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3 深 入 NI 前 瞻 創 新 確 保 未 來 發 展 能 源 的 永 續 供 應 天 然 災 害 的 應 變 工 程 人 才 的 培 養 等 問 題, 都 將 對 人 類 產 生 極 大 的 影 響 因 此, 我 們 需 要 工 程 師 解 決 目 前 全 球 所 面 臨 的 工 程 難 題 在 某 些 情 況 下, 學 生 所 接 受 的 教 育 以 及 所 身 處 的 社 群, 並 不 會 鼓 勵 他 們 選 擇 工 程 與 科 學 的 相 關 職 業, 目 前 全 球 僅 約 4.5% 的 大 學 畢 業 生 是 工 程 相 關 科 系, 我 們 期 待 這 個 數 字 能 再 高 一 點 在 學 生 時 期, 我 就 開 始 把 玩 電 子 產 品 和 我 那 90cc 的 越 野 摩 托 車, 對 科 學 與 工 程 的 愛 好, 也 在 那 時 開 始 萌 芽 每 個 小 孩 天 生 就 是 工 程 師, 自 然 會 對 周 遭 的 世 界 充 滿 好 奇 但 很 可 惜 的 是 因 為 課 堂 著 重 教 科 書 上 的 理 論, 鮮 少 有 實 作 機 會 可 銜 接 實 際 範 例, 所 以 大 多 數 人 的 好 奇 心 因 此 逐 漸 消 失 不 見 最 近 我 參 加 了 聖 路 易 市 (St.Louis) 的 FIRST World Championships 競 賽, 親 眼 看 到 幾 千 名 學 生 使 用 著 真 正 的 工 程 工 具 與 小 孩 子 探 索 世 界 的 方 式 截 然 不 同 的 是, 在 這 個 競 賽 當 中, 可 以 看 到 許 多 技 術 實 作, 以 及 和 工 程 師 合 作 互 動 的 場 景 參 加 FIRST 的 人, 大 約 有 88% 參 賽 者 還 在 就 讀 大 學, 且 有 55% 的 人 主 修 科 學 與 工 程 科 系 看 到 孩 子 們 實 際 接 觸 科 技 實 作, 他 們 所 散 發 出 來 的 專 注 與 熱 情, 渲 染 了 現 場 所 有 人 Ray Almgren NI 企 業 行 銷 副 總 NI 最 近 才 宣 布 將 與 FIRST 延 長 合 作 關 係 至 2019 年, 期 間 將 繼 續 提 供 LabVIEW 與 機 器 人 控 制 系 統 給 每 一 個 FIRST Robotics Competition (FRC) 的 參 賽 隊 伍 另 外 配 合 最 近 發 表 的 LEGO MINDSTORMS EV3,NI 更 將 支 援 該 版 本 的 LabVIEW 軟 體, 以 協 助 更 多 孩 子 成 為 機 器 人 系 統 設 計 師 我 們 希 望 邀 請 您 一 起 加 入 FIRST 成 為 裁 判 或 指 導 員, 甚 至 慷 慨 解 囊 贊 助, 相 信 您 的 加 入 將 會 對 參 賽 的 孩 子 產 生 深 遠 影 響 如 同 FIRST 協 辦 者 Woodie Flowers 所 說 : 這 將 會 是 您 體 驗 過 最 棒 最 有 趣 的 東 西 National Instruments (02) ni.com/taiwan 1

4 封 面 故 事 封 面 故 事 多 費 點 心 思 在 創 新, 別 只 專 注 於 系 統 建 構 跳 脫 現 有 框 架 的 最 佳 工 程 工 具 對 今 日 的 系 統 設 計 與 開 發 而 言, 軟 體 工 具 扮 演 了 重 要 角 色 在 此 之 前, 以 往 的 嵌 入 式 設 計 均 受 限 於 硬 體 功 能, 工 程 人 員 的 設 計 必 需 遷 就 既 有 的 系 統 規 範 幸 好 嵌 入 式 硬 體 在 最 近 10 年 內 不 斷 降 低 其 成 本 體 積 耗 電 量, 讓 硬 體 不 再 受 限 於 嵌 入 式 系 統 的 既 有 框 架 的 回 到 過 去, 那 些 建 構 電 晶 體 必 備 的 科 技 應 該 會 被 當 做 是 魔 術 而 非 技 術 就 算 做 出 了 1950 年 貝 爾 實 驗 室 相 同 的 可 用 電 晶 體, 在 那 個 時 間 點 也 不 過 只 能 算 是 發 明, 距 離 商 品 化 量 產 仍 有 數 年 之 久 這 些 想 法 讓 我 知 道, 目 前 我 們 所 享 有 的 尖 端 技 術, 都 是 依 賴 工 程 師 科 學 家 研 究 人 員 所 累 積 的 知 識 所 得 歷 史 上 許 多 重 要 的 發 明, 都 來 自 於 底 層 不 斷 精 進 的 技 術, 實 非 僥 倖 或 偶 然 在 徹 底 了 解 電 學 與 磁 力 學 之 前, 根 本 就 不 可 能 有 電 話 從 第 一 支 電 話 發 明, 到 按 鈕 撥 號 的 電 話 問 世, 共 經 歷 80 多 年 之 久 在 按 鈕 式 電 話 之 後 又 過 了 50 年, 我 們 才 看 到 電 話 轉 為 無 線 電 話 行 動 電 話, 最 後 是 網 路 技 術 今 天, 智 慧 型 手 機 甚 至 整 合 了 電 子 郵 件 到 網 路 瀏 覽 等 多 種 裝 置 的 功 能 站 上 科 技 巨 人 的 肩 膀 上 工 程 工 具 的 優 劣, 將 直 接 影 響 創 新 的 速 度 任 誰 都 想 回 到 過 去, 在 某 項 科 技 裝 置 問 世 之 前 先 把 它 發 明 出 來 試 想, 如 果 能 回 到 1900 年, 並 擁 有 目 前 電 晶 體 與 固 態 電 子 的 知 識, 那 將 坐 擁 多 麼 鉅 額 的 財 富? 