2007年測試測量?jì)x器業(yè)回顧

四種總線(xiàn)各顯千秋

　　測試測量業(yè)已經(jīng)擁有兩種IEEE總線(xiàn)標準，即IEEE488（GPIB）和IEEE1515（VXI），還有兩種工業(yè)標準，即PXI和LXI。當前四種總線(xiàn)并存，各有特點(diǎn)、各有用戶(hù)。GPIB是HP公司在1970年代初獨自開(kāi)發(fā)的臺面儀器總線(xiàn)，至今三十多年仍在應用。到了1985年，TEK等公司推出模塊儀器使用的VXI總線(xiàn)，當時(shí)業(yè)界開(kāi)始議論到有關(guān)GPIB總線(xiàn)的前途，根據通用測量?jì)x器的平均壽命二十年來(lái)推算，GPIB總線(xiàn)開(kāi)始進(jìn)入衰減期。事實(shí)上GPIB總線(xiàn)并未受到VXI總線(xiàn)的強烈沖擊，因為模塊儀器總線(xiàn)需要在機箱的背板上實(shí)現，對于分立的臺面儀器并不適用。隨后，1997年再由NI公司開(kāi)發(fā)成功PXI總線(xiàn)，它簡(jiǎn)化和提高了VXI總線(xiàn)的性能，目的是取代VXI總線(xiàn)。顯然，同樣具有模塊儀器總線(xiàn)特點(diǎn)的PXI總線(xiàn)取得不錯的成績(jì)，但直至2007年PXI的銷(xiāo)售額才超過(guò)VXI。VXI和PXI總線(xiàn)近年的全球市場(chǎng)變化如表1所示，可見(jiàn)VXI總線(xiàn)推出二十年了才開(kāi)始進(jìn)入衰減期，壽命還要延續十年左右。此時(shí)PXI總線(xiàn)將持續增長(cháng)，預期2010年的全球銷(xiāo)售額將比2006年增加一倍，達到5.2億美元。過(guò)去VXI總線(xiàn)曾獲得最高3.5億美元的全球銷(xiāo)售額，預期今年P(guān)XI總線(xiàn)將以3.6億美元超過(guò)VXI總線(xiàn)全球市場(chǎng)的最高點(diǎn)。2005年，Agilent科技和VXI科技共同倡議成立LXI總線(xiàn)聯(lián)合體，推出基于局域網(wǎng)的儀器總線(xiàn)。LXI總線(xiàn)1.0版本吸取前述三種總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，以局域網(wǎng)為載體加上IEEE1588協(xié)議的精密同步定時(shí)功能，目標是替代GPIB總線(xiàn)，并且構建成既適用臺面亦適用模塊式測量?jì)x器的新一代總線(xiàn)標準。LXI總線(xiàn)市場(chǎng)發(fā)展迅速，2007年底全球銷(xiāo)售額超過(guò)2億美元，可謂先聲奪人。相比先前推出的三種總線(xiàn)要用五年至八年才能達到年銷(xiāo)售額2億美元來(lái)說(shuō)，LXI總線(xiàn)將占有更大的市場(chǎng)份額，發(fā)揮更大的作用。

　　如果深入剖析GPIB總線(xiàn)和VXI總線(xiàn)具有異常的壽命，以及LXI總線(xiàn)市場(chǎng)快速增長(cháng)的原因，不難發(fā)現國防、航天應用起著(zhù)主導作用。以美國為例，光是發(fā)動(dòng)伊拉克戰爭四年多即消耗掉4500億美元，大量電子裝備需要維護、擴充、更新、升級。對于年產(chǎn)值不到20億美元的通用測量?jì)x器市場(chǎng)，或者再擴大到包括集成電路自動(dòng)測試設備的200多億美元的廣義測量?jì)x器市場(chǎng)的發(fā)展，美國國防航天電子應用的大量研發(fā)和采購的支撐和投入是極為重要的。以2007年美國國防部預算4393億美元來(lái)說(shuō)，電子、光電子和信息技術(shù)的預算約占15%，總額達到650億美元。其中空軍占110.6億美元，陸軍42.7億美元，海軍17.5億美元，國防部機構41.2億美元，高級研究計劃局32.9億美元，導彈防御局32億美元等尖端項目的支出，約270億美元，其他約400億美元是電子含量較大的各種電子裝備的采購支出。

