虛擬儀器技術(shù)的進(jìn)展及如何提升并行處理能力
加入技術(shù)交流群
產(chǎn)品功能的日趨集成化也是挑戰之一，拿新上市的iPhone為例(見(jiàn)圖2)，它匯聚了多種功能，不僅用來(lái)通話(huà)，也可以用作MP3、PDA、數字相機等等，并且為了保持市場(chǎng)的競爭力，新的功能會(huì )被不斷地加入。
圖1:通訊行業(yè)并存著(zhù)多樣的協(xié)議
圖2：產(chǎn)品功能日趨集成化
基于這些挑戰，測試儀器也正在經(jīng)歷一個(gè)基本原則的變更——從功能固定的分立儀器向著(zhù)靈活的基于軟件的模塊化儀器架構轉變，這正是NI在20多年前提出的“虛擬儀器技術(shù)”的概念。利用虛擬儀器技術(shù)的特性，可以有效地解決上述的挑戰：基于軟件的自定義功能使得工程師們可以針對不同的協(xié)議開(kāi)發(fā)對應的測試程序；而模塊化的儀器架構則可以根據不同的功能測試選用不同的模塊硬件，在同一個(gè)測試平臺上靈活地實(shí)現測試系統的集成。
虛擬儀器技術(shù)目前已經(jīng)被應用在測試測量和自動(dòng)化的各大領(lǐng)域，協(xié)助越來(lái)越多的工程師來(lái)創(chuàng )建高性能、高擴展性的測試系統。與此同時(shí)，虛擬儀器技術(shù)本身也在不斷發(fā)展和創(chuàng )新，縱觀(guān)其20多年來(lái)的發(fā)展歷程，可以看到，由于虛擬儀器技術(shù)是建立在商用技術(shù)的基礎之上，因此它能夠將新興發(fā)展的科學(xué)技術(shù)都融合進(jìn)來(lái)，使工程師能以最迅速和便捷的方式來(lái)享用，從而創(chuàng )建更高性能的測試系統。PC處理器技術(shù)的發(fā)展就是一個(gè)很好的例子：在1990年，用當時(shí)的PC(Intel 386/16)處理65000個(gè)點(diǎn)的FFT需要1100秒時(shí)間，而現在使用3.4GHz的P4計算機實(shí)現相同的FFT只需要約0.8秒。
這些蓬勃發(fā)展著(zhù)的新興技術(shù)也是動(dòng)虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)力，例如PCI Express總線(xiàn)技術(shù)可以讓更多的原始數據以更高的速度傳送給PC；而多核技術(shù)則可以實(shí)現真正的并行運算，從而直線(xiàn)提升系統的數據處理性能；可編程邏輯門(mén)陣列(FPGA)技術(shù)則允許工程師根據不同的測試要求通過(guò)軟件重新定制硬件的功能。因此，可以預見(jiàn)的是，這些主流的商用技術(shù)將讓虛擬儀器技術(shù)向許多之前只能用昂貴的專(zhuān)用設備的應用領(lǐng)域敞開(kāi)了大門(mén)。另外，縱觀(guān)目前主流的商用技術(shù)，可以很明顯地看到，其發(fā)展的趨勢是通過(guò)并行拓撲結構來(lái)實(shí)現更高的性能。下面是幾種新興技術(shù)實(shí)例：
PCI Express總線(xiàn)技術(shù)
傳統儀器由于將數據處理和分析的過(guò)程放在了儀器硬件內部，因此它只能返回一個(gè)結果值，這種方式雖然方便，但是卻無(wú)法滿(mǎn)足之前已經(jīng)敘述過(guò)的靈活性的要求。因此，一個(gè)更好的測試方式就是直接得到原始數據，再使用專(zhuān)業(yè)的分析工具來(lái)分析數據，這種方式可以允許工程師們對原始數據進(jìn)行多次的分析，從而不再需要做多次測試來(lái)獲得不同的分析結果，節省了時(shí)間和成本。
然而，隨著(zhù)采樣率的不斷提高和通道數的增多，現有的總線(xiàn)帶寬能否進(jìn)行原始數據的實(shí)時(shí)讀取，這是實(shí)現很多新興測試應用之前就需要解決的問(wèn)題。
評論