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簡化開發難題 催生應用能量
德州奧斯丁NIWeek 2013特別報導

【作者: 王岫晨】   2013年10月16日 星期三

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NI早期主打LabVIEW虛擬儀控的概念。亦即是以LabVIEW軟體平台為核心,由軟體來定義硬體。這樣的概念,在各種領域的應用都非常成功,LabVIEW的效應也逐步發酵,並紮根於各領域之中。


NI持續推出最新的技術與介面,主要就是希望能協助客戶,將時間花在產品的開發上,而不是花在除錯。NI以LabVIEW起家,不管搭配何種硬體儀器,LabVIEW始終都是這些儀器的核心。而NI也以LabVIEW為中心,逐步完備周邊的硬體平台。目前NI現有的三大硬體平台,包括針對訊號擷取的CompactDAQ、模組式儀器的PXI平台、以及針對嵌入式應用的CompactRIO。並藉由LabVIEW來串起這三大硬體平台。


NI在今年的NIWeek 2013主打CompactRIO平台,亦即以IO接口、FPGA與處理器整合為一個硬體平台,透過LabVIEW的環境進行整合,來解決所有嵌入式應用所遭遇到的問題。


LabVIEW催生強大應用能量

每年的NIWeek,重點的開場Keynote都是由NI執行長James J. Truchard領銜演出,今年當然也不例外。Truchard提出NI軟體定義儀器的真意,就是同樣一套硬體,客戶可以透過不同的軟體定義,來賦予儀器不同的功能。


Truchard也特別強調Software Design的概念。去年NIWeek,NI針對VST打出軟體定義(Software Define)儀器的口號,今年的CompactRIO,則特別強調其軟體設計(Software Design)儀器的特色,也就是在硬體平台上,用軟體去設計出一個系統。


緊接著,NI最年輕的資深行銷副總裁Eric Starkloff也帶出了今年NIWeek最酷炫的應用實例。今年的主軸偏重在CompactRIO,特別是最新的9068平台問世。CompactRIO產品線從過去至今一脈相傳,今年最新款9068重點在於採用了ZYNQ單晶片,讓客戶對於分散式應用與快速原形開發更加得心應手。


當然,身為NI重要命脈的LabVIEW,其版本更新也一直都是NIWeek的重點話題。今年的LabVIEW 2013強調與手機相同的APP概念,也就是被催生的LabVIEW tools network,目前已有超過兩萬人的下載量,也有超過200種的APP數量。


事實上,NI的LabVIEW搭配硬體平台,應用層面多不勝屬。這也使得每年NIWeek的應用展示,都會成為工程界的焦點。而隨著CompactRIO 9068強大平台的問世,催生出更多強大的應用能量,勢必也將造福更多不同領域的使用者。



圖一 : NIWeek 2013以LabVIEW為核心延伸出各種不同應用。圖為資深行銷副總裁Eric Starkloff於Keynote演說介紹不同應用。(攝影:王岫晨)
圖一 : NIWeek 2013以LabVIEW為核心延伸出各種不同應用。圖為資深行銷副總裁Eric Starkloff於Keynote演說介紹不同應用。(攝影:王岫晨)

cRIO簡化嵌入式開發難題

CompactRIO硬體元件均可透過LabVIEW軟體來進行程式設計,工程師既使在不深入了解硬體敘述語言或機板設計的情況下,也能針對IO特性,迅速建立客製化的時序、控制、訊號處理等功能。這樣的優點,能讓客戶在僅投入少數開發人力的精簡狀況下,也能迅速開發出產品,因此目前已經深獲各領域不同設計者的青睞。


CompactRIO以其堅固耐用且精確的特性,搭配LabVIEW軟體,可提供客製化的優點,與現成平台的簡便性。RIO可重設硬體平台的特性,能有效解決嵌入式監控應用的難題,減少昂貴的客製化設計程序,重點是,其成效能超越市面上現成的解決方案。CompactRIO適合分散式應用,例如電力品質監控,或需要快速原形開發等相關應用。


