2016年5月，美國國家儀器公司(National Instruments；NI)跨入第五個十年。

按照2015年的資料，NI的銷售額約12.3億美元，員工超過7,300人。NI的一個特點是產品多樣化，體現在任一領域產品線的產值不超過該公司總銷售額的15%，其中，最大的產業應用包括自動化測試等。

「為所有應用提供測試平台解決方案」是NI創始人、總裁和執行長James Truchard博士(業界尊稱為Dr. T)的一句話。其與NI產品多樣化的現實十分匹配。

值得一提的是這位高齡CEO在受訪時神采奕奕，談笑風生。

*圖1：Dr. T，NI總裁兼執行長*

從歷史看發展軌跡

NI創建於1976年5月。其第一個十年發明了GPIB連接器，主要是連接儀器和電腦。那時，電腦產業才剛剛興起，但是NI已經看到了電腦對於儀器產業未來發展的影響，實現的方式即使用電腦針對儀器進行自動化控制，提高生產的效率。

在第二個十年中，NI發明了該公司最重要的一個產品——LabVIEW，並且在LabVIEW的基礎上設計和推出了很多資料擷取設備(DAQ)。在這個時期，NI提出了著名的虛擬儀器的概念，大幅地簡化了工程師的工作。

在第三個十年，在LabVIEW和DAQ的基礎上，NI又推出了包括PXI、CompactDAQ以及CompactRIO等模組化的儀器系統。使用這些模組化儀器，結合LabVIEW和DAQ，使其產品線在不同的工業領域裡發揮作用。

在第四個十年，NI持續在LabVIEW進行投入，進一步將其發展成圖形化系統設計的平台和工具。

*圖2：NI的發展軌跡*

第五個十年的重點

「我們很快地就進入了第五個十年，今年5月是NI成立40週年紀念。在第五個十年裡，NI將會繼續關注系統級設計的平台化工具，並且大力發展在這個平台基礎之上的生態系統。」Dr. T總結道，「生態系統是指我們的合作夥伴與服務供應商。藉由我們的合作夥伴與服務供應商可以最大化增強NI平台的價值。我們將專注於平台，而這些系統整合商(SI)將在各個產業或者各應用領域尋找其加值服務，然後進行產業應用的開發。」

按照Dr. T的陳述，NI將在今年的NIWeek中更詳細地描述該公司在第五個十年的工作重點，介紹NI平台以及NI產品的價值。

Dr. T認為蘋果(Apple)的生態系統是一個簡單易懂的例子。「實際上，iPhone這樣一個行動終端就創建了一個平台。這個平台本身有成千上萬的APP深入在我們生活的各個領域。僅僅需要一個平台就可以極大的簡化針對某一個應用進行創造的過程。」

*圖3：Apple的系統架構，iOS承上啟下*

結合到NI的產品策略，他表示，「我們同樣可以創建一個平台，這個平台既可以包含測試測量方案，又可以包含嵌入式設備，就像iPhone一樣，我們可以在這個平台上做很多測試測量以及嵌入式作業。平台化最重要的特徵是它有一個很完整的生態系統，無論是iPhone也好還是安卓系統也好，它有上百萬的應用，而且每天都會有超過一千種新的應用或是應用的更新。平台化最重要的特點就是可以使用相同的平台，但是可以不停地升級硬體系統。」

平台化概念的學術理解

基於平台化設計的理念，在學術上有很多理解，而Dr. T最認同的是來自加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)教授A. Sangiovanni-Vincentelli的解釋，他也是新思科技(Synopsys)和益華電腦(Cadence)的共同創辦人，對於系統的理解非常深刻。

「這是從平台化的角度去理解應用和硬體之間的關係。我們可以看到這張圖(下圖)，上面是一個應用的空間，它有各種各樣的應用，中間這個交叉點就是軟體平台化的點，下面是一個硬體系統的結構。實際上我們在一個應用中可以用到各式各樣的硬體，但我們可以使用一個統一的軟體介面來實現。同樣地，針對其他不同的應用，你仍然可以找到它所對應的或需要實現的硬體架構，但是你只需要採用統一化的軟體平台來進行設計，這就簡化了工程師的工作。」

*圖4：平台化設計的理論*

「從您或者是NI的角度來看，哪個部份是這個平台的核心系統？」這是我的問題。

「這是非常好的問題。針對這樣一個平台化的設計理念，哪一個是核心的部份？我們認為核心的部份在於整個平台化軟體以及其下面不同的硬體平台，來支援實現上層不同的應用，」Dr. T這樣回答。

