构建新型仪器：软件定义的仪器

　　如同每个孩子所拥有的第一套LEGO玩具改变了他们对世界的认识一样，26年前，美国国家仪器通过NI LabVIEW系统设计软件，重新改变了人们对仪器的认知。今年，NI将再次重演历史，发布一款新型仪器，帮助测试工程师摆脱厂商定义仪器的束缚。

　　许多年来，仪器的基本模式没有太大的改变。需要进行测试工作的工程师和科学家必须先从测试测量供应商处购买功能固定的硬件，然后在标准台式计算机上使用诸如LabVIEW之类的软件，通过信号处理，决策，自动化等方式扩展硬件的功能。而模块化仪器的出现是一个巨大的飞跃，并成为了自动化测试系统的既定标准。但是模块化仪器中的许多功能已由厂家在嵌入式固件中定义完毕，用户无法对固件进行更改以满足特定的应用需求。

　　然而，对于许多其他的应用来说，固定功能的硬件理念已经过时。传统的手机生产商正努力快速转向基于软件的智能手机。客户希望通过在设备上运行的软件获得更多的控制，使得他们的手机具备满足特定个人需求的功能。而测试设备也不外乎此。

　　您现在可以使用首款软件定义的仪器，NI PXIe-5644R矢量信号收发器(VST)，来体验至今最具灵活性的自定义测试仪器。

　　软件设计仪器具备的三个本质特性：

　　· 使用基于FPGA的开源固件设计的仪器硬件，具有即时可用的特点，并包含丰富的范例代码。

　　· 优秀的系统设计软件能够降低自定义硬件仪器设计的复杂度。

　　· 从集成一个固定功能的设备到设计出用户真正需要的仪器，这是一个根本性的理念改变。

　　使用开源的基于FPGA固件的硬件

　　新的NI PXIe-5644R VST尺寸更小，成本更低，能更加彻底地以软件为核心。基于行业领先的FPGA技术和完全基于LabVIEW编写开源软件和固件的原则，VST硬件设计可以尽可能地将射频转换成比特。使用灵活的软件设计方案来替换固定的厂家定义的硬件，VST可帮助测试工程师设计出他们真正需要的仪器功能。

　　图1：在NI PXIe-5644R VST的设计中，将矢量信号发生器和分析仪与一个FPGA相连接，这样用户可以在第一次射频测试应用中执行闭环的系统级测试任务

　　VST还能帮助射频工程师集成最多五个射频通道(每个通道都具备射频生成和采集功能)至一个PXI机箱，以满足并行测试需求和多输入多输出(MIMO)应用需求。大多数的传统仪器解决方案提供一个激励，或者测量一个响应;而VST在一个独立硬件上结合了射频发生器和分析仪，因为这两个仪器都与一个FPGA相连接，用户可以在这个FPGA中对固件进行设计，使得他们在第一次射频测试应用中就能使用闭环的系统级测试功能。

　　通过将矢量信号发生器(VSG)和矢量信号分析仪(VSA)与LabVIEW可编程实时信号处理与控制相结合，VST具备了以下的特性：

　　· 一个用户可编程FPGA

　　· 覆盖从85 MHz到6 GHz的频率范围

　　· 80 MHz实时射频带宽

　　· 结合了射频发生器和分析仪，以及一个高速数字I/O端口

　　· 使用三个PXI Express插槽，降低成本，减小封装

　　· 支持最新的无线标准(802.11ac和 LTE)