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NI:缔造虚拟仪器的大同世界

 
作    者: EB China 记者 王晓丹
发表日期: 2005-6-5

那些曾经嘲笑James Truchard的人,大多已经和他们的公司一起退出了历史舞台,而Truchard和他的国家仪器公司(National Instruments),正在朝着一个宏大的百年发展目标进发——百年,听上去不可思议,然而,这个公司的特长就是耐心地、一点点地把不可思议的事情变成现实。今年,公司已经经历了第26个年头的两位数成长,享受着超过50%利润率带来的游刃有余。

 

借力的奇想

 

这一切源于当年的一个离奇构想:20年前,Truchard博士宣称,他可以在同一台PC机平台上通过不同软件完成各种测试测量任务。在当时,这是一个荒唐的笑话——如果你意识到今天计算机的性能比20年前提高了10000倍,那么你就会发现这种嘲笑实在也是可以理解的:80年代初期,Truchard使用的Macintosh计算机的主频是4.77MHz,内存是64KB。但是,你和那些商业天才的差别也就是在这里。

 

在德州大学应用研究实验室时,Truchard获得了创业灵感。他当时为美国海军水下声波探测作研究,用计算机分析各种测量工作,但是当时,把测试仪器得来的数据再输入计算机进行研究非常费时费力。1975年国际电气电子工程师协会(IEEE)定义了连接测试仪器和外部计算机的标准——通用交换总线(GPIB)。Truchard意识到,这个标准有可能掀起一场传统测试测量模式的变革。于是,他和两个同事借了10000美金、买了一台二手的Macintosh计算机,制作出了一台能够进行测试测量工作的计算机模型,并且将其电路版卖给了一个空军基地。

 

其实,当时他们的生意并不好。由于计算机的编译程序一次只能翻译并执行一条指令,测试测量的速度和性能都很低。只是到1990年,当公司发布了一款快得多的编译器版本之后,销售才真正好转。Truchard坚信,不管现在多么糟糕,但是计算机技术将永远领先于测试测量仪器的性能。这种宗教般的信仰得到了回报。借助计算机、处理器、数字/模拟信号转换器以及互联网技术神话般的发展,NI公司把自己的成功巧妙地建立在别人的成功之上,不断吞食越来越大的市场地盘:电信、电子、计算机、自动测试设备、军事、航空、石油化工、食品加工、纺织……在NI多达25000个客户名单中,90%是财富500强。

 

虽然从测试测量行业起家,但是NI给自己公司的定义是:横跨测试测量、电路设计、工业控制三大领域的虚拟仪器厂家。所谓虚拟仪器,其实设计思想一点都不神秘:利用模块化的硬件,加上灵活可配置的软件,实现各种不同要求的测试、测量和自动化应用。由于这种方法适用面广,成本低廉,而且测试精度和范围也在不断增加, NI的虚拟仪器很快成为席卷行业的新宠。其中,堪称虚拟仪器之魂的,就是
NI
精心培育的LabView软件系统。如同Excel表格之于财务人员,售价2000美元左右的LabView软件成为全球电子工程师们的宠爱,运行着不下2000种测试测量程序。

 

模糊的界限

 

90年代开始,NI开始向设计和控制领域进军——此时,越来越复杂的电路设计以及越来越精密的工控需求正是这家公司战线延伸的最好时机。在NI的十年计划中,已经准备把基于PC的软件系统,移植到无处不在的芯片和传感器之中去。

 

以汽车电子为例,如今的高端汽车要求配置CDDVD、电视、导航系统、无线电话、计算机、游戏、立体声、远程诊断故障、卫星定位等等功能,以往需要十多个测试测量仪器进行功能的验证,但是如果用NI设备,就可以用PXICompactPC Extensions for Instrumentation,升级的PC机模块化I/O)和Labview软件完成所有测试工作。在电子产业链上下游之间合作日益密切的背景之下, IC设计公司为了提高自己的设计效率、争夺芯片制造商的订单,将越来越多地成为NI公司的新客户。

 

而每年300亿美元销售额的工控市场,也早就成为NI的觊觎目标。根据NI公司自己提供的数据看,虚拟仪器行业比测试测量工业的整体增长速度快两倍,而一些产品线增速更快。PXI系列是NI1997年引入的加强型计算机测量测试平台,至今PXI已经成为一个模块化I/O的标准联盟。这种坚固的工业计算机可以使用于多种测试测量仪器,从而使NI进入了300亿美元的工业领域。上世纪90年代后期,NI开始为工业实时控制增加各种工具包。1999年,公司引入LabviewRT,这种工控实时操作系统采用更加稳定的Linux而非商用计算机的windows,因此,不会发生PC操作过程中时而发生的崩溃,避免由此引发的工控领域的巨大损失。

 

想像的空间

 

20年前,NI引入了虚拟仪器技术的概念,从而改变了工程师和科学家测量身边世界和使之自动化的方式。2004年,NI90个国家销售了超过6百万套虚拟仪器。今天,PC总线和处理器性能的不断提高,以及可重复配置的计算趋势,仍然在帮助NI以低价、高效、易用的杀手锏征服新的应用领域。但是,NI表示,自己并没有彻底取代传统测试测量仪器的野心。他们承认,自己采用的是IntelTI的通用商业芯片,而不是针对某些高端的特定应用——比如频率高达2GHz的通信芯片测试,必须由专用测试设备而非——因此,他们明确舍弃这部分市场。从2004年来,NI虚拟仪器能够测试测量的极限就在精度25位、100mHz

 

但是他们不断地利用邻近领域的新技术向禁区地带逼近。

 

利用总线技术的进步,虚拟仪器系统可以快速地将数据流从测量设备传输到PC1G以太网、USB 2.0PCI Express是推动虚拟仪器技术性能的最新高性能总线技术。利用PCI Express,工程师和科学家可以获得比今天大部分虚拟仪器系统所普遍使用的PCI总线高40倍的带宽。

 

此外,可重复配置的计算通过软件定义了硬件性能,并且FPGA(现场可编程门阵列)的广泛使用使得这种功能成为主流的商用技术。通过将可重复配置的硬件应用到一个虚拟仪器系统,工程师和科学家可以使用软件来开发算法并且把它们应用到一个嵌入式芯片,从而把虚拟仪器软件的可配置能力扩展至硬件。

 

结合已经发生的故事来看,谁能知道,未来NI将把自己势力范围最终扩展到哪里?

posted on 2005-11-08 19:35  LabVIEW开发者  阅读(241)  评论(0编辑  收藏  举报

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