現(xiàn)在設(shè)計(jì)快速的發(fā)展，產(chǎn)品更新速度快，工程師們要不斷面對(duì)新的、日益增加的挑戰(zhàn)。對(duì)于測(cè)試工程師，不斷出現(xiàn)的新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)，使得基于傳統(tǒng)儀器的測(cè)試方案不能滿足新的測(cè)試需求，而以軟件為中心的模塊化儀器則給工程師在自定義測(cè)試需求方面提供了更大的靈活性。

　　基于軟件的模塊化儀器架構(gòu)

　　傳統(tǒng)臺(tái)式儀器通常在靈活性上受限較多，這使得添加新的功能或完成自定義的測(cè)試變得很困難。以軟件為的模塊化儀器系統(tǒng)能夠賦予用戶更多的主動(dòng)權(quán)，甚至將自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）應(yīng)用到測(cè)試系統(tǒng)中。因此，正在成為業(yè)界的主流。

　　圖1顯示的就是以軟件為的模塊化儀器系統(tǒng)。它可以分成兩個(gè)部分：模塊化的硬件和靈活強(qiáng)大的軟件。其中軟件包括圖形化開發(fā)平臺(tái)，而對(duì)于模塊化的硬件，用戶則可以從市場(chǎng)上數(shù)千種種類豐富的基于PXI/PXI Express的模塊中，選擇適合自己需求的來構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)。

　　圖1 以軟件為的模塊化儀器系統(tǒng)

　　軟件自定義無線電平臺(tái)滿足未來射頻標(biāo)準(zhǔn)

　　基于軟件的模塊化測(cè)試系統(tǒng)可以給工程師更大的靈活性，尤其是在一些新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域。NI公司推出的基于模塊化架構(gòu)構(gòu)建的軟件無線電平臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)就是這樣一個(gè)例子，其推出的6.6GHz射頻測(cè)試平臺(tái)基于NI PXIe-5663 6.6GHz射頻矢量信號(hào)分析儀和NI PXIe-5673 6.6GHz射頻矢量信號(hào)發(fā)生器，不僅具有極大靈活性，同時(shí)利用LabVIEW充分發(fā)揮了高性能多核處理器的優(yōu)勢(shì)，能夠以比傳統(tǒng)儀器更快的速度進(jìn)行多種常用的射頻測(cè)量。同時(shí)，NI公司及系統(tǒng)聯(lián)盟商還提供了許多用于現(xiàn)有和新興的通信技術(shù)的LabVIEW工具包，2009 年新推出了WiMAX、GPS仿真、WLAN測(cè)試工具包。

　　圖2 基于FPGA的自定義I/O設(shè)計(jì)NI FlexRIO

　　基于FPGA的模塊化結(jié)構(gòu)帶來硬件級(jí)別的可編程軟件技術(shù)

　　FPGA一般來說比ASIC（專用集成芯片）的速度要慢，無法完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)，而且消耗更多的電能。但是他們也有很多的優(yōu)點(diǎn)比如可以快速成品，可以被修改來改正程序中的錯(cuò)誤和更便宜的造價(jià)。廠商也可能會(huì)提供便宜的但是編輯能力差的FPGA。因?yàn)檫@些芯片有比較差的可編輯能力，所以這些設(shè)計(jì)的開發(fā)是在普通的FPGA上完成的，然后將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到一個(gè)類似于ASIC的芯片上。另外一種方法是用CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件備）。

　　FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是可編程器件。與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA利用小型查找表（16×1RAM）來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O，由此構(gòu)成了即可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。

　　工程師們將FPGA引入到模塊化儀器中，為工程師自定義測(cè)試需求提供了更有力的工具，這種硬件級(jí)別的可編程軟件技術(shù)，可以幫助工程師解決許多以前傳統(tǒng)方法無法解決的問題。利用FlexRIO的這些性能，工程師們可以在設(shè)計(jì)和測(cè)試許多復(fù)雜的電子設(shè)備時(shí)，根據(jù)需要使用在線處理、硬件在環(huán)仿真和協(xié)議識(shí)別測(cè)試等。