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智慧終端機設備結構複雜化 測試設備行業發生哪些變革?

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毫無疑問, 我們所處的環境已經變得越發智慧化, 其中發展最為明顯的就是智慧手機, 從2000年左右至今, 在這段時間中, 手機也發生了翻天覆地的變化, 從功能機到智慧機, 再到目前已經受到市場熱捧的AI手機, 簡而言之, 智慧化已經變得越來越重要。 再如智慧汽車、智慧手錶、智慧手環、智慧電視等等, 但是隨著智慧化程度不斷的加強, 導致智慧終端機產品內部結構也變得更加的複雜化。 那麼, 作為全球知名測試設備領導者的美國國家儀器(NI), 又將能夠為這種困局帶來哪些解決方案呢?

前不久, NI的PXI技術論壇在深圳召開, 作為成立已經有40年歷史的高技術企業, 截至2016年, NI在全球的業務已經達到了12.3億美元, 服務於全球超過35,000個客戶, 同時, 身為一家以創新為驅動力的企業, 其將營收超過18%都投入到研發之中。

“NI已經成立了40年, 40年以來NI不斷地為我們的工程師提供各種各樣的解決方案,

從最開始的GPIB到資料獲取到LabVIEW, 再到1997年誕生的PXI, 到2016年底我們。 非常關鍵的是作為一家以創新為驅動力的公司, 我們, 所以我們會看到不斷地有一些新產品、新內容給到我們的工程師, 給到我們的客戶。 ”在前不久的NI PXI大會上, NI技術市場工程師馬力斯表示。

據瞭解, NI的PXI至今已經誕生20年, 從1997年到今年2017年, PXI在20年裡面我們看到了多種的技術發展, 也不斷地有一些新產品的發佈。 PXI TAC最開始是在2004年始創, 在大中華區廣泛地被工程師所接受和認可, 至今為止已經舉辦了十四屆, 在PXI TAC的活動之中, 可以看到PXI TAC已經成為了PXI行業、測試測量行業裡面一個非常重要、非常領先的技術交流盛會。

而PXI(PCI extensions for Instrumentation, 面向儀器系統的PCI擴展) 是一種由NI公司發佈的堅固的基於PC的測量和自動化平臺。

PXI結合了PCI(Peripheral Component Interconnection-周邊元件連接)的電氣匯流排特性與CompactPCI(緊湊PCI)的堅固性、模組化及Eurocard機械封裝的特性發展成適合於試驗、測量與資料獲取場合應用的機械、電氣和軟體規範。

制訂PXI規範的目的是為了將臺式PC的性能價格比優勢與PCI匯流排面向儀器領域的必要擴展完美地結合起來, 形成一種主流的虛擬儀器測試平臺。 這使它成為測量和自動化系統的高性能、低成本運載平臺。

PXI是以PCI及CompactPCI為基礎再加上一些PXI特有的信號組合而成的一個架構。 PXI繼承了PCI的電氣信號, 使得PXI擁有如PCI bus的極高傳輸資料的能力, 因此能夠有高達132Mbyte/s到528Mbyte/s的傳輸性能, 在軟體上是完全相容的。 另一方面, PXI採用和CompactPCI一樣的機械外型結構,

因此也能同樣享有高密度、堅固外殼及高性能連接器的特性。

據馬力斯介紹:“以iPhone或者是其他一些手機為例, 我們把它拆解開來會看到裡面晶片和元件是非常多種的, 在每個晶片裡面我們也會看到這不僅僅是傳統我們所面臨的半導體行業裡面的一些挑戰,

一個晶片把它拆解開來也會看到多種模組、複雜的模組整體的集成, 因此設備、器件、晶片變得越來越複雜, 這也是在物聯網時代、智慧時代面臨的一個巨大挑戰。 ”

為解決上述難題, NI便是使用這樣一個統一的平臺, 以更智慧的測試系統來面對這樣的挑戰。 在這樣的平臺中NI會有一些開放的軟體以及模組化的儀器, 以及合作共贏生態圈的一些廠商, 以及非常良好的服務, 來説明NI的客戶、説明工程師來完成剛才上述提到的這些問題和一些挑戰。

如果把一個手機拆解開來, 可以分為一個一個的器件、元件, 再把它細分到晶片的內部, 也看到會有多種模組的組成, 因此依照這樣一個拆解的過程來看一看, 對於廠商客戶來說這種產品的測試又會遇到什麼樣的問題呢?