先 假 設 最 理 想 的 狀 態 好 了 : 我 能 時 光 旅 行 回 到 過 去, 而 且 所 具 備 的 基 本 知 識 也 足 以 實 際 發 明 出 這 些 裝 置 舉 例 來 說, 就 算 我 掌 握 了 不 同 電 晶 體 技 術 理 論 ( 現 代 電 子 裝 置 的 基 礎 ) 可 達 大 學 的 程 度, 又 要 怎 麼 用 真 正 的 原 料 做 出 電 晶 體 呢? 我 甚 至 不 知 道 要 怎 麼 生 出 結 晶 鍺 根 據 維 基 百 科 所 述, 在 1886 年 才 有 鍺 用 在 第 一 組 電 晶 體 上, 所 以 若 要 在 1886 年 之 前 發 明 電 晶 體, 還 必 須 能 先 找 到 並 提 煉 出 原 料 才 行 況 且 1886 年 還 沒 有 維 基 百 科 呢! 即 使 真 能 時 光 旅 行 回 到 過 去, 發 明 家 所 能 使 用 的 關 鍵 原 料 也 會 越 來 越 少 ( 就 像 愛 迪 生 的 燈 泡 一 樣 ), 而 且 也 找 不 到 穩 定 的 電 源 此 外, 若 真 跳 脫 框 架 以 軟 體 定 義 回 到 剛 剛 的 主 題, 你 也 可 以 說 智 慧 型 手 機 還 不 算 是 理 想 的 行 動 電 子 郵 件 裝 置, 他 依 舊 有 像 是 鍵 盤 太 小 這 個 缺 點 先 不 論 這 些 缺 點, 智 慧 型 手 機 的 電 子 郵 件 功 能 仍 廣 受 大 家 喜 愛 而 智 慧 型 手 機 普 及 的 關 鍵 因 素 之 一, 就 是 因 為 軟 體 定 義 的 平 台 這 也 算 是 歷 史 上 第 一 次, 由 手 機 開 發 人 員 將 作 業 空 間 開 放 給 應 用 程 式 的 開 發 者 小 型 公 司 若 要 撰 寫 手 持 式 的 消 費 型 遊 戲 或 電 子 郵 件 裝 置, 確 實 有 一 定 的 難 度, 光 是 工 程 設 計 的 複 雜 度, 再 加 上 每 個 單 位 的 建 構 成 本, 早 就 超 出 一 般 消 費 者 所 能 接 受 的 預 算 但 因 為 Android 與 ios 的 軟 體 定 義 平 台, 讓 現 今 許 多 App 工 程 師 可 輕 易 的 撰 寫 出 遊 戲 與 公 用 程 式, 再 透 過 智 慧 型 手 機 平 台 以 不 到 1 美 元 的 價 格 售 出 NI LabVIEW 可 重 設 I/O (RIO) 的 架 構, 即 可 針 對 嵌 入 式 監 控 系 統 團 隊, 提 供 類 似 的 優 勢 NI CompactRIO 與 NI PXI 即 是 彈 性 的 現 成 硬 體 平 台, 而 LabVIEW 系 統 設 計 軟 體 則 為 通 用 的 開 發 語 言, 可 讓 工 程 師 客 制 嵌 入 式 系 統 的 功 能 嵌 入 式 設 計 的 產 能, 深 受 內 建 軟 體 工 具 的 影 響, 軟 體 環 境 必 須 直 覺 到 幾 乎 所 有 工 程 師 都 能 輕 鬆 上 手, 而 不 需 精 通 嵌 入 式 軟 體 韌 體 開 發 硬 體 敘 述 語 言 (HDL) 等, 才 算 是 發 揮 既 有 的 硬 體 功 能 而 LabVIEW RIO 的 電 子 設 計 與 軟 體 架 構, 將 可 大 幅 簡 化 機 械 設 計 的 過 程 若 能 利 用 現 成 的 軟 體 定 義 平 台, 相 信 工 程 師 可 省 去 大 多 數 的 機 械 設 計 程 序 小 而 美 的 團 隊 在 使 用 平 台 架 構 搭 配 現 成 硬 體 時, 原 本 的 部 門 將 可 精 簡 為 小 型 的 嵌 入 式 系 統 設 計 團 隊 由 專 業 領 域 工 程 師 所 組 成 的 小 型 設 計 團 隊, 與 傳 統 的 大 型 設 計 團 隊 將 形 成 強 烈 對 比 面 對 不 斷 變 化 的 市 場 需 求, 大 型 設 計 團 隊 可 能 效 率 不 彰, 亦 可 能 難 以 同 時 滿 足 所 有 設 計 需 求, 甚 至 無 法 統 一 必 要 的 系 統 規 格, 大 型 設 計 團 隊 往 往 難 以 讓 系 統 功 能 確 實 符 合 大 眾 胃 口 舉 例 來 說, 行 銷 領 域 專 家 可 能 難 以 確 實 溝 通 所 需 的 系 統 行 為 效 能 精 確 度 直 到 完 成 正 確 且 完 整 的 功 能 為 止, 可 能 已 經 重 新 設 計 整 個 系 統 很 多 次 了 但 若 使 用 共 通 的 設 計 工 具, 工 程 師 將 能 更 密 切 合 作 迅 速 完 成 設 計 週 期 且 得 以 更 切 合 市 場 需 求 來 建 構 系 統 透 LabVIEW: More Than 25 Years of Productivity Macintosh 2.0 Compiled Language 3.0 Multiplatform 4.0 PXI 5.0 Real-Time 6i Internet Ready 7 Express FPGA 7.1 CompactRIO 8 Distributed Communication 8.20.m File Integration 8.5 Multicore 8.6 Web Services 2010 Performance 2012 Software- Designed Instrumentation 2 National Instruments (02) ni.com/taiwan National Instruments (02) ni.com/taiwan 3