硬體方面的持續進展,也是NI不斷致力的方向。在FPGA大廠Xilinx推出了整合ARM處理器與FPGA的系統單晶片ZYNQ之後,處理器與FPGA已可整合為一,使得RIO平台的反應速度得以進一步提升,同時也保有軟體向下相容的特性。目前CompactRIO 9068即採用了新一代的ZYNQ單晶片。


事實上,NI的軟硬體平台不停的進步,LabVIEW軟體搭配CompactRIO平台,讓客戶針對應用上的問題,不再需要抉擇,只需要把IO的問題留給NI去處理,更能專心針對應用進行最佳化。



圖二 : 以Single-Board RIO所設計的小型機器人,特別受到小朋友的青睞。
圖二 : 以Single-Board RIO所設計的小型機器人,特別受到小朋友的青睞。

myRIO讓學生掌握圖形化能力

真實的世界是需要系統的。NI學術計畫總監Dave Wilson指出,今日的系統不外乎就是需要運算、通訊與控制等三大要素,NI也持續致力於讓同學能在一個學期的時間之內,就能建置完成一個系統的設計。甚至能在更短的時間內,將腦中對於系統的想法快速付諸實踐。Dave Wilson認為最重要的關鍵,就是將圖形化系統設計的能力,能夠交到學生的手上。擁有圖形化設計的這把利刃,未來在系統設計上,學生們將更為得心應手。


儘管以虛擬儀器起家,但NI認為,不能一昧地單向發展虛擬儀器,因為在設計一個真實的系統,很多情況是需要控制的,儀器只能進行量測,無法控制。而要進行控制,就必須擁有即時運算、FPGA與IO介面,這正是CompactRIO平台被催生的重要原因。


正是為了將CompactRIO更快速推向教育市場,NI也針對學生的需求,打造了更為簡便的myRIO平台。myRIO非常適合例如學生或廠商開發小型專案的使用。特別是Xilinx的ZYNQ平台問世之後,讓myRIO的能力更加如虎添翼。


myRIO的理念,就是將業界正在使用的CompactRIO這樣的技術與工具,用更平易近人的方式提供給學生。NI將強大的圖形化設計能力下放到學生市場,學生掌握了圖形化設計這把屠龍刀之後,未來對於各種系統的開發與設計,也將更為得心應手。


快速上手 針對學生打造

NI的myRIO是針對學生所量身訂製的平台,強調其內建的訊號連結性,也就是擁有WiFi、Audio的輸入輸出與ADC等能力,讓學生既使離開了校園或實驗室,即便是在自己的課後或休閒時間,只要擁有想法與創意,就可以透過myRIO這樣的平台來將創意實現出來。myRIO強調『Do Engineering』的精神,與CompactRIO目的在於打造嵌入式系統的目的是不同的。


目前NI的RIO系列產品從最高階PXI架構的FlexRIO、到CompactRIO、myRIO與Single Board RIO,針對各種應用產品線十分完整。NI資深產品行銷經理Brett Burger指出,myRIO與CompactRIO主要的架構都是FPGA、MCU、IO加上LabVIEW,其架構是類似的。客戶若需要的是小尺寸的外型、少量IO、系統複雜度低,又不需要完全裸板設計的話,myRIO就是很好的選擇。



圖三 : CompactRIO即是以堅固耐用為重要賣點。圖為擊碎水泥塊取出CompactRIO,所有功能依然完好如初。(攝影:王岫晨)
圖三 : CompactRIO即是以堅固耐用為重要賣點。圖為擊碎水泥塊取出CompactRIO,所有功能依然完好如初。(攝影:王岫晨)

NI在myRIO與CompactRIO的設計初期,就已先設定不同的使用族群與介面友善度,因此不只學生族群,如果是需要快速進行設計,不需複雜的客製化程度,都是myRIO能夠滿足的使用族群。Brett Burger強調,NI在平台的設計上,是針對使用者需要的使用體驗、系統的複雜程度與設計難易度等,提供更多不同的平台選擇,這讓不同應用需求的使用族群,都能夠用最經濟的方式,選購最適合的平台來使用。


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