【圖文報(bào)道】直擊NIWeek 2013：酷炫應(yīng)用及其背后的故事

關(guān)鍵字：NIWeek 2013  NI 

Dr·T：基于軟件的平臺(tái)策略不變

 

每年NIWeek的重頭戲之一是主題演講，有關(guān)NI的發(fā)展策略、技術(shù)走向、和新產(chǎn)品都會(huì)在這個(gè)重要環(huán)節(jié)由該公司高層發(fā)布。

 

NI董事長(zhǎng)和CEO James Truchard博士，他被業(yè)界尊稱(chēng)為Dr·T，充滿(mǎn)激情地在主題演講中闡述了NI的宏觀發(fā)展方向：基于軟件的平臺(tái)；FPGA；信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems, CPS)

 

 

圖2: Dr·T在主題演講中。
 

 

 

 

Dr. T認(rèn)為基于軟件的平臺(tái)將是NI不變的發(fā)展策略。他以業(yè)界聞名的iOS系統(tǒng)為例，指出蘋(píng)果iOS操作系統(tǒng)+硬件的配合，創(chuàng)造了手機(jī)業(yè)的神奇故事，并引伸到NI的LabVIEW軟件+硬件平臺(tái)的持續(xù)發(fā)展能力和強(qiáng)大的功能。基于NI的圖形軟件和硬件平臺(tái)，將創(chuàng)造出不同的應(yīng)用系統(tǒng)，包括機(jī)器人、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)等。

 

在會(huì)后的一個(gè)視頻采訪中，我特意問(wèn)了他關(guān)于PCI/PCIe是否會(huì)成為T(mén)&M儀器中未來(lái)的瓶頸，他的回答大意是目前沒(méi)有問(wèn)題，除非有更新的架構(gòu)出現(xiàn)。大家可以在本頁(yè)發(fā)現(xiàn)該視頻的鏈接。

FPGA是演變的關(guān)鍵

“FPGA將是嵌入式系統(tǒng)不斷演變的關(guān)鍵，”Dr. T強(qiáng)調(diào)了FPGA的重要性，“FPGA使用戶(hù)可以快速定制不同的T&M儀器，可將平臺(tái)的概念發(fā)揮至極致。”通過(guò)與Xilinx的合作，NI在最近幾年陸續(xù)推出了多款配置了FPGA的產(chǎn)品，尤其在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。

 

作為本次NIWeek的亮點(diǎn)之一，在NI重點(diǎn)推出的產(chǎn)品中均出現(xiàn)了FPGA的身影，包括后面將介紹的CompactRIO和myRIO等。

 

 

圖3：NI的解決方案在這里得以總結(jié)：處理器+FPGA+接口。在單一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)測(cè)試和先進(jìn)控制。

酷眩的應(yīng)用１：北美之鷹　

 

 

NIWeek的Keynote和展覽中也出現(xiàn)了大量基于PCI/PCIe儀器的應(yīng)用和演示，以下是一些有看點(diǎn)的應(yīng)用。

 

 

圖14: LabVIEW之父Jeff Kodosky在Keynote中列舉了大量的應(yīng)用實(shí)例。
 

 

 

 

圖15: 2012年重點(diǎn)推出的矢量信號(hào)收發(fā)器，重點(diǎn)在高頻性能。
 

 

北美之鷹項(xiàng)目組的幾個(gè)神采奕奕的老科學(xué)家們給我留下了深刻的影響。他們的目的是用一架采用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、神似飛機(jī)的陸地機(jī)車(chē)創(chuàng)造陸地機(jī)車(chē)速度世界紀(jì)錄。

 

“我們使用cDAQ-9188XT監(jiān)測(cè)噴氣動(dòng)力車(chē)輛的壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并試圖打破陸地速度的世界紀(jì)錄。”北美之鷹項(xiàng)目的科學(xué)家Steve Wallace表示。 “目前為止，它能應(yīng)對(duì)所有我們拋出的難題，并取得了驕人的成績(jī)。”

 

圖16: 北美之鷹的雄姿，穿紅衣者為項(xiàng)目成員。

酷眩的應(yīng)用3：體育設(shè)施（現(xiàn)場(chǎng)驚險(xiǎn)一幕）

 