5 封 面 故 事 過 現 成 的 系 統 層 級 工 具, 小 團 隊 的 工 程 師 可 共 用 單 一 設 計 工 具 確 實 合 作, 以 更 高 效 率 建 構 更 佳 系 統 加 快 上 市 時 間 的 同 時, 僅 需 更 低 成 本 建 立 嵌 入 式 系 統 的 小 型 設 計 團 隊 其 靈 活 度 可 從 以 下 案 例 得 知 : 工 程 師 只 要 使 用 LabVIEW RIO 架 構, 就 可 專 心 鑽 研 自 己 所 熟 悉 的 領 域 與 其 回 想 過 去 的 歷 史, 我 們 應 該 放 眼 現 在, 努 力 跟 上 新 技 術 的 潮 流 現 今 這 一 世 代 的 工 程 師 已 站 在 電 子 產 業 巨 人 的 肩 膀 上, 擁 有 更 多 可 改 變 歷 史 的 機 會 NI 與 Wilson Research 公 司 合 作, 比 較 了 以 NI 工 具 為 基 礎 的 圖 形 化 系 統 設 計 方 式 與 大 量 使 用 C/C++ 程 式 設 計 與 客 制 化 硬 體 的 2 組 團 隊 問 卷 結 果 發 現, 使 用 NI 工 具 的 團 隊 人 數, 幾 乎 不 到 另 一 組 團 隊 的 一 半, 而 其 專 案 建 構 時 間, 也 幾 乎 只 需 花 費 一 半 的 時 間 就 可 完 成 別 忽 略 系 統 的 維 護 成 本 系 統 設 計 的 另 一 個 關 鍵 要 點, 就 是 維 護 作 業 因 為 嵌 入 式 裝 置 已 經 活 躍 了 數 十 年, 所 以 更 需 考 量 硬 體 設 計 工 具 與 開 發 軟 體 工 具, 是 否 能 長 期 提 供 相 關 支 援 功 能 同 樣 的, 不 見 得 最 初 的 開 發 團 隊 會 提 供 更 新 服 務, 未 來 也 不 一 定 能 找 到 合 適 或 有 經 驗 的 開 發 工 程 師 若 能 選 用 現 成 軟 體 工 具 與 可 靠 的 硬 體 製 造 商, 就 可 減 少 嵌 入 式 系 統 長 期 支 援 的 難 題 LabVIEW 過 去 25 年 來 不 斷 更 新, 就 是 因 為 NI 針 對 多 種 作 業 系 統 處 理 架 構 運 算 模 式, 持 續 維 護 程 式 碼 的 可 攜 性 而 談 到 硬 體, NI RIO 硬 體 同 樣 採 用 最 新 技 術, 以 維 持 現 有 硬 體 的 長 期 可 用 性 嵌 入 式 系 統 設 計 師 只 要 把 現 有 的 LabVIEW 程 式 碼 放 到 新 一 代 的 硬 體 上, 即 可 自 由 利 用 更 高 效 能 的 硬 體, 並 輕 鬆 升 級 現 有 系 統 今 日 的 創 新 是 明 日 的 墊 腳 石 現 有 技 術 不 可 能 停 滯 不 前 摩 爾 定 律 (Moore s law) 早 已 闡 明 電 晶 體 架 構 的 處 理 技 術, 將 以 等 比 級 數 而 增 加 若 要 保 有 創 新 優 勢, 就 必 須 為 夥 伴 提 供 穩 定 的 軟 硬 體 工 具, 才 能 跟 上 快 速 變 化 的 嵌 入 式 系 統, Matt Spexarth NI 的 嵌 入 式 系 統 資 深 產 品 行 銷 經 理 即 將 在 NIWeek 2013 呈 現 最 新 的 CompactRIO 裝 置 matt.spexarth@ni.com 若 要 觀 看 LabVIEW RIO 架 構 的 相 關 軟 硬 體, 可 至 ni.com/embeddedsystems/zht 多 重 分 工 設 計 團 隊 圖 形 化 系 統 設 計 (GSD) 團 隊 領 域 專 家 機 械 工 程 師 領 域 專 家 軟 體 工 程 師 FPGA 工 程 師 類 比 工 程 師 數 位 工 程 師 系 統 工 程 師 小 型 團 隊 的 領 域 專 家 與 系 統 工 程 師, 可 透 過 共 通 設 計 工 具 建 構 更 好 的 系 統, 且 達 到 更 高 效 率 更 快 上 市 更 低 成 本 的 優 勢 4 National Instruments (02) ni.com/taiwan

