NI:射频集成度趋高 PXI方案显优势

2014-06-18 09:39:34来源: EEWORLD

  近年来电子技术创新突飞猛进,各种新器件、新工艺、新材料等等推动着消费电子、汽车电子、智能医疗等领域的快速革新,反过来这些新兴应用进一步加快了半导体技术的再创新。每个时代都有特定的时代标志的产品,进入到智能化设备时代,作为基础和辅助的电子测试测量技术又会发生什么颠覆性的创新?下面我们一起从中国地区规模最大、最具影响力的NI PXI技术和应用专业论坛上寻找答案。

  在PXI TAC 上,NI 中国射频与无线通信市场开发经理 姚远先生围绕无线技术的最新发展展开讨论,针对渐趋复杂的无线测试和不同无线设备的测试方案,深入探讨了如何通过 NI PXI测试策略的优化来提升测试效率。

  “从平板电脑、智能手机、可穿戴设备到各种智能移动设备,科技正以前所未有的迅猛速度发展,智能聚合的时代正以新的思维推动测试测量仪器的快速更迭。虽然传统仪器也可以集成性能更好的组件,但是其更新速度慢于移动设备的发展速度。而NI 主推的模块化PXI平台,按需配置的高灵活性特征则可有效解决这一问题,而且基于开放的软件平台,相比传统仪器更具优势和性价比,特别是在快速更新换代的消费电子领域优势明显”。NI 中国射频与无线通信市场开发经理 姚远 如是表述。

  以 NI PXI 方案应对射频测试难点

  如今,小型手持通信设备设计面临的主要挑战是,如何适应多种移动通信模式和频带的并存以及适用于小型手持设备的无线应用程序。为解决这一挑战,许多国际原厂诸如高通、博通等都推出了聚合型的射频基带芯片,在单一设备上集成多种无线协议是非常明显的产业趋势。集成度趋高的射频前端器件产品导致了待测设备复杂度不断提升,对应的测试复杂度也不断提升,这对测试仪器提出了新的挑战。

  特别是随着无线通信技术的发展,无线标准协议越来越多元化,设备复杂度与日俱增。像WLAN,从最早的 802.11 标准演化出 802.11 a / b / g / n,再到现在的802.11ac标准,只经历了短短数年时间。通信技术的快速革新同样对测试系统提出了更高的要求。

  NI中国射频与无线通信市场开发经理姚远强调,单一设备上集成多种无线协议是产业趋势。

  姚远先生表示,工程师们正面临着不断提升的各种测试需求,搭建一个测试系统来解决当今的测试挑战已不再是一个简单的任务。相反,这需要对扩展测试需求的合理评估以及一个有效的测试架构,以便长期使用。尤其是消费电子产品具有规模经济和较快的创新周期,测试这些消费电子产品的仪器系统在持续运用先进的技术的同时还必须要维持较低的成本。因此选择一个合适的测试系统平台,成为测试工程师们至关重要的任务。

  NI为应对这些挑战和趋势对仪器进行了的全新定义,PXI平台作为在工业制造和测试、国防和航空航天、射频测试、实时仿真测试,嵌入式系统、机器监测等行业 和应用领域被广泛认可的自动化测试测量平台,不仅能够满足工程师们的更高灵活性、更高性能、更低成本的需求,其以软件为核心的模块化的结构,带来更多传统仪器所不具备的优势与性能。

  而且成本也是考量测试仪器的重要因素,对此,姚远先生表示,无论是在公司、工厂、还是大学、科研单位,标准的基础测试测量实验台通常包括信号示波器,数字万用表,可变成电流电源函数发生器等。组建这样一套仪器设备费用是一笔不小的费用。同时,这样的实验台也有一定的局限性,占据很大的桌面或台面空间,仪器的界面不统一,需要分别操作,使用烦琐,对测试工程师的要求也很高,而且不能做到与时俱进,不能满足技术的更新要求。

  姚远先生强调,开放软件平台和模块化设备是 NI PXI 方案的两大主要优势,可以非常方便的更改仪器的配置,而且自动化程度高、集成度高,将多功能仪器整合为一体化平台,节省采购成本,而采用非信令的测试方式保障了测试精度与速度,这些优势都能够有效帮助厂商应对射频测试的新挑战。

  而且,PXI技术自问世以来经过17年的发展已经成为自动化测试和控制的主流平台。在中国,伴随着10年来PXI TAC的成功举办,PXI技术已经广泛被测试测量界的工程师所接受,也帮助中国的客户成功面对了许多应用挑战。利用NI软件定义的PXI测试设备,不仅可以在同一平台上进行多种无线标准的测试,还可以帮助客户测试下一代无线通信标准。无论是VST还是其他的射频仪器,NI都在为客户提供软件定义的测试仪器,在NI软件功能所支持频段范围内的任何一个频点上,测试厂商都可以做所需要的测试。

  FPGA 等新技术强力助推

  新时代的工程师对于科技充满好奇。他们面对变化并且迅速适应新技术,因为他们深谙新技术带来的好处。他们日常所使用的消费电子产品的创新速度已经超过他们所使用的专业仪器。事实上,台式测试测量仪器的外形多年来一直没有太大的变化。主要的部件——显示屏、处理器、内存、测量系统和旋钮/按钮均集成到一个独立运行的设备中。在仪器发展成熟的当代,新时代工程师自然也希望新技术能应用于专业的仪器中,例如集成触摸屏、移动设备、云连接以及智能预测等多种功能,提供比以往任何时代更为显著的技术优势。有哪些成熟的技术可以应用在测试测量仪器上呢?