這種應(yīng)用比較普遍，監(jiān)視運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算出加速度、角度、距離、精確度即大功告成。之所以放了下面這張照片在于這位老兄可能太過(guò)興奮竟然把那只高爾夫球桿脫手，高速拋向天花板，一眾人紛逃，所幸無(wú)人享受落下的一擊……

 

 

 

圖20：興奮的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)者和“危險(xiǎn)人物”。
 

酷眩的應(yīng)用4：對(duì)面的帥哥在干什么？

 

 

太多的內(nèi)容，就主要以圖片來(lái)報(bào)道了：

 

 

圖21: 車(chē)輛碰撞試驗(yàn)監(jiān)控和測(cè)量。
 

 

 

 

圖22: 肉身俠？大家養(yǎng)養(yǎng)眼，休息休息……
 

 

 

 

圖23: 也養(yǎng)養(yǎng)眼。小機(jī)器人的臉部皮膚也有感應(yīng)的。
 

 

 

 

圖24: 這種車(chē)開(kāi)時(shí)應(yīng)該將后備箱打開(kāi)才酷。
 

 

 

 

 

 

圖25:NI推動(dòng)LabVIEW在移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用，如平板電腦等。他在演示Google眼鏡的LabVIEW應(yīng)用，當(dāng)然，你要戴上才能看到。
 

 

 

 

請(qǐng)你猜一猜

 

圖26: 請(qǐng)你猜一猜面對(duì)著你、坐在椅子上的那個(gè)人在做什么？

Austin風(fēng)情和猜一猜迷底

 

 

 

 

圖30: 展館旁的輕軌和林立的酒店。Austin真的很小……
 

 

 

 

 

圖31：快速掠過(guò)的州府。幾年前參觀過(guò)，里面有讓德州人驕傲的兩位布什總統(tǒng)畫(huà)像。也可以現(xiàn)場(chǎng)觀摩議會(huì)會(huì)議。
 

 

［猜一猜答案］啞語(yǔ)翻譯。有兩名啞語(yǔ)翻譯輪流為一名最前排觀眾提供實(shí)時(shí)服務(wù)。

掌門(mén)人辦公室探秘

 

 

 

 

圖27: NI辦公樓（部分）
 

 

 

 

 

圖28: 看到這些，你也可以了解為什么溫度會(huì)有40多度了。
 

 

 

圖29：每個(gè)座位上懸掛的是員工畢業(yè)的院校。人都去了NIWeek現(xiàn)場(chǎng)……
 

這就是NI掌門(mén)人Dr·T的辦公室，完全開(kāi)放的一隅。目測(cè)面積約12至15平方米。

 

 

 

 

圖30：Dr. T的開(kāi)放辦公室。
 

酷眩的應(yīng)用2：歐洲的高能對(duì)撞系統(tǒng)　

 

 

這個(gè)應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)的高速性能有很高的要求，組建系統(tǒng)的復(fù)雜度也非常高。

 

 

 

 

圖17:高能對(duì)撞系統(tǒng)的覆蓋面積。
 

 

 

圖18：地下碰撞系統(tǒng)的真實(shí)照片?！?br />  

 

 

 

圖19: 碰撞系統(tǒng)內(nèi)部的儀器陣列。
 

未來(lái)發(fā)展概念：信息物理系統(tǒng)

這是Dr· T第二次在主題演講中提出這個(gè)未來(lái)發(fā)展概念。該概念涉及到由計(jì)算、通信和控制組成的系統(tǒng)。他認(rèn)為第4代工業(yè)革命的代表性應(yīng)用，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能化等都對(duì)信息交流、可控化應(yīng)用都將是信息物理系統(tǒng)的體現(xiàn)。

 

 

 

圖4：信息物理系統(tǒng)的圖解。
 

 

 

 

基于Dr· T主題演講中闡述的方向，NIWeek在主題演講環(huán)節(jié)中推出了一系列新或改善性產(chǎn)品。

cRIO 9068向更開(kāi)放邁進(jìn)