6 產 品 解 析 蓬 勃 發 展 中 的 智 慧 型 機 器 全 新 的 匯 流 排 技 術 有 助 於 改 善 資 料 擷 取 系 統, 並 克 服 未 來 的 量 測 應 用 挑 戰 智 慧 型 機 器 不 只 能 高 速 且 精 確 執 行 重 複 性 的 工 作, 亦 可 適 應 不 斷 變 動 的 條 件, 成 為 更 自 動 化 的 系 統 這 將 引 起 初 中 階 技 術 的 勞 工 失 業 恐 慌, 甚 至 智 慧 型 機 器 是 否 可 讓 已 開 發 國 家 的 智 慧 型 工 廠 重 新 運 行 等 相 關 議 題, 皆 引 起 大 眾 深 入 的 討 論 的 系 統, 才 能 隨 時 符 合 客 戶 的 特 殊 需 要 模 組 化 的 機 器 可 當 場 因 應 不 同 的 製 造 程 序 與 產 品 變 化, 有 時 甚 至 不 需 操 作 人 員 介 入 即 可 完 成 透 過 此 概 念, 將 可 跨 多 款 機 器 開 發 可 重 複 使 用 的 元 件, 進 而 輕 鬆 整 合 現 成 的 次 要 元 件, 如 此 將 大 幅 改 變 OEM 的 系 統 設 計 方 式 如 同 之 前 代 代 革 新 的 技 術, 智 慧 型 機 器 也 將 影 響 生 活 的 各 個 層 面 不 論 是 物 品 生 產 方 式 醫 生 執 行 手 術 方 式 物 流 公 司 存 貨 控 管 方 式, 甚 至 我 們 教 育 下 一 代 的 方 式, 均 將 因 智 慧 型 機 器 而 發 生 改 變 隨 著 媒 體 研 究 機 構 經 濟 學 家 質 疑 IT 技 術 對 機 器 產 生 的 影 響, 工 程 師 與 科 學 家 亦 必 須 讓 製 造 系 統 擁 有 極 大 的 靈 活 性 全 方 位 機 器 能 讓 製 造 業 滿 足 大 眾 產 品 多 樣 需 求, 並 解 決 消 費 性 產 品 日 漸 縮 短 的 產 品 週 期 問 題 智 慧 型 機 器 的 特 性 參 數 機 器 裝 置 製 造 商 必 須 跳 脫 單 一 用 途 的 機 器, 進 而 設 計 多 功 能 機 器 以 滿 足 現 今 的 製 造 需 求, 如 : 更 精 巧 的 體 積 為 客 戶 量 身 打 造 的 功 能 擁 有 多 樣 不 同 功 能 的 高 整 合 度 單 一 裝 置 新 款 機 器 除 了 能 達 到 更 高 階 的 自 動 化 作 業 之 外, 亦 可 避 免 並 修 正 處 理 諸 多 錯 誤, 如 原 料 狀 態 熱 能 工 作 點 (Working Point) 漂 移 機 器 元 件 拆 裝 等 所 造 成 的 狀 態 變 化 另 以 感 測 器 所 建 構 的 延 伸 網 路, 更 可 讓 智 慧 型 機 器 接 收 處 理 作 業 機 器 狀 態 機 器 環 境 等 資 訊 如 此 一 來, 機 器 將 完 全 如 同 人 員 操 作, 同 時 延 長 運 作 時 間 並 達 到 更 高 品 質 此 外, 這 些 系 統 更 將 隨 著 時 間 而 提 升 效 能, 另 透 過 資 料 分 析 狀 態 模 擬 套 用 特 定 應 用 的 學 習 演 算 法, 進 而 自 行 學 習 新 的 技 術 模 組 化 特 性 必 須 反 映 在 控 制 系 統 的 架 構 上 與 龐 大 的 傳 統 單 一 系 統 相 較, 現 代 機 器 是 以 控 制 系 統 建 構 的 網 路 為 基 礎, 依 賴 絕 佳 的 通 訊 架 構 此 架 構 可 同 時 處 理 高 時 效 性 的 作 業 與 低 優 先 性 的 資 料, 並 將 狀 態 資 訊 傳 送 至 監 控 系 統 之 中 為 了 處 理 複 雜 的 分 散 式 嵌 入 系 統, 機 器 製 造 商 應 以 軟 體 為 中 心 設 計 系 統 針 對 目 前 領 導 業 界 的 機 器 製 造 商,NI LabVIEW 圖 形 化 程 式 設 計 即 可 協 助 再 次 提 高 系 統 複 雜 性 透 過 運 動 控 制 機 器 視 覺 控 制 設 計 / 模 擬 等 外 掛 模 組, 機 器 狀 態 的 預 測 與 監 控 功 能, 延 伸 支 援 I/O 硬 體 與 通 訊 協 定,LabVIEW 將 可 強 化 整 個 開 發 工 具 鏈, 並 簡 化 設 計 程 序 選 用 機 器 控 制 系 統 的 硬 體, 也 是 相 當 困 難 的 工 作 考 量 到 簡 單 易 用 性, 並 降 低 未 知 解 決 方 案 的 風 險, 系 統 工 程 部 門 往 往 需 要 客 制 化 嵌 入 式 系 統 的 效 能 與 價 格 優 勢 也 因 為 如 此, 工 程 部 門 採 用 不 同 的 軟 硬 體 建 置 系 統, 亦 將 決 定 該 機 器 是 否 能 在 市 場 上 取 得 先 機 由 於 客 制 化 解 決 方 案 往 往 超 過 設 計 團 隊 所 熟 悉 的 範 圍, 因 此 團 隊 可 能 傾 向 採 用 傳 統 解 決 方 案, 以 能 掌 握 其 基 本 功 能 再 新 增 不 同 的 智 慧 型 機 器 截 至 目 前 為 止, 你 以 為 這 樣 就 結 束 了 嗎? 還 沒 呢! 智 慧 型 機 器 更 能 與 其 他 自 動 化 系 統 交 換 資 訊, 將 本 身 狀 態 更 新 到 更 高 階 的 控 制 系 統 中 這 種 密 切 作 業 將 可 構 成 更 聰 明 的 廠 房, 讓 整 條 自 動 化 產 線 針 對 狀 態 的 變 化 而 調 整 平 衡 機 器 之 間 的 工 作 量, 並 在 機 器 故 障 之 前 就 通 知 相 關 人 員 聰 明 的 機 器 設 計 方 式 若 要 讓 下 一 台 機 器 更 聰 明 並 滿 足 製 造 需 求, 就 必 須 設 計 更 模 組 化 智 慧 型 機 器 可 高 速 且 精 確 執 行 重 複 性 的 作 業, 亦 可 自 動 完 成 作 業 National Instruments (02) ni.com/taiwan 5