  姚远先生表示,NI在这方面一直走在行业前列,多年一直致力于深挖新技术,并将之与测试设备进行整合,特别是PXI 平台非常适合整合这些新技术,诸如图形化多核编程技术、异构计算技术、零中频技术、基于信号与时间的同步技术、可重配置IO、Peer-to-Peer 技术 、 Source Adapt技术等。特别值得一提的是NI矢量信号收发仪(VST)将矢量信号分析仪、矢量信号发生器与用户可编程的FPGA相结合,用于实现实时信号处理和控制。基于NI LabVIEW RIO架构,包括灵活的编程和尖端的射频硬件,能够满足最具挑战性的射频应用。

  NI矢量信号收发仪(VST)优势对比

  对于FPGA而言,NI采用的是全球领先的可编程逻辑完整解决方案供应商Xilinx的优质产品,将其开发尖端的FPGA技术应用于一系列硬件平台。而且NI 支持LabVIEW编程,不需要使用VHDL或Verilog来编程,这可以极大的减轻测试工程师的压力,提升测试速度。LabVIEW也能够更清晰地表现并行架构和数据流,比同类工具更易于搭建和运行。甚至可以说NI LabVIEW软件的出现改变了FPGA编程的规则,产生了将图形化程序框图转换为数字硬件电路的新技术。NI LabVIEW FPGA模块将LabVIEW图形化开发平台扩展到基于NI可重配置I/O(reconfigurable I/O, RIO)架构的硬件平台上的现场可编程门阵列(FPGA)。 所有NI FPGA硬件产品都是搭建在可重配置I/O架构上,配备了强大的浮点处理器、可重配置FPGA和模块化I/O。 NI RIO硬件与 LabVIEW系统设计软件相结合,简化了高级控制、监测和测试应用的设计开发过程,缩短了上市时间。

  姚远先生的总结是这样表述的:“PXI 平台利用摩尔定律,融合了最前沿的科技,能够快速应对产业新趋势,高效满足测试厂商的需求。”

  4G万事俱备 5G 积极布局

  对于4G 姚远先生表示,随着4G牌照的正式发放,4G时代已经正式来临,NI非常看好中国LTE测试市场,5年前就开始积极布局,并有针对性的推出一系列的解决方案,早在2009年,NI就已经开始利用PXI平台针对LTE-FDD进行相关实验,在2010年12月5日LTE-FDD正式商用之前已经推出相关测试方案。应对4G 浪潮的来袭NI 可以说早已经准备妥当了。

  NI为市场提供了LTE-TDD和LTE-FDD的测试方案,不止包括了通讯协议的测试,也可以进行射频功放(PA)的测试。今年3月NI全新发布了升级版的矢量信号收发仪,其带宽可以达到200MHz,这类仪器属于一类全新的仪器,即软件完全自定义仪器,不仅具备快速的测量速度和小巧的生产测试仪器组成结构,同时还拥有研发级箱型仪器的灵活性和高性能,可以全面支持LTE的相关测试。

  对于5G NI 也正积极布局,比如与诺基亚携手,致力于第五代移动通信(5G)技术相关的深入研究——超过10 Gbps的峰值数据速率,以及超过100 Mbps的小区边缘比特率。NI与德累斯顿工业大学(TU Dresden)联合研究5G技术,通过模块化的NI PXI系统实现OFDM原型系统的设计,研究人员只需对代码进行少许修改,即可扩展到复杂的MIMO配置。NI还与上海无线通信研究中心合作建立“WiCO-NI 无线通信联合实验室”,共同致力于5G 通信系统的新技术研究,这也是NI 在中国的第一家致力于5G 关键技术研究的联合实验室。

  NI 推出的用于5G的新一代无线原型制作平台USRP RIO,搭载NI LabVIEW RIO 架构,结合了开放式LabVIEW 可程序化的FPGA 架构,以及高性能的2 x 2 多输入/多输出(MIMO)RF 收发器,可接收或传输DC ~ 6 GHz 的信号,有助于快速制作高性能、多信道的无线通信系统原型。USRP RIO 适用于多种应用领域,包含5G 无线通信研究、主动式/被动式雷达开发与探索、通信信息、连接式智能型装置等丰富项目。

  姚远先生最后强调“开展5G研究,能够推动宽带移动通信技术持续演进,而基于LabVIEW与PXI的软件定义平台是研究和原型设计诸如5G等标准的理想之选。”

关键字:NI  射频  PXI

编辑:孟娟 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0618/article_9176.html
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