在主題演講中，cRIO 9068是NI壓軸推出的重磅產(chǎn)品，被NI聲稱(chēng)為“軟件定制的控制器”，是最為先進(jìn)和開(kāi)放的嵌入式控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)中的一部分?？纯词欠穹螪r. T的發(fā)展策略。

 

較上一版本相比放棄了PowerPC和FPGA分離的配置，采用了Xilinx集成ARM雙核Cotrex A9的ZYNQ FPGA 7020，實(shí)現(xiàn)ARM+可編程合一，并規(guī)避了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。

cRIO 9068支持運(yùn)行Linux Real-Time操作系統(tǒng)，為L(zhǎng)abVIEW Real-Time和C/C++應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員提供更大的靈活性，大大擴(kuò)展了其應(yīng)用的環(huán)境，使更多的工程師可快速使用cRIO儀器。

FPGA編程仍需采用LabVIEW FPGA圖形化工具編程。

 

 

 

圖5：最新推出的cRIO 9068機(jī)箱。
 

 

 

圖6：cRIO系列儀器內(nèi)部總線的變化，9068改善了高速數(shù)據(jù)的瓶頸。
 

 

 

圖7：NI實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的變遷，向更開(kāi)放邁進(jìn)……
 

 

 

值得關(guān)注的另一個(gè)因素是cRIO的應(yīng)用已經(jīng)跳出了測(cè)試測(cè)量的應(yīng)用范圍，這一點(diǎn)在與NI市場(chǎng)部高級(jí)副總裁Eric Starkloff的采訪中得到了證實(shí)。“我們的很多用戶(hù)也在使用cRIO實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能”，他表示。確實(shí)，有ARM處理器，有FPGA，有可編程的I/O，這不也就是一個(gè)可編程控制器嗎？

myRIO：學(xué)生創(chuàng)新的好幫手

 

myRIO是NIWeek最先熱身推出的新產(chǎn)品，其與NI的CompactRIO平臺(tái)基于同樣的技術(shù)，體積小，更適合學(xué)生使用。

 

NI myRIO具有Xilinx Zynq FPGA，其包含雙核ARM Cortex-A9處理器與帶有28,000個(gè)邏輯單元。借助NI LabVIEW圖形化編程環(huán)境，學(xué)生可對(duì)FPGA進(jìn)行編程，并實(shí)時(shí)改進(jìn)他們的系統(tǒng)，為原型化和快速迭代設(shè)計(jì)提供了靈活性。

 

myRIO還包括10個(gè)模擬輸入、6個(gè)模擬輸出、音頻I/O通道和多達(dá)40條數(shù)字I/O線，以及板載WiFi、一個(gè)三軸加速度計(jì)和多個(gè)可編程的LED，共同集成在一個(gè)耐用、封閉的架構(gòu)中。

 

 

圖8：NI myRIO面向教育體系，幫助學(xué)生在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
 

 

NI myRIO可免費(fèi)下載課件，兼容所有NI miniSystems，連接眾多第三方傳感器與激勵(lì)器，確?？稍诮淌液蛯?shí)驗(yàn)室中使用。 除了適用于NI myRIO的廣泛的硬件生態(tài)系統(tǒng)，該設(shè)備可在多種環(huán)境中進(jìn)行編程，包括LabVIEW和C/C++，幫助教育工作者將其納入其現(xiàn)有的控制、機(jī)器人技術(shù)、機(jī)電一體化和嵌入式系統(tǒng)課程。

 

“學(xué)生現(xiàn)在就能接觸到在畢業(yè)后會(huì)使用到的技術(shù)，”NI院校市場(chǎng)總監(jiān)Dave Wilson表示， “我們想要確保學(xué)生和他們未來(lái)的雇主在合作伊始就能開(kāi)始創(chuàng)新。”

NI的校園巴士長(zhǎng)什么樣？　

 

NI確實(shí)比較重視對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)，除了myRIO等系列產(chǎn)品外，Lego教育系統(tǒng)玩具也在業(yè)界廣受好評(píng)。在NIWeek的第3天上午的Keynote更是集中展示了學(xué)生們采用NI儀器的創(chuàng)造性。

 

 

圖9: LEGO推出的最新玩具系列，可以用LabVIEW編程。
 

 

 

 

 

