測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展必須緊跟待測(cè)產(chǎn)品的發(fā)展?，F(xiàn)在的實(shí)際情況是，為了在激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)上占據(jù)領(lǐng)先位置，工程師設(shè)計(jì)出來并且需要進(jìn)行測(cè)試的產(chǎn)品在功能上愈加集成，產(chǎn)品越來越復(fù)雜（如圖1所示）。在最短的時(shí)間段內(nèi)為產(chǎn)品增加新功能的壓力下，設(shè)計(jì)工程師采用的方式是設(shè)計(jì)出以軟件為中心的產(chǎn)品，這種方式的好處不單單是可以快速為產(chǎn)品增加新性能從而保持產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且更重要的是讓用戶可以盡情享受定制的使用感受。

圖1 使用者總是期待比現(xiàn)有產(chǎn)品更高質(zhì)量的新產(chǎn)品出現(xiàn)，他們不可能去使用質(zhì)量下降的新產(chǎn)品，因此產(chǎn)品質(zhì)量總是在不斷提高。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就需要將產(chǎn)品推向更高的標(biāo)準(zhǔn)、更嚴(yán)格的生產(chǎn)前和生產(chǎn)期間的測(cè)試、更多的測(cè)試項(xiàng)目和更優(yōu)化的生產(chǎn)流程

一個(gè)典型的例子就是蘋果公司最新推出的iPhone。這種電話的用戶界面會(huì)根據(jù)用戶選擇不同功能而改變。這樣的趨勢(shì)：功能的集成、越來越多的自定義、與新技術(shù)的融合、最快時(shí)間占領(lǐng)市場(chǎng)…對(duì)于要在全球市場(chǎng)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的公司來說，現(xiàn)在這些都已經(jīng)成為他們共同面臨的現(xiàn)狀。這在儀器行業(yè)也不例外?，F(xiàn)在工程師要解決的挑戰(zhàn)是需要設(shè)計(jì)出集成多種技術(shù)的產(chǎn)品——例如iPhone——同時(shí)還要不斷緊跟新興技術(shù)的發(fā)展，并且面對(duì)著盡量縮短產(chǎn)品上市時(shí)間的巨大壓力。

這種復(fù)雜性導(dǎo)致的結(jié)果就是每一個(gè)待測(cè)設(shè)備都有它們特定的要求和特性。以前，工程師有兩個(gè)截然不同的選擇：其一，專門為這個(gè)產(chǎn)品開發(fā)一套自動(dòng)化測(cè)試解決方案；其二，使用通用的測(cè)試儀器利用通信總線將測(cè)試結(jié)果傳達(dá)給PC。專用的系統(tǒng)可以滿足特定需求，但是價(jià)格昂貴；通用儀器相對(duì)價(jià)格合理，但是難以滿足特定的需求，而且因?yàn)槭欠忾]的架構(gòu)，所以一方面無法利用快速發(fā)展的PC和半導(dǎo)體技術(shù)升級(jí)其部件或子系統(tǒng)，另一方面其測(cè)試結(jié)果依靠固件提供，受儀器供應(yīng)商限制。

圖2 傳統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試方式不能完全利用PC、開發(fā)軟件和ADC等技術(shù)的迅速發(fā)展

兼容以上兩種方案的優(yōu)勢(shì)，以軟件為中心的模塊化測(cè)試系統(tǒng)開啟了一個(gè)新的時(shí)代，這種基于軟件的解決方案讓用戶可以完全控制他們的系統(tǒng)，在同一個(gè)強(qiáng)大的軟件平臺(tái)上，根據(jù)特定的需求，集成通用的模塊化硬件，來構(gòu)建他們的測(cè)試系統(tǒng)。這樣的模塊化測(cè)試架構(gòu)不但給了工程師很大的控制權(quán)， 因?yàn)樗麄兛梢垣@得實(shí)時(shí)的原始數(shù)據(jù)， 而且可以通過專用而開放的開發(fā)軟件和現(xiàn)有的分析函數(shù)(如圖3所示)快速地獲得結(jié)果，來定義特定的測(cè)量任務(wù)。此外，工程師還可以通過開發(fā)軟件，根據(jù)最符合應(yīng)用項(xiàng)目的要求來自定義用戶界面。

圖3 LabVIEW 8.5中的函數(shù)超過700種

當(dāng)然雖然此方式著重強(qiáng)調(diào)了在一個(gè)以軟件為核心的儀器系統(tǒng)中應(yīng)用軟件的重要性，但這并不表示硬件的作用可以被輕易忽略。在用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和顯示之前，首先需要使用硬件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高質(zhì)量的數(shù)字化和快速的數(shù)據(jù)傳輸，只有高質(zhì)量的數(shù)字化數(shù)據(jù)才能讓工程師在軟件平臺(tái)上獲得精確的分析結(jié)果。

自從第一款插入式數(shù)據(jù)采集設(shè)備問世以來，現(xiàn)成即用的商業(yè)技術(shù)已經(jīng)有了巨大的飛躍（ADC的分辨率和頻率、數(shù)據(jù)總線帶寬和延遲等），其結(jié)果就是集成這些商業(yè)技術(shù)的模塊化I/O硬件及其平臺(tái)已經(jīng)可以解決越來越多的設(shè)計(jì)和測(cè)試任務(wù)。

圖4 以軟件為核心的模塊化構(gòu)架（例如PXI系統(tǒng)）為用戶提供一個(gè)具備全系列功能的平臺(tái)，包括模擬和數(shù)字I/O、高速儀器系統(tǒng)、視覺、運(yùn)動(dòng)和多種接口

這種將模塊化的I/O硬件和強(qiáng)大的應(yīng)用軟件靈活地相結(jié)合的概念是NI一直以來在堅(jiān)持的理念，也就是大家經(jīng)常聽到的“虛擬儀器技術(shù)”。在現(xiàn)階段，模塊化I/O硬件的性能提高和應(yīng)用軟件上的不斷創(chuàng)新就是推動(dòng)虛擬儀器技術(shù)的動(dòng)力之源。