软件驱动的NI模块化仪器：硬件在环仿真中的应用与优势

National Instruments (NI) 是一家专注于基于计算机的测量与自动化领域的创新者，拥有30年强劲的收益增长历史。在2009财政年度，NI实现了6.77亿美元的净收入，其全球业务遍布40多个国家，拥有超过5000名员工。NI的产品和服务以其软件为核心，推动了测试领域向着高度定制和模块化的方向发展。 NI的"软件定义"理念强调真正的用户自定义，允许用户根据需求灵活配置测试系统。他们提供模块化I/O (Input/Output) 测试系统，包括信号总线、原始数据采集、用户自定义功能等，这些模块可以方便地替换、升级或定制，如他们的多功能信号分析数字化仪就是一个例子。这种架构使得用户可以根据具体项目的需求选择不同厂商提供的1500多种I/O模块，如PCI总线、PXI背板、定时与同步模块等，这些都遵循工业标准，确保在各种恶劣工作环境中仍能稳定运行。 NI的PXI平台尤其突出，它是一个集成的、标准技术平台，包括PXI-8110嵌入式控制器，搭载Intel四核处理器，能够运行Windows或实时操作系统。这个系统被广泛应用于航空电子测试（如洛克希德马丁风洞测试）、半导体测试、射频测试、声音与振动测试等领域，甚至支持NASA的高端应用，如韦伯太空望远镜的微快门测试。 硬件在环(Hardware-in-the-Loop, HIL)仿真也是NI的一个重要应用领域，如NEC宇航系统公司在反力轮控制系统(RWA)测试中的成功案例。NI的模块化系统架构支持混合总线系统，如PXI/PXIExpress，这使得软件能够整合不同的总线应用，降低了系统的复杂性。用户可以从ni.com/idnet获取超过8000个仪器驱动程序，包括GPIB、USB、LXI等，以实现灵活的系统配置。 此外，NI的模块化系统提供了显著的优势，例如提高了灵活性，降低了总体成本，缩短了开发周期，便于升级和维护，同时还能减少物理空间占用并延长系统的使用寿命。通过软件控制，用户可以构建具有高吞吐量、低延迟的测试系统，如一个典型的PXI系统单元配备有嵌入式PC、定时控制设备、多通道数字化仪、DMM和任意波形发生器等，满足不同测试场景的需求。 总结来说，NI的以软件为核心的模块化仪器在硬件在环仿真中扮演了关键角色，它不仅提供了高度定制化的解决方案，而且通过标准化平台和丰富的软件工具，简化了测试流程，提升了测试效率和精确度，为各行各业的先进工程应用带来了显著的价值。