一件智慧終端機產品,首先需要一個原型設計,在馬力斯看來,“一個產品我們最開始一個靈感,最好的方式便是我們要來進行原型設計,要將我們的一些idea進行原型化的設計,這樣能幫助我們快速在前期找到問題的一些根本所在,以及能夠看出來未來產品的雛形是什麼樣子。”

其次則是半導體,因為很多原型設計的內容加入到半導體之中,半導體是一個非常好的原型化設計承載的媒介,而NI也提出了在半導體裡面非常需要用一種統一的方法來實現整個從實驗室到量產測試的打通。更往前走一步,看到一個一個器件、一個一個半導體的晶片組成了這樣一個板級和PCV電路板,又會遇到什麼樣的挑戰和內容呢?

對此,提出NI的PXI,特別是在產線還有板級測試中,能夠為客戶持續帶來不斷的經濟效益,為他們提供了一個非常好的資料,在兩年的時間內PXI能夠幫助他們節省超過100萬的成本,這個經濟效益也是非常大的。

更進一步,當器件、元件組成一個系統的時候,而且當物聯網時代智慧設備都會加入無線通訊的一些協定,在這樣一個系統來看又會遇到什麼樣的挑戰和問題?

馬力斯解釋道:“我們就是以系統裡面的無線測試,WLAN、wifi的一些測試內容舉一個例子,來印證我們這樣一個方法。當這樣一個產品已經做好組建完成,成為一個真正產品的時候,其實在終端的一些應用也會遇到各種各樣的難題。這裡舉的一個例子,便是現在非常熱門的一個話題,車聯網、ADAS、無人駕駛這些技術,我們也以這個方面為例來探討NI在這個方面一些新的突破。”

“智慧設備或者智慧製造其實現在是一個大家都關注的熱點,我想特別強調的是關於智慧製造這一塊,因為我們發現以前的設備或者設施是單一功能的,單一功能前提下我們更多的是測試設備本身。”NI研發副總裁Steve Warntjes表示。

然而,因為現在的情況下設施或者設備會跟其他的一些設施、設備進行連接,形成一個互聯互通的系統,這裡面就會涉及到很多的概念,比如說機器人,它本身就是一個自主的交互平臺,它同時會進行組網。

此外,其還會涉及到一些雲的概念,一些資料是否要傳遞到雲端進行一些決策,或者是兩者之間的一些交互,這個交互怎麼去確保它的成功和有效,而且穩定。從wafer到wireless這整個過程中我們會發現很多生產製造的問題不僅是一個設備的問題,更多的是工藝管理和生產管理的問題,這裡面就會涉及到再往前一步智慧製造是不是可以連接到ERP系統,企業的一些生產、資產甚至物流管理系統、物料管理系統,這裡面很突出強調的一些點,就是我們現有的系統或者說計算平臺如何有效的去連接我們的網路,來實現這樣一個基礎。

同時,NI研發副總裁Steve Warntjes還強調:“結合到自動化測試系統,我們就會發現有一些實際當中的障礙,因為傳統的自動化測試對於這種新的一些需求不能完全的滿足,我們會發現一些障礙。這裡面我們不僅要測一些元件測試,我們還需要把它們整合起來,把它組合成系統進行測試。”

整體看來,商業需求對應到測試系統上,很可能就提出了更高的需求,例如需要有一個更加快速靈活的平臺,以及會要求測試成本也更加低,與此同時還不希望犧牲品質,還要保證這個系統的高可靠性,還能加快產品的上市時間,這是給測試提出的一系列需求。而PXI是一個非常全面的平臺,它不但可以覆蓋前期的系統驗證,也可以覆蓋後端高速的產線生產。

對於廠商客戶來說這種產品的測試又會遇到什麼樣的問題呢?

