Nhìn lại chặng đường 40 năm của thử nghiệm, đo lường và những điều đang chờ phía trước

Khi tôi gần kết thúc sự nghiệp 40 năm là CEO của National Instruments, tôi nhớ đến những thành tựu lớn, đổi mới trong kiểm tra và đo lường kể từ năm 1976. Chúng tôi đã đi lên từ một nền công nghiệp hệ thống truyền động bằng công nghệ ống chân không trong kỷ nguyên General Radio đến một thời gian khi các bóng bán dẫn được vận hành bởi Hewlett Packard cho đến hôm nay, khi phần mềm thực sự là công cụ - một sự chuyển giao mà NI đã giúp đỡ.

Định luật của Moore đặt chúng ta vào một cuộc phiêu lưu điên rồ và quá sớm để nói là ít nhất, và chỉ khi bạn nghĩ rằng đó là quá trình của nó trong đổi mới, mở rộng đến chiều mới (theo nghĩa đen), và thúc đẩy hiệu suất xa hơn nữa.

Cũng giống như các bóng bán dẫn, NI bắt đầu từ một khởi đầu khiêm tốn, nhưng nó đã không ngừng tập trung vào kỹ thuật để tạo ra những sản phẩm tuyệt vời và nâng cao vị thế trên thế giới - đổi mới thông qua khách hàng của chúng tôi và nền tảng công nghệ. Cho phép tôi hồi tưởng về những gì trong 40 năm qua đã dạy cho tôi và nơi tôi thấy thị trường này khi tôi chuyển sang giai đoạn tiếp theo trong sự nghiệp của tôi.

“Thực hiện kiểm nghiệm và đo lường như những bảng tính đã làm với phân tích tài chính”
Khi Jeff Kodosky, Bill Nowlin, và tôi bắt đầu trong NI năm 1976, chúng ta đã thấy căn phòng to lớn cho sự đổi mới trong cách các kỹ sư và nhà khoa học tương tác với và xây dựng thử nghiệm và thiết bị đo lường. Chúng tôi thành lập công ty trên tiền đề rằng nó phải phát triển một cách tốt hơn để phục vụ cho việc kiểm tra và đo lường mà chúng tôi cần, các kỹ sư và các nhà khoa học, phải đối mặt. Chúng tôi không thể mua nó ra khỏi kệ, nhưng ít nhất chúng ta sẽ không phải xây dựng nó từ đầu. 

Mục đích chung của giao diện tuyền tải (GPIB, IEEE 488) là cửa ngõ của chúng tôi. Tầm nhìn của chúng tôi, như đã nói trong năm 1983, là để “Thực hiện kiểm nghiệm và đo lường như những bảng tính đã làm với phân tích tài chính”. Phát biểu hôm nay, câu văn mất một số quyền lực của nó, nhưng nghĩ đến đầu những năm 80. Vào thời điểm đó, các công cụ phân tích tài chính đã được "nhốt" và quá đắt đối với bất cứ ai mà không có một ngân sách lớn để truy cập chúng. Các phiên bản đầu tiên của bảng tính đặt điều này lên hàng đầu, và đó chính xác là những gì chúng tôi muốn làm. Chúng tôi muốn làm cho nó để bất kỳ kỹ sư hay nhà khoa học có thể truy cập vào các công cụ tương tự hay nền tảng được sử dụng bởi các đội R & D của các công ty công nghệ hàng đầu. Đó là một quan điểm nâng cao vị thế hoàn toàn vào thời điểm đó, và trong nhiều cách, nó vẫn tối ưu nhất.

