直击PXI TAC 2017：如何应对智能时代下的测试挑战？

今年正值PXI技术诞生20周年之际，由NI(美国国家仪器，National Instruments，简称“NI”)公司主办的PXI TAC 2017近日在深圳隆重召开。作为业界最具影响力的PXI专业论坛，PXI TAC 已经连续举办14年，这次PXI TAC回归本质，以用户为核心，聚焦用户应用，让用户看到最前沿的智能测试技术和趋势，以及在热点应用上的方向。

众所周知，PXI TAC自2004年创办以来经过14年积累，已经是中国地区最大、最具影响力的PXI技术专业论坛。本次论坛应用领域热门高精尖领域全覆盖，卫星、5G、自动驾驶、物联网、802.11ax......近千位观众参会，多家媒体前来报道，可谓盛况空前。

图1. PXI TAC 2017在深圳隆重召开

NI研发副总裁梳理PXI技术持续创新20年

回顾PXI发展历程，1997年PXI技术诞生，2004年将FPGA技术引入PXI平台，2010年推出业界首款PXI平台矢量网络分析仪，在2012年又发布了业界第一款矢量信号收发仪，2015年推出业界首款基于第三代PCIe总线技术的 PXI系统， 2017年发布三款新品： MXI Thunderbolt、PXI全新任意波形发生器和802.11ax WTS-IS 1.3。NI是PXI技术的发明者并持续引领该技术创新20年。

图2. NI研发副总裁Steve Warntjes先生发表主题演讲

在主题演讲上，NI研发副总裁Steve Warntjes先生说：“NI坚持开放灵活的平台化战略，PXI平台的优势在于可以保证每个模块协同工作，又不会过度定义，对不需要的部分，厂商可以对模块进行ADD屏蔽。”

关于PXI如何提高定时和同步，Steve Warntjes表示：“集成时间和同步能极大地提高生产力，PXI是为自动化而生的，PXI机箱包含专用的10 MHz差分时钟和差分触发，可减轻多设备同步情况下的误差。”

PXI的另外一个优势是高吞吐率和低延迟，他指出，虽然AT系统的吞吐量经常被忽略，数据瓶颈可能会削弱测试速度。设计系统时都会注意到延迟，PXI提供命令并以亚微秒速度接收数据，速度比千兆以太网快1000倍。

图3. PXI 平台相对于传统仪器的优势

相对于传统的软件架构，PXI的优势也不言而喻。PXI系统的软件位于主机上，可实时配置用户定义的测量和分析。用户可以通过将测量分析算法部署到FPGA来进一步灵活的定义功能。信号处理占测量时间的80%以上，传统的仪器不能升级CPU，PXI的CPU可以更新，这样可以大大提高性能，实现最小的投资。

借助NI开放灵活的PXI平台，迎接智能设备爆发带来的测试挑战

如今，智能设备的复杂性不断提升，多重技术融合。面对智能设备的大爆发，工程师需要更加灵活，高可靠性的智能测试系统。在本次论坛的展示区，PXI在各种热门高精尖领域的解决方案和应用实例十分引人注目。

1) FPGA、SMU结合灵活的软件LabVIEW助力测试智能化

图4. 基于PXI的高性能FPGA和测量单元(SMU)

NI FlexRIO设备包括了可采用NI LabVIEW FPGA模块进行编程的现场可编程门阵列(FPGA)模块，以及能提供高性能模拟和数字I/O的适配器模块。适配器模块是可互换的，并可以在LabVIEW FPGA编程环境下定义可用的I/O。

那么，NI FlexRIO配合高速串行板卡能带来什么?

• 板载FPGA实现实时处理和确定控制
• 可重配置I/O(RIO)架构
• 从原型验证到独立分布式部署的完整方案
• 终端到主机1.2GB/s高速光纤串行通信

基于NI SourceAdapt技术的NI系统源测量单元(SMU)，灵敏度可达10fA, 用户可以自定义调整SMU响应，采用SCPI标准指令控制，从而实现四象限灵活运行，多通道、高密度、更快速稳定的测量。

图5. LabVIEW 诞生30年来最具革命性的新版本亮相

以软件为中心，构建自动化测试生态系统，NI LabVIEW就是通过生态系统而变得更有价值的应用软件之一。

本次PXI TAC，NI展示了全新的LabVIEW——LabVIEW诞生30年来最具革命性的新版本，它具有以下新特性：获得所需的工具和IP，使用最新的系统设计技术，加之不断壮大的硬件和软件生态系统，以及协调分布式系统中大量的连接设备，简化复杂系统的开发。

2) PXI整合式解决方案，直面物联网领域测试挑战

有调研公司数据显示，到2020年物联网将带来每年至少300亿美元的市场利润，届时也将出现25亿个设备连接到物联网上，这一趋势并将继续快速增长。

图6. PXI迎接物联网领域的测试挑战

NI PXI硬件平台配合LabVIEW开发软件为低功耗蓝牙(LE)的测试提供完整的BLE测试方案。支持1.x ,2.x+EDR, 3.x+HS, 4.2 LE,和5.0 LE等标准，提供LabVIEW/NET/CVI/C应用程序接口(API)，支持使用HCI进行DTM测试。