7 產 品 解 析 What Makes a Machine Smart Intelligent Secure Managed Connected Operate Autonomously Avoid and Correct Processing Errors Learn and Anticipate Interact With Other Machines and Systems High degree of flexibility and versatility Awareness of machine and process parameters Monitoring and analysis capabilities Quick modification of process plan and operation parameters Model-based and adaptive control Simulation capabilities Time-sensitive and nondeterministic communication Interconnected systems Smart Factory 智 慧 型 機 器 的 特 色 包 含 自 動 化 作 業 可 測 得 相 同 網 路 上 的 其 他 機 器 即 時 進 行 修 正 等 功 能 LabVIEW 可 重 設 I/O (RIO) 架 構 能 達 到 上 述 混 合 方 法 : 以 完 全 可 客 制 的 現 成 平 台, 搭 配 可 程 式 設 計 的 FPGA, 進 而 存 取 NI 與 第 三 方 製 造 商 的 多 款 I/O 模 組 透 過 LabVIEW FPGA Module 的 IP 與 功 能, 機 器 製 造 商 可 專 心 設 計 客 制 化 演 算 法 並 將 之 最 佳 化, 而 不 用 耗 時 設 計 硬 體, 亦 不 需 依 賴 其 他 公 司 針 對 特 定 應 用, 再 設 計 出 未 知 的 嵌 入 式 解 決 方 案 客 制 I/O 可 分 為 Front-end 與 Board-only 版 本, 針 對 單 一 架 構 提 供 更 高 的 彈 性 為 了 要 讓 機 器 製 造 商 輕 鬆 入 門,NI 另 提 供 設 計 指 南, 囊 括 多 樣 的 智 慧 型 機 器 特 色 從 分 散 式 機 器 控 制 系 統 到 機 器 視 覺 整 合 的 常 見 架 構, 甚 至 高 階 控 制 策 略, 相 關 指 南 皆 提 供 最 佳 實 作 技 術 概 論 使 用 者 範 例 等, 讓 製 造 商 能 設 計 出 更 高 智 慧 的 系 統, 取 得 競 爭 先 機 Christian Fritz NI 嵌 入 式 系 統 資 深 產 品 行 銷 經 理 christian.fritz@ni.com 請 至 ni.com/machinedesign/zht, 下 載 智 慧 型 機 器 設 計 指 南 另 可 至 ni.com/white-paper/13360/zht 觀 看 智 慧 型 機 器 網 路 研 討 會 系 列 6 National Instruments (02) ni.com/taiwan

8 產 品 解 析 新 興 的 匯 流 排 技 術 全 新 的 匯 流 排 技 術 有 助 於 改 良 資 料 擷 取 系 統, 並 克 服 未 來 的 量 測 應 用 挑 戰 早 期 的 電 腦 架 構 資 料 擷 取 系 統 包 含 了 桌 上 型 電 腦 與 內 接 的 插 入 式 I/O 介 面 卡, 雖 然 目 前 的 基 礎 架 構 維 持 不 變, 也 就 是 配 備 類 比 轉 數 位 轉 換 器 (ADC) 的 I/O 裝 置 已 安 裝 軟 體 的 電 腦, 再 加 上 銜 接 兩 者 的 匯 流 排 介 面 但 是 這 幾 年 來 每 個 元 件 都 經 過 改 良, 全 新 的 電 腦 與 匯 流 排 技 術 可 讓 工 程 師 滿 足 全 新 的 應 用 需 求, 這 些 技 術 不 僅 改 良 了 資 料 擷 取 系 統, 還 有 助 於 因 應 未 來 的 量 測 應 用 需 求 PCI Express 4.0 上 一 代 PCI 的 理 想 峰 值 頻 寬 為 132 MB/s, 並 且 由 多 個 裝 置 共 用 相 較 之 下,PCI Express 可 提 供 最 多 16 個 專 屬 資 料 通 道 頻 寬 給 每 個 裝 置,, 而 且 每 個 通 道 最 高 可 提 供 250 MB/s PCI Express 4.0 是 新 一 代 的 主 要 匯 流 排 版 本, 可 支 援 16 GT/s, 換 算 過 來 每 通 道 頻 寬 可 高 達 2 GB/s, 結 合 所 有 16 個 通 道 的 單 一 裝 置 頻 寬 則 是 32 GB/s 如 果 高 效 能 資 料 擷 取 系 統 需 要 PCI Express 或 PXI Express 的 資 料 傳 輸 率,PCI Express 4.0 則 可 提 供 8 倍 之 多 的 資 料 傳 輸 率, 能 以 更 高 的 解 析 度 與 更 快 的 取 樣 率 來 串 流 更 多 通 道 目 前 PCI Express 