"Phần mềm là công cụ"

Trong khi những người khác có thể chỉ nhìn thấy GPIB như là một trò chơi phần cứng, chúng tôi nhận ra những gì nó kích hoạt trong điều khoản của phần mềm. Như máy PC công nghiệp phát triển (cũng như Mac của Apple, chúng tôi đã có một mối quan hệ đặc biệt cho giao diện người dùng đồ họa của nó), cáp GPIB làm cho nó dễ dàng để phân tích và trình bày dữ liệu một cách tùy chỉnh cho các nhu cầu của khách. Họ đã không còn bị hạn chế để mặt trước của một công cụ và bút chì của họ và sổ ghi chép để thu thập dữ liệu. Cơ hội để đổi mới sau đó chuyển sang phần mềm trên thế giới, nơi mà ngôn ngữ lập trình cần thiết trình điều khiển thiết bị cho các hộp kết nối. Chiến lược của chúng tôi bằng văn bản và hỗ trợ những trình điều khiển cung cấp một dịch vụ rất quan trọng mà tiếp tục ngày hôm nay như NI hỗ trợ trình điều khiển hơn 10.000 hệ thống truyền động trong công ty Instrument Driver Network.

Nhưng, thế giới này vẫn làm cho kỹ sư và các nhà khoa học phải chịu gánh nặng của công cụ sử dụng khoa học máy tính thực hiện nhiệm vụ kỹ thuật, thử nghiệm và đo lường. Câu trả lời của chúng tôi là có 2 phần: LabWindows ™ / CVI, để cung cấp các công cụ kỹ thuật cụ thể trong lập trình ANSI C, và LabVIEW, một mô hình lập trình đồ họa mà mất cách chúng ta suy nghĩ về việc giải quyết một vấn đề (trong sơ đồ và hình ảnh) và biến nó thành mã biên dịch. Câu chuyện rất đơn giản: có được, phân tích, và hiện tại. Do nó trong các công cụ phần mềm được thiết kế cho các trường hợp sử dụng của khách hàng đó là dễ học nhưng vô cùng mạnh mẽ. Chúng tôi đặt ra cụm từ "phần mềm là công cụ” để mô tả phương pháp này, nhìn kỹ sư và nhà khoa học tiết kiệm thời gian quý báu, và đạt được kết quả nhanh hơn thị trường xác định là tất cả những gì ta cần.

Phát triển với Định luật Moore

Mọi người nói về định luật Moore như đó là về phần cứng, nhưng phần cứng máy tính chỉ tồn tại để chạy phần mềm (và có thể firmware). Một khi chúng tôi đã kiểm tra và đo lường tất cả về các phần mềm, chúng tôi đã có hiệu quả của Intel, Xilinx, và nhiều công ty tỷ đô la khác trong đội ngũ nhân viên R & D của chúng tôi. Với các khách hàng và các đối tác xây dựng thành thạo với các công cụ phần mềm của chúng tôi, chúng tôi chỉ cần có để làm theo các chip để cung cấp giá trị gia tăng để kiểm tra và hệ thống nhúng. Điều này đã xảy ra, cho đến nay, dọc theo hai khía cạnh chính: bộ vi xử lý đa lõi và FPGA.

Bởi vì LabVIEW là đồ họa và, do đó, không rõ ràng là tuần tự, nó là thích hợp cho xử lý song song. Người sử dụng LabVIEW là những lập trình viên đầu tiên dễ dàng di chuyển từ bộ vi xử lý lõi đơn với nhiều chủ đề, nhiều lõi và thấy những cải thiện tốc độ gần như ngay lập tức. Rõ ràng, nó có thể tận dụng lợi thế của các xu hướng này với các ngôn ngữ khác, giống như nó vẫn có thể viết mã hiệu quả cao trong máy hoặc lắp ráp ngôn ngữ, nhưng tại sao? Tốc độ thay đổi trong thiết bị điện tử hiện đại có nghĩa là bạn không thể lãng phí thời gian làm bằng tay những gì một công cụ có thể dễ dàng làm cho bạn, và chúng tôi nghe rằng hơn và hơn từ người dùng LabVIEW.