多模天线交互操作，Micropross可以提供NFC 测试解决方案，具体可看现场展示的MP500 PT1-NFC，它具有NFC协议(ISO 14443 A/B，ISO 15693，MIFARETM，FeliCaTM)读写仿真性能，用于智能卡片测试，丰富的C语言用于自定义测试和集成。

NI与HPE联手打造支持高性能PXI仪器的Edgeline IoT远程服务器系统，实现边缘网络的即时分析和控制。同时，面对物联网场景下的大数据，NI提供DIAdem软件进行海量数据的挖掘与管理。

3) NB-IoT, 5G, 802.11ax……如何应对射频和无线测试新挑战?

NB-IoT已经迅速成为低功耗广域物联网(LPWAN)的主流通信技术，LPWAN是当前全球物联网发展中最引人瞩目的领域，可以真正实现大范围物联网的低成本全覆盖。

与此同时，NI基于模块化仪器快速灵活部署的NB-IoT测试工具包应运而生，目前已经在台湾多地推广了NB-IoT产品测试解决方案。

让WIFI不再“塞车”的802.11ax，也是最近比较热的话题。与此相对应的解决方案，就是NI第二代矢量信号收发仪，每一个VST都有着1GHz的损失带宽，四块VST集成在一起，组成了4×4 ax MIMO的测试系统。

面对现在最新最火的5G原型设计，NI发言人表示，Massive MIMO、毫米波、Multi-RAT(Radio Access Technology)、无线网络等是进行5G关键技术验证的关键。

以下有两个案例佐证：

NI通过和Nokia公司的合作，发布了世界上首个支持高达2G Hz带宽的毫米波原型系统;通过和隆德大学合作，首次实现100天线Massive MIMO系统。

图7. NI展示针对NB-IoT, 5G, 802.11ax等最新测试方案

4)NI STS半导体测试系统，专门为量产测试而打造

NI STS的开放模块化架构使得工程师能够使用最前沿的PXI仪器，这是采用传统具有封闭结构的ATE无法实现的。这对于RF和混合信号测试尤其重要，因为最新半导体技术要求的测试覆盖率往往超越了传统ATE所能提供的。

NI STS结合了TestStand测试管理软件和LabVIEW系统设计软件，具有一组针对半导体生产环境的丰富功能，包括可定制的操作界面、分选机/探针集成、具有引脚-通道映射且以设备为中心的编程、标准测试数据格式(STDF)报告以及集成式多点支持。

图8. NI STS半导体测试系统

5)PXI硬件平台配合算法软件，轻松搞定汽车产品全周期测试

智能汽车集成更多的感知和通信技术，比如雷达、蓝牙、无线通信等，这些先进技术的引入同时也会使整个汽车系统的复杂度大大提升。基于这一系列测试挑战，NI提供一系列解决方案应对。NI工程师在演示中表示：“在整个系统当中基于NI的射频模拟器，能够实现V2X通信信号的模拟，同时结合NI的毫米波雷达前端，去实现车载雷达的目标信号仿真，通过GPO图像处理以及FPGA的故障注入，我们就能够非常方便地模拟不同天气情况下的场景测试了。”

除此之外，NI还提供了HIL模拟器，可以支持包括carmaker/ prescan的场景仿真，以及CarSim/MATLAB的软件动力学仿真系统，同时能够进行外围的传感器和负载的模拟。基于这样一套平台，就能够实现从感知到决策再到执行完整的闭环仿真测试系统。

图9. NI面向智能汽车HIL测试系统

案例话事，NI携手合作伙伴打造良好生态环境

PXI是一个开放的平台，多年来，NI积极携手合作伙伴，更好地为35,000多家用户服务，已经形成了全面完善的服务与支持生态系统。

图10. PXI生态环境日益完善

在本次大会上，NI展示了合作伙伴Booster帮助伟创力做可穿戴智能手环的测试，他们使用了基于矢量信号收发仪的PXI平台，结合LV和TS软件，来完成当前型号智能手环的测试，速度从 60s/pcs 提高到 45s/2pcs，PXI真正实现了帮客户提升测试效率。

NI为长光卫星提供全方位遥感遥测解决方案，及包括长达十年的保修、全生命周期的技术更新与管理咨询等服务，同时NI与长光卫星签订战略合作协议，进一步提升支持力度。

图11. NI展示的部分客户案例

关于长城电源，这里有一笔经济账：PXI平台投资35万/台，人力成本60万/年，其它成本10万/年。较传统的测试方案，选用PXI平台，在两年内为长城电源带来的综合收益高达100万元!

Ruckus Wireless是一家为复杂环境提供WiFi覆盖方案的公司，自使用VST以来，Ruckus的无线DOA实现零投诉，效果惊人。