一件智慧終端機產品,首先需要一個原型設計,在馬力斯看來,“一個產品我們最開始一個靈感,最好的方式便是我們要來進行原型設計,要將我們的一些idea進行原型化的設計,這樣能幫助我們快速在前期找到問題的一些根本所在,以及能夠看出來未來產品的雛形是什麼樣子。”

其次則是半導體,因為很多原型設計的內容加入到半導體之中,半導體是一個非常好的原型化設計承載的媒介,而NI也提出了在半導體裡面非常需要用一種統一的方法來實現整個從實驗室到量產測試的打通。更往前走一步,看到一個一個器件、一個一個半導體的晶片組成了這樣一個板級和PCV電路板,又會遇到什麼樣的挑戰和內容呢?

對此,提出NI的PXI,特別是在產線還有板級測試中,能夠為客戶持續帶來不斷的經濟效益,為他們提供了一個非常好的資料,在兩年的時間內PXI能夠幫助他們節省超過100萬的成本,這個經濟效益也是非常大的。

更進一步,當器件、元件組成一個系統的時候,而且當物聯網時代智慧設備都會加入無線通訊的一些協定,在這樣一個系統來看又會遇到什麼樣的挑戰和問題?

馬力斯解釋道:“我們就是以系統裡面的無線測試,WLAN、wifi的一些測試內容舉一個例子,來印證我們這樣一個方法。當這樣一個產品已經做好組建完成,成為一個真正產品的時候,其實在終端的一些應用也會遇到各種各樣的難題。這裡舉的一個例子,便是現在非常熱門的一個話題,車聯網、ADAS、無人駕駛這些技術,我們也以這個方面為例來探討NI在這個方面一些新的突破。”

“智慧設備或者智慧製造其實現在是一個大家都關注的熱點,我想特別強調的是關於智慧製造這一塊,因為我們發現以前的設備或者設施是單一功能的,單一功能前提下我們更多的是測試設備本身。”NI研發副總裁Steve Warntjes表示。

然而,因為現在的情況下設施或者設備會跟其他的一些設施、設備進行連接,形成一個互聯互通的系統,這裡面就會涉及到很多的概念,比如說機器人,它本身就是一個自主的交互平臺,它同時會進行組網。

此外,其還會涉及到一些雲的概念,一些資料是否要傳遞到雲端進行一些決策,或者是兩者之間的一些交互,這個交互怎麼去確保它的成功和有效,而且穩定。從wafer到wireless這整個過程中我們會發現很多生產製造的問題不僅是一個設備的問題,更多的是工藝管理和生產管理的問題,這裡面就會涉及到再往前一步智慧製造是不是可以連接到ERP系統,企業的一些生產、資產甚至物流管理系統、物料管理系統,這裡面很突出強調的一些點,就是我們現有的系統或者說計算平臺如何有效的去連接我們的網路,來實現這樣一個基礎。

同時,NI研發副總裁Steve Warntjes還強調:“結合到自動化測試系統,我們就會發現有一些實際當中的障礙,因為傳統的自動化測試對於這種新的一些需求不能完全的滿足,我們會發現一些障礙。這裡面我們不僅要測一些元件測試,我們還需要把它們整合起來,把它組合成系統進行測試。”

整體看來,商業需求對應到測試系統上,很可能就提出了更高的需求,例如需要有一個更加快速靈活的平臺,以及會要求測試成本也更加低,與此同時還不希望犧牲品質,還要保證這個系統的高可靠性,還能加快產品的上市時間,這是給測試提出的一系列需求。而PXI是一個非常全面的平臺,它不但可以覆蓋前期的系統驗證,也可以覆蓋後端高速的產線生產。

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