Đến với FPGAs với mức độ hoàn toàn khác .Song song, trong thế giới Silicon chắc chắn hơn, một số vấn đề đã được giải quyết. Nhưng công cụ và lập trình cấu trúc không thể hầu hết các kỹ sư cơ khí hoặc nghiên cứu Y khoa. Là họ đo lường và giải quyết vấn đề (không phải số chuyên gia thiết kế).Chúng ta biết được đó là vào cuối thập niên 90 của thế kỷ XX, LabVIEW đồ hoạ Paradigm. Chúng ta đang tìm kiếm nghiên cứu FPGAs mạnh lập trình viên LabVIEW, và chúng ta đã làm được. Một cái nhìn nhanh về giải thưởng Engineering Impact Awards của chúng tôi chứng tỏ sức mạnh của công nghệ này: ứng dụng khác nhau, từ tái sinh và phục hồi chức năng cơ quan bị hư hại do phá hủy hoặc tổn hại để thiết lập một kỷ lục thế giới về hiệu quả phổ tần không dây 5G với MIMO lớn.

Một cách tiếp cận Software - Centric để Thiết kế phần cứng

Khi bạn nghĩ về phần mềm như là duy nhất là chúng tôi có, thật cũng dễ dàng để suy nghĩ khác đi về phần cứng. Modular, plug-in nền tảng dựa trên PC là một sản phẩm tự nhiên. Làm cho các phần cứng trọng lượng nhẹ và chi phí hiệu quả tốt hơn (không có màn hình chuyên dụng, nguồn điện, nút cố định / knobs, vv) và tập trung vào ADC, DAC, điều hòa tín hiệu, và di chuyển dữ liệu.

Tôi chưa thấy một bài kiểm tra và đo lường nhà cung cấp thiết kế một giao diện người dùng tốt hơn so với một khách hàng, đối với bất kỳ công việc cụ thể, mà làm cho các khách hàng hiệu quả hơn. Ngay cả những tấm phía trước tốt nhất trên các công cụ hộp được lộn xộn với các nút không sử dụng hoặc cấu trúc menu. Nhiều người trong số các sản phẩm phần cứng của chúng tôi đã hạn chế kích thước quyết định bởi I/O kết nối. Liệu nó có thể có được hiệu quả nhiều hơn thế?

Thực tế là chiến lược của chúng tôi còn nhiều hơn là chỉ cần hiệu quả; đúng là như vậy. Lấy một Vector Signal Transceiver (VST) mới, bao gồm một analyzer RF, máy phát điện RF, song song và nối tiếp các giao diện kỹ thuật số, và cao hiệu suất xử lý vào một mô-đun PXI 2 khe cắm tín hiệu. Sản phẩm này đem lại băng thông ngành công nghiệp hàng đầu (1 GHz), hiệu suất RF tuyệt vời, và khả năng mở rộng cho các ứng dụng MIMO bởi một lý do: phần mềm. Chúng tôi di chuyển như nhiều vấn đề kỹ thuật vào FPGA như chúng ta có thể, và định luật Moore (cùng với Xilinx) giao một chiếc xe có khả năng xử lý tính toán. Chúng tôi, đến lượt mình, thông qua các phím để phương tiện đó giao cho khách hàng của chúng tôi bằng cách cho phép họ tùy chỉnh mà FPGA với LabVIEW. Từ 5G phát triển công nghệ di động để radar ô tô và lái xe hỗ trợ phát triển thuật toán để giảm chi phí của Internet of Things (IOT) thiết bị, VST và LabVIEW đang giúp khách hàng đạt được mục tiêu cụ thông thường khá đơn giản là ngăn cản họ có được.

Trong tương lai

Chúng ta đã thấy là một cái nhìn về tương lai ở khắp nơi chúng ta có thể thấy. Nhà máy hiện đại đặc trưng của là chúng ta được gọi là "hệ thống mạng vật lý", nó sẽ là trung tâm của công nghệ phần mềm tính toán với hệ thống cơ khí và điện tử và con người kết hợp vận hành giai đoạn để tăng tính an toàn, hiệu quả, cơ cấu giá thành.Tiếp quản, phân tích và hiện tại vẫn còn là khái niệm hiệu quả, nhưng chúng ta đã tăng "Cảm, tính toán và kết nối" như là dòng chảy song song thiết bị Internet of Things. Kỹ thuật vô tuyến phổ biến. Chúng ta đã ở đây một thời gian, nhưng nếu bạn không phải là một kỹ sư RF hôm nay, thì bạn hoàn toàn có thể. Và bạn càng có nhiều kết nối, càng có nhiều bạn muốn đến phát rồ nếu không để tận dụng lợi thế của các dữ liệu mà bạn có thể thu thập cho hàng tỷ của các nút cảm biến. Đối với chúng tôi, đó là mô phỏng giải pháp Big Analog Data™, đây là một nhóm giàu có trong thế giới thực dữ liệu. Khách hàng của NI yêu cầu terabytes và terabytes mỗi ngày.