4.0 仍 處 於 開 發 階 段, 預 計 在 年 上 市 USB 3.0 USB 可 說 是 電 腦 史 上 最 普 及 的 匯 流 排 介 面,USB 3.0 (SuperSpeed) 是 最 新 版 本, 不 僅 大 幅 提 升 效 能, 還 能 與 現 有 的 USB 裝 置 順 利 相 容 USB 2.0 (Hi-Speed) 的 最 大 傳 輸 率 為 60 MB/s, 相 較 之 下 USB 3.0 採 用 了 4 條 額 外 接 線, 搭 載 全 雙 工 通 訊, 傳 輸 率 最 高 可 達 625 MB/s 單 一 匯 流 排 連 接 埠 所 能 提 供 的 最 大 功 率 增 加 到 900 ma, 因 此 匯 流 排 可 供 電 給 更 多 的 裝 置, 不 需 要 外 接 電 源 如 果 把 USB 3.0 搭 配 最 新 的 資 料 擷 取 技 術, 就 可 以 打 造 出 簡 便 的 可 攜 式 系 統, 還 能 擁 有 高 效 能 與 高 傳 輸 率 等 好 處 匯 流 排 技 術 簡 介 PCI Express 4.0 資 料 傳 輸 率 比 PCI Express 1.0 多 了 8 倍 ( 每 個 裝 置 高 達 32 GB/s) USB 3.0 Thunderbolt Power over Ethernet ac Wi-Fi Direct Bluetooth Smart LTE 作 業 效 能 遠 勝 過 USB 2.0 ( 高 達 625 MB/s), 而 且 匯 流 排 可 提 供 更 高 的 功 率 (900 ma) 作 業 效 能 是 USB 3.0 的 2 倍 ( 每 個 裝 置 高 達 1.25 GB/s) 可 透 過 乙 太 網 路 線 傳 輸 電 力 最 新 的 IEEE 802.3at2009 標 準 (PoE+) 可 提 供 高 達 25.5 W 的 電 力, 運 作 距 離 長 達 100 公 尺 傳 輸 率 為 n 的 2 倍 ( 高 達 1.3 Gbit/s) 可 簡 化 無 線 裝 置 之 間 的 直 接 連 接 作 業, 不 需 要 無 線 路 由 器 或 存 取 點 耗 電 量 比 傳 統 藍 牙 少 很 多 資 料 傳 輸 率 遠 勝 過 目 前 的 3G 技 術 ( 高 達 300 Mbit/s) National Instruments (02) ni.com/taiwan 7

9 產 品 解 析 Thunderbolt 載 Wi-Fi, 預 計 在 2013 年 會 有 更 多 的 電 腦 產 品 採 用 此 技 術 Thunderbolt 由 Intel 與 Apple 攜 手 開 發, 是 一 種 全 新 的 匯 流 排 技 術, 目 的 在 於 將 資 料 視 訊 音 訊 電 力 整 合 至 單 一 連 接 埠, 進 一 步 把 多 個 接 線 統 整 為 單 一 接 線 其 效 能 是 USB 3.0 的 2 倍, 每 個 裝 置 的 傳 輸 率 最 高 可 達 1.25 GB/s Thunderbolt 的 效 能 可 以 如 此 驚 人 的 原 因 在 於 PCI Express 技 術 每 一 個 Thunderbolt 連 接 埠 都 可 提 供 最 多 10 W 的 電 力 給 已 連 接 的 裝 置 儘 管 Thunderbolt 明 顯 勝 過 USB 3.0, 但 這 種 技 術 還 處 於 起 步 階 段, 可 能 需 要 一 段 時 間 才 會 像 USB 那 麼 普 及 並 廣 泛 用 於 資 料 擷 取 系 統 Power over Ethernet+ Power-over-Ethernet ( 乙 太 網 路 供 電, 簡 稱 PoE) 可 透 過 乙 太 網 路 接 線 安 全 提 供 電 力 並 傳 輸 資 料 透 過 2 組 以 上 乙 太 網 路 線 常 見 的 差 動 對 (Differential Pair) 接 線, 專 門 設 備 即 可 用 來 供 電 最 新 的 IEEE 802.3at2009 標 準 ( 也 稱 為 PoE+) 可 提 供 高 達 25.5 W 的 電 力, 運 作 距 離 長 達 100 公 尺 企 業 網 路 管 理 人 員 最 常 採 用 PoE 來 佈 署 企 業 網 路 ; 但 隨 著 資 料 擷 取 系 統 搭 配 乙 太 網 路 匯 流 排 的 頻 率 持 續 增 加, 也 越 來 越 受 到 工 程 師 與 科 學 家 的 歡 迎 ac 如 果 要 將 運 算 裝 置 連 接 至 區 域 網 路 或 網 際 網 路,Wi-Fi 可 說 是 最 普 遍 的 方 法 之 一 ac 這 項 即 將 推 出 的 Wi-Fi 標 準 可 減 少 某 些 無 線 資 料 擷 取 系 統 所 面 臨 的 傳 輸 率 限 制 此 標 準 和 n 一 樣 採 用 5 GHz 頻 譜, 但 卻 搭 載 80 MHz 而 非 40 MHz 的 通 道, 而 且 配 備 8 個 而 非 4 個 空 間 串 流 理 想 的 最 高 速 度 為 1.3 Gbit/s, 大 幅 超 越 n 的 450 Mbit/s 最 高 速 度 除 了 速 度 較 快 之 外, ac 也 比 較 省 電 由 於 傳 輸 效 能 與 n 相 同 卻 可 提 升 效 率, 因 此 每 位 元 所 消 耗 