構建新型儀器：軟件定義的儀器

　　如同每個孩子所擁有的第一套LEGO玩具改變了他們對世界的認識一樣，26年前，美國國家儀器通過NI LabVIEW系統設計軟件，重新改變了人們對儀器的認知。今年，NI將再次重演歷史，發布一款新型儀器，幫助測試工程師擺脫廠商定義儀器的束縛。

　　許多年來，儀器的基本模式沒有太大的改變。需要進行測試工作的工程師和科學家必須先從測試測量供應商處購買功能固定的硬件，然后在標準臺式計算機上使用諸如LabVIEW之類的軟件，通過信號處理，決策，自動化等方式擴展硬件的功能。而模塊化儀器的出現是一個巨大的飛躍，并成為了自動化測試系統的既定標準。但是模塊化儀器中的許多功能已由廠家在嵌入式固件中定義完畢，用戶無法對固件進行更改以滿足特定的應用需求。

　　然而，對于許多其他的應用來說，固定功能的硬件理念已經過時。傳統的手機生產商正努力快速轉向基于軟件的智能手機。客戶希望通過在設備上運行的軟件獲得更多的控制，使得他們的手機具備滿足特定個人需求的功能。而測試設備也不外乎此。

　　您現在可以使用首款軟件定義的儀器，NI PXIe-5644R矢量信號收發器(VST)，來體驗至今最具靈活性的自定義測試儀器。

　　軟件設計儀器具備的三個本質特性：

　　· 使用基于FPGA的開源固件設計的儀器硬件，具有即時可用的特點，并包含豐富的范例代碼。

　　· 優秀的系統設計軟件能夠降低自定義硬件儀器設計的復雜度。

　　· 從集成一個固定功能的設備到設計出用戶真正需要的儀器，這是一個根本性的理念改變。

　　使用開源的基于FPGA固件的硬件

　　新的NI PXIe-5644R VST尺寸更小，成本更低，能更加徹底地以軟件為核心。基于行業領先的FPGA技術和完全基于LabVIEW編寫開源軟件和固件的原則，VST硬件設計可以盡可能地將射頻轉換成比特。使用靈活的軟件設計方案來替換固定的廠家定義的硬件，VST可幫助測試工程師設計出他們真正需要的儀器功能。

　　圖1：在NI PXIe-5644R VST的設計中，將矢量信號發生器和分析儀與一個FPGA相連接，這樣用戶可以在第一次射頻測試應用中執行閉環的系統級測試任務

　　VST還能幫助射頻工程師集成最多五個射頻通道(每個通道都具備射頻生成和采集功能)至一個PXI機箱，以滿足并行測試需求和多輸入多輸出(MIMO)應用需求。大多數的傳統儀器解決方案提供一個激勵，或者測量一個響應;而VST在一個獨立硬件上結合了射頻發生器和分析儀，因為這兩個儀器都與一個FPGA相連接，用戶可以在這個FPGA中對固件進行設計，使得他們在第一次射頻測試應用中就能使用閉環的系統級測試功能。

　　通過將矢量信號發生器(VSG)和矢量信號分析儀(VSA)與LabVIEW可編程實時信號處理與控制相結合，VST具備了以下的特性：

　　· 一個用戶可編程FPGA

　　· 覆蓋從85 MHz到6 GHz的頻率范圍

　　· 80 MHz實時射頻帶寬

　　· 結合了射頻發生器和分析儀，以及一個高速數字I/O端口

　　· 使用三個PXI Express插槽，降低成本，減小封裝

　　· 支持最新的無線標準(802.11ac和 LTE)