虛擬儀器技術(shù)的進展及如何提升并行處理能力
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產(chǎn)品功能的日趨集成化也是挑戰(zhàn)之一，拿新上市的iPhone為例(見圖2)，它匯聚了多種功能，不僅用來通話，也可以用作MP3、PDA、數(shù)字相機等等，并且為了保持市場的競爭力，新的功能會被不斷地加入。
圖1:通訊行業(yè)并存著多樣的協(xié)議
圖2：產(chǎn)品功能日趨集成化
基于這些挑戰(zhàn)，測試儀器也正在經(jīng)歷一個基本原則的變更——從功能固定的分立儀器向著靈活的基于軟件的模塊化儀器架構(gòu)轉(zhuǎn)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(zhàn)：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)議開發(fā)對應(yīng)的測試程序；而模塊化的儀器架構(gòu)則可以根據(jù)不同的功能測試選用不同的模塊硬件，在同一個測試平臺上靈活地實現(xiàn)測試系統(tǒng)的集成。
虛擬儀器技術(shù)目前已經(jīng)被應(yīng)用在測試測量和自動化的各大領(lǐng)域，協(xié)助越來越多的工程師來創(chuàng)建高性能、高擴展性的測試系統(tǒng)。與此同時，虛擬儀器技術(shù)本身也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，縱觀其20多年來的發(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(chǔ)之上，因此它能夠?qū)⑿屡d發(fā)展的科學(xué)技術(shù)都融合進來，使工程師能以最迅速和便捷的方式來享用，從而創(chuàng)建更高性能的測試系統(tǒng)。PC處理器技術(shù)的發(fā)展就是一個很好的例子：在1990年，用當(dāng)時的PC(Intel 386/16)處理65000個點的FFT需要1100秒時間，而現(xiàn)在使用3.4GHz的P4計算機實現(xiàn)相同的FFT只需要約0.8秒。
這些蓬勃發(fā)展著的新興技術(shù)也是動虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的新動力，例如PCI Express總線技術(shù)可以讓更多的原始數(shù)據(jù)以更高的速度傳送給PC；而多核技術(shù)則可以實現(xiàn)真正的并行運算，從而直線提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理性能；可編程邏輯門陣列(FPGA)技術(shù)則允許工程師根據(jù)不同的測試要求通過軟件重新定制硬件的功能。因此，可以預(yù)見的是，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用設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域敞開了大門。另外，縱觀目前主流的商用技術(shù)，可以很明顯地看到，其發(fā)展的趨勢是通過并行拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)更高的性能。下面是幾種新興技術(shù)實例：
PCI Express總線技術(shù)
傳統(tǒng)儀器由于將數(shù)據(jù)處理和分析的過程放在了儀器硬件內(nèi)部，因此它只能返回一個結(jié)果值，這種方式雖然方便，但是卻無法滿足之前已經(jīng)敘述過的靈活性的要求。因此，一個更好的測試方式就是直接得到原始數(shù)據(jù)，再使用專業(yè)的分析工具來分析數(shù)據(jù)，這種方式可以允許工程師們對原始數(shù)據(jù)進行多次的分析，從而不再需要做多次測試來獲得不同的分析結(jié)果，節(jié)省了時間和成本。
然而，隨著采樣率的不斷提高和通道數(shù)的增多，現(xiàn)有的總線帶寬能否進行原始數(shù)據(jù)的實時讀取，這是實現(xiàn)很多新興測試應(yīng)用之前就需要解決的問題。
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