　　眾所周知，VXI模塊儀器總線(xiàn)最早是為滿(mǎn)足美國空軍對電子測量系統的高可靠性、機動(dòng)性、維護性、互換性的嚴格要求而開(kāi)發(fā)的。美國空軍是VXI儀器最大的用戶(hù)，Agilent、TEK、NI是最重要的供應商。但是在2000年后隨著(zhù)PXI總線(xiàn)的推出，以及電子儀器供應商對產(chǎn)品的重新定位，VXI儀器市場(chǎng)呈現收縮。首先Agilent公司出售VXI產(chǎn)品線(xiàn)，TEK公司宣布不再生產(chǎn)VXI儀器，NI公司亦不再開(kāi)發(fā)和供應VXI總線(xiàn)控制器，Racal儀器公司被并購，使得VXI總線(xiàn)聯(lián)合體名存實(shí)亡。VXI儀器的開(kāi)發(fā)和供應主要落在以VXI科技公司為首的十多家中小型測試測量?jì)x器公司肩上，它們具有生產(chǎn)PC插卡儀器和模塊儀器的經(jīng)驗，靈活機動(dòng)地填補大型測試測量?jì)x器公司退出VXI儀器市場(chǎng)所留下的空缺，為延長(cháng)VXI儀器的壽命作出貢獻。停頓一段時(shí)間后，2007年VXI總線(xiàn)聯(lián)合體恢復活動(dòng)，主要從事技術(shù)交流和產(chǎn)品推介。據最新資料介紹，當前有3萬(wàn)臺/套VXI儀器在運作，大型電子儀器商的VXI產(chǎn)品線(xiàn)已經(jīng)轉移到中小型企業(yè)。由于VXI儀器具有很高可信度，經(jīng)過(guò)十多年的考驗，現在舊型號可繼續供應，停產(chǎn)型號可重新設計和提高性能，保證原來(lái)在國防、航天、高可靠應用的VXI儀器正常運作，延長(cháng)壽命。中小型電子儀器商運轉靈活，共享2億美元的VXI市場(chǎng)，同時(shí)為美國國防部節省開(kāi)支，實(shí)現雙方共贏(yíng)。

　　PXI系統聯(lián)盟在推動(dòng)PXI儀器方面成績(jì)顯著(zhù)，目前有60多家測試測量?jì)x器商加盟，供應1400種產(chǎn)品，每月新產(chǎn)品就有十多種。最初設定的代替VXI中小測量系統的目標已經(jīng)實(shí)現，但是應用頻率主要集中在6GHz以下。為了擴展更高頻率，提高傳輸速度，構建更大型測量系統，PXI系統聯(lián)盟采取擴大模塊和機箱尺寸，增加供電功率，保持原有PCI總線(xiàn)的基礎上采用傳輸速度高得多的PCIExpress總線(xiàn)，將PXI儀器提升為PXIExpress儀器。這樣一來(lái)，構建大型測量系統和進(jìn)入6GHz以上頻段擁有了可靠的平臺，PXI儀器將實(shí)現大中小型并舉。此外，PXI系統聯(lián)盟在2007年增添的成員中包括Agilent公司，Agilent在2006年底并購了PXIT和Acqicis兩家專(zhuān)長(cháng)生產(chǎn)PXI儀器的公司，正式向PXI儀器市場(chǎng)進(jìn)軍，同時(shí)也加強了PXI系統聯(lián)盟的實(shí)力。

混合總線(xiàn)系統獲得共識

　　測試測量業(yè)的四種儀器總線(xiàn)，代表測試測量?jì)x器的不斷進(jìn)步，推動(dòng)各類(lèi)儀器的發(fā)展。過(guò)去曾有一種見(jiàn)解，認為新出現的總線(xiàn)會(huì )很快代替舊的總線(xiàn)，舊總線(xiàn)很快消失。事實(shí)證明，這種見(jiàn)解具有片面性，各種開(kāi)放式儀器總線(xiàn)各有特點(diǎn)，適應不同的用戶(hù)群，壽命往往超過(guò)二十年。在這種情況下，混合系統的概念占了上風(fēng)，“百花齊放”比“一枝獨秀”更為可取。測試測量?jì)x器公司各自對不同的儀器總線(xiàn)有所側重，如果PXI總線(xiàn)強調機箱內各模塊之間具有極短的同步時(shí)間，看不到LXI總線(xiàn)實(shí)現全球軟件同步的方便性，這種對比顯然是不全面的。因為大部分電子測量?jì)x器之間，并不需要PXI總線(xiàn)那樣小于1ns的嚴格同步，許多儀器本身的響應時(shí)間往往是ms級甚至ms級，只有少量數字電路需要ns級時(shí)間同步。LXI儀器主要代替使用多年GPIB臺面儀器，它的100ns軟件同步時(shí)間完全適用于大量臺面儀器，在成本方面又比PXI儀器便宜。相反地，用PXI儀器代替GPIB臺面儀器會(huì )出現資源過(guò)剩，增加成本。