圖10:中學(xué)生在演示一款發(fā)射系統(tǒng)，可準(zhǔn)確穿越右手邊的方框，并可精確打擊放在方框內(nèi)的瓶狀物。
 

 

下面一張圖是NI開(kāi)進(jìn)美國(guó)校園的科研巴士，可惜沒(méi)有時(shí)間進(jìn)去一睹芳容。據(jù)說(shuō)美國(guó)的高校都非常歡迎這樣的車(chē)輛進(jìn)入校園，可沒(méi)有保安會(huì)攔住……

 

 

圖11：NI的校園實(shí)驗(yàn)室巴士，裝載了眾多儀器。希望也可以盡快開(kāi)入中國(guó)。

用榔頭砸cDAQ-9188XT會(huì)發(fā)生……

NI繼續(xù)增加了對(duì)NI CompactDAQ平臺(tái)的投資，發(fā)布了一款堅(jiān)固的新機(jī)箱，并支持LabVIEW電力套件。

 

在現(xiàn)場(chǎng),NI高層親自用榔頭砸開(kāi)了封固在cDAQ-9188XT機(jī)箱外部的水泥保護(hù)層，機(jī)殼無(wú)損，儀器工作正常。它是一款8槽NI CompactDAQ以太網(wǎng)機(jī)箱，專(zhuān)為極端環(huán)境下的分布式或遠(yuǎn)程測(cè)量而設(shè)計(jì)。 cDAQ-9188XT的工作溫度范圍為-40到70?C，抗50g沖擊和5 g振動(dòng)。在汽車(chē)、軍事和航空航天等行業(yè)中，工程師已成功使用它來(lái)采集數(shù)據(jù)，避免了代價(jià)高昂的重復(fù)性測(cè)試。

 

 

 

 

圖12：NIWeek現(xiàn)場(chǎng)砸損保護(hù)水泥套的9188XT機(jī)箱，無(wú)損，工作正常。
 

 

此外，首次在NI CompactDAQ平臺(tái)的機(jī)箱上提供板載看門(mén)狗，并定義安全狀態(tài)，以確保用戶(hù)的測(cè)試穩(wěn)定與設(shè)備安全。該系列平臺(tái)提供支持10個(gè)機(jī)箱選項(xiàng)、3種總線和超過(guò)50款C系列模塊，具有良好的連接通用性和適用的I/O端口。該平臺(tái)還可以與NI LabVIEW軟件系統(tǒng)無(wú)縫兼容，提供數(shù)據(jù)可視化的信號(hào)處理庫(kù)和用戶(hù)界面控件。

LabVIEW 2013的新特性

按慣例，NI在今年推出了NI LabVIEW 2013。LabVIEW 2013中對(duì)項(xiàng)目范例進(jìn)行了很大改進(jìn)，并擴(kuò)展了培訓(xùn)庫(kù)。

 

LabVIEW 2013支持NI Linux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，方便開(kāi)發(fā)人員訪問(wèn)動(dòng)態(tài)、社區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)，還是全新cRIO-9068軟件自定義控制器的基礎(chǔ)。

 

 

 

2013版本的變化，使得原本復(fù)雜、基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比以往更為直觀。在過(guò)去的幾年中，LabVIEW已經(jīng)有了顛覆性的改進(jìn)。

LabVIEW 2013的主要特性包括:

經(jīng)簡(jiǎn)化的程序框圖注釋導(dǎo)航和支持NI CompactRIO平臺(tái)的最新變革，支持運(yùn)行NI Linux Real-Time操作系統(tǒng)的NI cRIO-9068軟件定制的控制器（Software Designed Controller）

新的工具能夠簡(jiǎn)化日趨復(fù)雜的系統(tǒng)管理、文件歸檔與調(diào)試

通過(guò)改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和NI LabVIEW應(yīng)用程序生成器精簡(jiǎn)了大型系統(tǒng)的部署局，使注釋更直觀化

更新的模板、范例和在線培訓(xùn)課程

可訪問(wèn)龐大的第三方附加組件網(wǎng)絡(luò)—LabVIEW工具網(wǎng)絡(luò)

 

圖13: LabVIEW 2013的新特性總結(jié)。
 

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