的 能 源 也 變 少 了 初 步 測 試 的 結 果 證 明, 電 池 壽 命 的 經 濟 效 益 提 高 了 5 倍 之 多 ac 仍 處 於 開 發 階 段, 首 批 搭 載 此 技 術 的 電 腦 產 品 預 計 會 在 2013 年 上 市 Wi-Fi Direct Bluetooth Smart 藍 牙 是 一 種 短 距 離 低 功 率 的 無 線 技 術, 可 用 來 建 立 裝 置 與 電 腦 或 行 動 裝 置 之 間 的 無 線 點 對 點 連 線 Bluetooth Smart 是 最 新 的 藍 牙 版 本, 可 為 資 料 擷 取 應 用 帶 來 許 多 契 機 而 且 還 能 盡 量 減 少 能 源 消 耗, 所 以 耗 電 量 只 有 傳 統 藍 牙 裝 置 的 一 部 分 而 已 因 此 非 常 適 合 多 種 小 體 積 獨 立 機 型 的 全 新 資 料 擷 取 應 用 雖 然 Bluetooth Smart 才 剛 起 步, 但 將 可 用 於 體 型 更 小 成 本 更 低 耗 電 量 更 少 且 連 接 至 行 動 裝 置 的 資 料 擷 取 系 統 LTE 過 去 幾 年 來, 手 機 網 路 持 續 演 化, 不 僅 能 用 於 行 動 電 話, 還 可 以 提 供 高 速 的 資 料 連 線 功 能 不 過 就 高 速 串 流 應 用 而 言, 因 為 成 本 考 量 和 資 料 傳 輸 率 過 慢, 幾 乎 不 太 會 採 用 手 機 技 術 LTE 是 第 四 代 手 機 技 術, 可 突 破 上 述 限 制 目 前 的 3G 技 術 可 提 供 大 約 200 kbit/s ~ 500 kbit/s 的 峰 值 資 料 傳 輸 率 LTE 採 用 全 新 的 調 變 與 數 位 訊 號 處 理 技 巧, 可 達 到 300 Mbit/s 左 右 的 資 料 傳 輸 率 目 前 有 許 多 手 機 供 應 商 已 推 出 LTE 服 務, 服 務 範 圍 也 持 續 擴 大 工 程 師 可 以 結 合 LTE 熱 點 與 Wi-Fi 或 乙 太 網 路 資 料 擷 取 裝 置, 進 一 步 針 對 資 料 擷 取 系 統 善 用 LTE 技 術 的 優 勢 就 以 往 的 經 驗 來 說, 只 要 新 的 電 腦 與 匯 流 排 技 術 一 上 市, 資 料 擷 取 廠 商 就 會 把 新 技 術 導 入 自 家 產 品, 並 且 擴 充 資 料 擷 取 系 統 的 功 能 雖 然 目 前 的 資 料 擷 取 產 品 並 未 搭 載 上 述 的 匯 流 排 技 術, 但 工 程 師 與 科 學 家 仍 然 可 以 一 窺 究 竟, 以 期 掌 握 未 來 的 量 測 應 用 趨 勢 Chris Delvizis NI 資 料 擷 取 產 品 行 銷 經 理 chris.delvizis@ni.com 如 需 深 入 了 解 重 要 的 資 料 擷 取 趨 勢, 請 前 往 ni.com/daq-trends/zht/ Wi-Fi Direct 標 準 可 連 接 Wi-Fi 裝 置, 不 需 要 無 線 路 由 器 或 存 取 點 只 要 把 軟 體 存 取 點 嵌 入 裝 置 即 可 運 作 以 前 的 Wi-Fi 裝 置 會 需 要 使 用 隨 建 即 連 (ad-hoc) 的 連 線 方 式 Wi-Fi Direct 顛 覆 了 這 個 概 念, 變 得 更 簡 單 更 快 速 也 更 安 全 藍 牙 的 傳 輸 率 最 高 只 有 3 Mbit/s 且 運 作 距 離 大 約 是 30 公 尺 ; 相 較 之 下,Wi-Fi Direct 的 資 料 傳 輸 率 高 達 250 Mbit/s, 運 作 距 離 則 是 200 公 尺 之 多 和 藍 牙 很 像 的 一 點 是,Wi-Fi Direct 裝 置 可 以 自 動 偵 測 到 其 他 的 Wi-Fi Direct 裝 置 目 前 有 些 裝 置 已 搭 8 National Instruments (02) ni.com/taiwan

10 產 品 解 析 摩 爾 定 律 對 資 料 記 錄 的 影 響 隨 著 數 位 世 界 越 來 越 複 雜, 無 論 是 目 前 還 是 未 來 的 物 理 電 子 現 象 記 錄 系 統, 都 必 須 解 決 全 新 的 資 料 擷 取 與 記 錄 難 題 一 直 以 來 工 程 師 與 科 學 家 都 在 監 控 與 記 錄 物 理 電 子 世 界 錄 器 Samuel Morse 在 19 世 紀 中 發 明 了 第 一 部 資 料 記 錄 系 統 : 電 報 機 此 系 統 可 以 自 動 記 錄 摩 斯 密 碼 的 點 與 劃, 透 過 電 磁 針 記 錄 在 許 多 高 效 能 記 錄 系 統 都 整 合 了 來 自 ARM Intel Xilinx 等 廠 商 的 最 紙 條 上 20 世 紀 初 期, 出 現 了 第 一 個 用 於 環 境 監 控 的 記 錄 儀 (chart 新 矽 晶 片 與 IP 大 多 數 的 系 統 架 構 都 只 有 處 理 器 而 已, 但 是 有 些 系 recorder) 早 期 的 記 錄 儀 屬 於 類 比 機 器, 會 透 過 鋼 筆 將 電 子 訊 號 的 統 卻 採 用 異 質 運 算 架 構, 其 中 結 合 