　　根據表1可知，VXI和PXI的全球市場(chǎng)在2007年分別是2.3億美元和2.8億美元，從LXI總線(xiàn)聯(lián)合體發(fā)表的LXI全球市場(chǎng)是2億美元，三種總線(xiàn)儀器總銷(xiāo)售額為7.1億美元。相對測試測量?jì)x器市場(chǎng)2007年的總銷(xiāo)售額20億美元來(lái)說(shuō)，VXI、PXI和LXI儀器總共占三分之一，余下還有13億美元屬其它總線(xiàn)儀器和GPIB儀器市場(chǎng)，GPIB儀器仍保持10億美元的銷(xiāo)售額。據此再估計2010年全球形勢，相對測試測量?jì)x器市場(chǎng)的25億美元預測值，VXI和PXI分別是2.1億美元和5.2億美元，其余17.7億美元屬GPIB、LXI和其他總線(xiàn)儀器分享。由于沒(méi)有獲得LXI儀器的預測值，這里假定5至6億美元，亦即GPIB儀器還有8至9億美元的銷(xiāo)售額。換句話(huà)說(shuō)，到2010年P(guān)XI儀器和LXI儀器的市場(chǎng)都上升，銷(xiāo)售額不相上下，GPIB儀器和VXI儀器銷(xiāo)售額趨于下降，而且GPIB儀器仍占測試測量?jì)x器市場(chǎng)的首位。再從四種總線(xiàn)儀器的產(chǎn)品型號來(lái)看，2007年GPIB有5000種，PXI有1500種，VXI有400種，LXI只有300多種。由此得知、GPIB的產(chǎn)品在數量亦超過(guò)其他三種總線(xiàn)產(chǎn)品的總和，無(wú)論從銷(xiāo)售額還是產(chǎn)品數量來(lái)考量，其影響都不容忽視。

　　2007年測試測量業(yè)獲得了推廣混合總線(xiàn)測量系統的共識，四種儀器開(kāi)放式總線(xiàn)的供應商除了推介自身特點(diǎn)外，都同時(shí)提出混合系統的解決方案。在這方面Agilent的表述比較早，推介L(cháng)XI總線(xiàn)時(shí)重視發(fā)揮其他總線(xiàn)儀器的作用，較早提出開(kāi)放結構的測量系統。Agilent的開(kāi)放結構方案實(shí)際上就是混合系統，它的儀器都安裝有LAN/USB/GPIB總線(xiàn)，通過(guò)LAN局域網(wǎng)直接連接LXI儀器，借助GPIB/LAN網(wǎng)關(guān)或轉換器連接GPIB儀器，利用O槽插卡或控制器的LAN總線(xiàn)等硬件組成開(kāi)放結構，軟件通過(guò)虛擬儀器接口（IVI）驅動(dòng)器或通行的LabVIEW驅動(dòng)器實(shí)現各種常用語(yǔ)言的編程。Agilent公司還開(kāi)發(fā)了執行IEEE1588精密定時(shí)協(xié)議的LXI同步觸發(fā)器模塊，將傳統的GPIB儀器變換成具有B級LXI儀器的時(shí)間同步功能，使非LXI總線(xiàn)儀器能夠在分布的開(kāi)放系統中發(fā)揮更大作用。相應地，NI公司亦開(kāi)發(fā)了執行IEEE1588協(xié)議的定時(shí)控制器PXI插卡，提高PXI儀器的遠程同步定時(shí)能力。VXI科技公司推出VXI/LXI轉換插卡，便于VXI儀器接入LXI儀器系統。LXI標準的1.1最新版本還單獨增加混合系統章節，闡述混合系統的硬件和軟件的構建。這些舉措表明，測試測量業(yè)開(kāi)始接受混合儀器系統的概念，承認每種開(kāi)放總線(xiàn)各有特長(cháng)，兼容并蓄、取長(cháng)補短，各盡所能才能興旺發(fā)展，對測量?jì)x器供應商和用戶(hù)都有好處，真正實(shí)現共贏(yíng)。

并購中的輸家和贏(yíng)家

　　在2007年測試測量業(yè)并購案例中，以TEK公司被Danaher公司動(dòng)用28億美元并購成功的消息令業(yè)界和用戶(hù)最引起震動(dòng)。因為T(mén)EK是業(yè)界位居第二的測試測量?jì)x器供應商，在電子示波器銷(xiāo)售市場(chǎng)方面更是首屈一指，各類(lèi)儀器的年銷(xiāo)售額近年都在10億美元以上，而且TEK公司是具有六十多年歷史的電子儀器供應商，相對美國立國二百多年來(lái)說(shuō)，TEK作為“百年”老店突然被并購，倍受業(yè)界和用戶(hù)的關(guān)心。關(guān)心重點(diǎn)是TEK被并購后的走向和對測試測量業(yè)，特別是電子示波器發(fā)展的影響。由于收購方具有電子儀表、醫療技術(shù)、工業(yè)技術(shù)的背境，先前已并購Fluke公司的儀器部門(mén)，TEK加上Fluke合并重組，TEK的傳統和技術(shù)力量必然會(huì )繼續得到發(fā)展，不必杞人憂(yōu)天。獲得資金注入的運營(yíng)有困難的高科技公司，經(jīng)過(guò)重組和選定攻關(guān)目標后，往往能夠擺脫困境而得到重生，這是符合市場(chǎng)競爭規律的。