實現差異化的三個支柱

那麼，NI的平台有哪些特別之處，差異化又體現在哪些方面？Dr. T提及三個支柱。

「首先，NI的平台架構和前面提及的平台化設計的理論非常相似。他有一個統一的軟體系統，就是LabVIEW，下面是不同的硬體平台，包括PXI、CompactRIO等。在上層是不同應用的方向，包括自動化測試、嵌入式、狀態監測等。我們的應用領域非常廣泛和多樣化，這就是對前面理論圖在NI平台上的實際解釋。」

「第二點是NI的平台，特別是硬體的平台，一直都得益於摩爾定律。中間這張圖表示的是NI的儀器無論是取樣速率也好，或者是能夠採集到的訊號解析度也好，不斷地向更好的性能去擴展。摩爾定律可以讓我們更好地使用AD或者DA技術，把它們導入測試測量的產業裡。」

「第三點，我們的發展更多的是得益於生態系統的成長。這個生態系統裡有NI自身對不同硬體系統的驅動，也有更多來自使用者創造出來的演算法和IP，它正在不斷豐富著這個平台。值得一提的是我們的聯盟商扮演了一個非常重要的角色，他們大幅延展了我們平台的能力，例如在軟體定義無線電(SDR)、無線產品測試等。我們將更專注在平台上，從而讓我們的聯盟商不斷創新。」

*圖5：三個支柱*

LabVIEW經過30年的發展，已累計超過20,000人年的研發(R&D)投入，平台功能日益強大，並整合了眾多的演算法、IP以及最化的訊號處理技術。

同時，伴隨著摩爾定律的節奏，NI透過使用14nm的AD/DA轉換器，使資料擷取的性能已經達到一個過去無法想像的高水準。而多核心處理技術、更高性能的FPGA、先進的射頻(RF)技術等不斷發展，平台的優勢使NI可以將這些新的技術融合在一起，讓更多的工程師受益。

*圖6：摩爾定律為平台發展提供了硬體支援*

軟體是否會成為硬體發展的絆腳石？

「我們看到摩爾定律對整個硬體產業的影響。實際上硬體的確可以達到高階的性能，而軟體在此發揮了重要的作用，能夠將它們整合起來。」Dr. T分享了他對軟硬體協同的看法，「想像一下如果我們需要在一個系統裡管理400顆FPGA，這是一個超級複雜的工作，要管理每一個通道的頻寬、每一個通道的採集處理等。只有提供一個最佳化的軟體系統，我們才能把這件事做的更加迅速和完整。」

以應用為例，藉助高性能FPGA、LabVIEW等技術，NI實現了具備接收/發射功能的5G原型設計。「問題在於我們如何能夠有效的、高性價比的支持眾多的5G應用或者說是投入，因為5G本身是一個非常具有廣度的技術。這個問題的答案就是NI的平台。我們可以支援通訊系統實體層的創新，包括訊號感知、大規模的MIMO、毫米波(mmWave)等等。例如，大家都知道諾基亞(Nokia)使用NI的平台和技術實現了一個毫米波通訊的原型系統，這個系統可以達到14.5Gbps超高速訊號傳送速率。」

他並以一些實例解釋，「我們在針對下一代通訊系統、5G等相關應用推出了一個更新的版本，稱為LabVIEW COMMS。LabVIEW COMMS實際上是一個更加適合於進行通訊科研的平台,在這個平台裡有大量的創新的演算法，同時提供了更先進的硬體綜合的技術。」

*圖7：NI的5G原型機結構*

為所有應用提供測試平台解決方案

顯然地，Dr. T對NI的定位和優勢充滿信心。

他分析道：「從競爭對手的角度考慮，我們認為他們很難跟我們競爭。因為我們有成千上萬的應用使用同樣的硬體結構，即使他們可以在某一點上跟我們進行比較，但我們還有更多他們無法觸及的應用。這個就是平台，或者說是生態系統的好處。」

最近幾年電子產業，包括半導體產業，發生了劇烈的動盪，是否也會引發測試測量產業的變化？

「我們可以看到整個產業的變化，一些應用，包括智慧型手機、智慧車輛、無人駕駛、智慧控制、雷達感測等，正逐漸進入我們的生活。如果說有一家公司能夠測試所有新興的技術，那就是NI。能為所有應用提供測試平台解決方案的公司只有一家。NI可以幫助新興的產業得到快速的發展。」Dr. T確實絕對的自信，但NI的下一個階段目標又是什麼？

他表示：「下一步應該是物聯網(IoT)，我們所指更多的是工業物聯網(IIoT)，包括智慧電網、風機監控與智慧醫療等。NI可以提供一個非常先進和精確的控制系統，所以相信在這個領域裡面我們會佔據領先地位。當然還有IoT設備的測試，因為我們提供大量基於模組化平台的儀器設備可以進行這些產品的測試。就測試而論，也包括商業化的IoT裝置，例如可穿戴式裝置。」

活動簡介

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