Nhưng, mặc dù khả năng của chúng tôi ngày càng tiến bộ, chúng tôi vẫn đang cố giải quyết vấn đề quy mô càng lớn, các công cụ chúng ta sử dụng phải được dễ dàng hơn để di chuyển. Cũng như ngôn ngữ máy di chuyển đến lắp ráp và hướng đối tượng, mô hình khác, bao gồm lập trình dataflow đồ họa, rất quan trọng để cung cấp đúng mức trừu tượng. Sơ đồ multirate trong LabVIEW Truyền thông Thiết kế hệ thống Suite của chúng tôi là một ví dụ tuyệt vời; không có công cụ phần mềm duy nhất cung cấp các suất cần thiết để chế tạo thử nghiệm các thuật toán 5G cho đến khi chúng tôi đã đủ mạnh mẽ để giải quyết nhiều mô hình tính toán bên trong một dòng duy nhất có thể triển khai trực tiếp đến phần cứng.

Không có cải tiến tuyệt vời nào được thực hiện một mình. Nền tảng tốt nhất chúng tôi sử dụng ngày nay có hiệu quả vì họ đã bồi dưỡng một hệ thống. Chúng tôi tiếp cận trung tâm phần mềm tại NI đẻ ra một mạng lưới đối tác của hơn 1.000 công ty và 300.000 LabVIEW người dùng. Sự gia tăng của điện thoại di động và "ứng dụng" có thể chỉ vì một hệ thống lành mạnh được xây dựng trên nền tảng phát triển thân thiện. Nhóm phát triển, mã chia sẻ và hỗ trợ cộng đồng sớm sẽ không còn có tiểu thuyết hay nhất trong lớp học. Họ sẽ được dự kiến.

Cuối cùng

Nó đã chứng kiến những gì tôi đã chứng kiến trong ngành công nghiệp của chúng tôi cho 40 năm qua và vui mừng về nơi mà tất cả các công nghệ và xu hướng đang dẫn đầu với chúng tôi. Lời khuyên của tôi với bất kỳ kỹ sư mới là đơn giản: phát triển một tầm nhìn cho tương lai và theo đuổi nó với cường độ. Và, vào cuối ngày, đừng ngại để được vui chơi.
Cảm ơn vì 40 năm qua thật tuyệt vời. Tôi tin rằng các lựa chọn sau năm từ các lưu trữ Automated Test Outlook như ngày hôm nay đúng như đã được công bố ban đầu. Họ có thể thông báo tầm nhìn cho tương lai, mang bạn và cơ quan của bạn đến sự thịnh vượng và thành công.

“Tất cả các kỹ sư, các nhà khoa học và nhà cung cấp cần nắm lấy các phương pháp tiếp cận mới như thế này để thúc đẩy sự đổi mới mà sẽ cuối cùng giải quyết những thách thức kỹ thuật lớn của thời đại chúng ta." — James Truchard, PhD, Chủ tịch, CEO, và Cofounder, của National Instruments. 


Tin mới
Sản phẩm & dịch vụ
Sự kiện
Hoạt động
Copyright by Industrial Automation Magazine Vietnam
Sponsor by: Ministry Of Industry and Trade (MOIT)
All rights reserved of IAVIETNAM.net
Add: 79 Truongdinh St, Dist 1, HCMC
Tel: +84- 6290 6349
Email: info@iavietnam.net