的通道同步精度可达160ps。这些功能使全新数字化仪成为自动化生产测试、半导体ATE和高能物理测量系统应用的理想之选。

       由于该数字化仪是基于PXI平台的，特别针对自动化测试与验证应用而设计，软件对系统集成的重要作用不言而喻。全新数字化仪可结合NI LabVIEW图形化系统设计软件，进行仪器控制与自动化应用；同时也可利用NI LabWindows/CVI ANSI C软件开发环境或Microsoft Visual Studio .NET开发工具，使用各种语言进行编程。工程师可以使用NI-SCOPE仪器驱动以及全新LabVIEW抖动分析工具包加速开发。LabVIEW抖动分析工具包提供了丰富的函数库，可用于抖动、眼图和相位噪声等测量。

中国工控网：据悉，NI高速数字化仪涵盖从PXI-5125到PXIe-5186等一系列产品，那么NI数字化仪为何适用于自动化测试应用？

NI  Robert：NI不仅在软件设计方面具有核心竞争力，其硬件与集成系统与竞争对手相比同样具有竞争力。以NI高速数字化仪为例，可以看出模块化仪器具有三个主要设计特征，使其适用于自动化测试：高数据通量、精确的通道间同步、能够很容易的与其他类型仪器设备集成。

       带宽和延迟时间通常是自动化测试中最受关注的指标，这两个指标决定了整个测试系统的整体速度性能。NI高速数字仪基于PXI平台构建，这一平台能够针对多种应用提供高速性能，通过PCI和PCI Express总线实现高带宽和低延迟，PXI Express是基于高速PCI Express技术的一种PXI总线，可以达到几个GB/s的系统通量，其具体速率取决于所选的机箱和控制器。PXI和PXI Express总线的数据传输速率显著高于GPIB、USB或LAN总线。

       仪器的同步可以使用多种不同的方法，但是主要关注的指标是采样时钟速率和多个设备时钟之间的相位差，如果在测试系统的设计阶段没有充分考虑同步精度指标，则测量误差将最终导致产品的质量问题。实现完美的同步指标关键是采样时钟的对齐和触发信号，NI SMC技术是NI高速数字化仪的基础，基于专利设计，采用一个单独的时钟域信号来使能触发信号的发送和接收。这一时钟域信号称为触发时钟，可以在NI数字化仪和其它仪器的通道之间实现皮秒级的同步。

       测试系统通常由许多类型的仪器组成，包括信号源、测量仪器和开关阵列等。PXI平台涵盖了众多的应用领域，其模块包括模拟和数字I/O、高速仪器、机器视觉、运动控制和各种总线接口。使用PXI系统和NI集成模块化仪器，不仅可以在一个机箱内实现一个综合的测试系统，同时，由于机箱内的模块可以实现皮秒级的同步精度，可保证测量的质量和重复性精度。

       此外，正如我前面所说，无论是何种应用，最终将模块化仪器集成在一起、起到整合作用的关键是软件。NI在软件方面的优势也进一步降低了用户使用该数字化仪构建系统的复杂度，提高了系统集成效率。

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