了 處 理 器 與 可 程 式 化 邏 輯 舉 例 來 變 化 記 錄 在 紙 上, 接 著 此 專 案 將 針 對 類 比 與 數 位 資 料 打 造 出 高 速 的 數 說, 目 前 市 面 上 的 高 效 能 資 料 記 錄 系 統 如 下 : 位 資 料 擷 取 系 統 Stand-Alone NI CompactDAQ NI CompactRIO 現 在 的 記 錄 儀 與 資 料 記 錄 系 統 大 多 不 需 要 紙 張, 主 要 都 是 數 位 系 統, HBM QuantumX CX22W 其 中 包 含 數 位 處 理 器 和 記 憶 體, 而 且 還 有 通 訊 連 接 功 能, 可 滿 足 外 部 Yokogawa WE7000 需 求 過 去 十 年 來, 數 位 儲 存 容 量 激 增, 對 應 成 本 卻 急 遽 下 降 隨 著 Graphtec GL900 摩 爾 定 律 不 斷 演 變, 科 學 家 可 打 造 出 更 強 大 更 便 宜 更 小 型 更 節 省 能 源 的 處 理 器, 未 來 的 資 料 擷 取 與 記 錄 系 統 也 會 運 用 此 技 術, 提 高 只 要 資 料 記 錄 系 統 具 備 更 多 的 處 理 與 智 慧 型 功 能, 所 執 行 的 軟 體 就 智 慧 效 能 之 餘 還 增 加 更 多 功 能 會 成 為 讓 廠 商 一 較 高 下 的 關 鍵 傳 統 的 資 料 記 錄 軟 體 提 供 了 現 成 工 具, 工 程 師 可 用 來 設 定 系 統, 快 速 開 始 量 測 作 業, 比 如 說 HBM 的 新 一 代 資 料 記 錄 系 統 Catman 或 Yokogawa 的 DAQLOGGER 現 成 工 具 的 缺 點 在 於 彈 性 欠 佳, 只 能 使 用 現 有 的 功 能 另 一 方 面, 工 程 師 與 科 學 家 可 以 運 用 過 去 20 幾 年 來, 資 料 記 錄 系 統 的 智 慧 型 效 能 已 經 分 散 開 來, 處 理 元 Microsoft Visual Studio 等 文 字 程 式 設 計 工 具 或 NI LabVIEW 系 統 設 件 持 續 移 向 感 測 器 與 訊 號 這 樣 一 來, 相 較 於 以 前 只 能 單 純 收 集 資 計 軟 體 等 圖 形 化 程 式 設 計 工 具, 進 一 步 設 定 系 統 內 的 處 理 器 程 式 設 料, 現 今 的 使 用 者 可 以 在 決 策 流 程 中 進 一 步 運 用 遠 端 DAQ 系 統 與 記 計 工 具 可 針 對 這 些 資 料 記 錄 系 統 提 供 最 豐 富 的 客 制 化 功 能, 包 含 各 種 訊 號 處 理 與 智 慧 型 嵌 入 功 能, 然 而 相 較 於 現 成 工 具, 需 要 更 多 時 間 學 2.6B 習 才 能 上 手 1B 2012: Intel Xeon 2.6B transistors Transistor Count 100M 10M 1M 100K 10K 2.3K 1976: 8086 processor 6,500 transistors 挑 戰 記 錄 系 統 極 限 的 應 用 項 目 對 許 多 應 用 與 產 業 來 說, 資 料 記 錄 都 需 要 更 出 色 的 智 慧 型 功 能 汽 車 運 輸 水 電 等 產 業 早 就 開 始 採 用 高 效 能 的 資 料 記 錄 系 統 汽 車 與 運 輸 Date of Introduction 過 去 40 幾 年 來 Intel 不 斷 推 出 創 新 產 品, 例 如 最 新 的 Xeon 處 理 器 搭 載 了 26 億 個 電 晶 體, 持 續 促 成 摩 爾 定 律 的 發 展 現 代 的 汽 車 設 計 搭 載 了 數 千 種 感 測 器 與 處 理 器, 而 且 程 式 碼 高 達 好 幾 百 萬 行 汽 車 的 智 慧 型 性 能 越 高, 必 須 測 試 與 監 控 的 物 理 National Instruments (02) ni.com/taiwan 9

11 產 品 解 析 儲 存 處 理 I/O 速 率 與 時 序 應 用 軟 體 顯 示 連 接 尺 寸 與 耐 用 度 未 來 的 特 色 與 功 能 速 度 更 快 的 處 理 器 搭 配 PCI Express 等 整 合 式 高 速 匯 流 排, 可 提 高 磁 碟 串 流 速 度 廠 商 可 協 助 整 合 資 料 記 錄 系 統 與 雲 端, 方 便 使 用 者 隨 時 隨 地 都 能 存 取 資 料 一 旦 處 理 器 的 RAM 增 加 且 時 脈 週 期 變 高, 資 料 記 錄 系 統 即 可 針 對 後 續 處 理 作 業 減 少 對 PC 的 依 賴 程 度 記 錄 系 統 會 提 供 更 高 的 I/O 速 率 (1 MHz ~ 1 GHz 以 上 ), 高 速 處 理 器 可 處 理 更 多 資 料 廠 商 提 供 方 便 好 用 的 現 成 軟 體, 可 以 快 速 客 制 化 系 統, 進 而 滿 足 特 有 的 應 用 需 求 行 動 裝 置 整 合 功 能 即 將 成 為 標 準 規 範 領 導 廠 商 可 讓 客 戶 透 過 網 路 架 構 的 軟 體, 建 立 客 制 化 的 平 板 電 腦 與 智 慧 型 手 機 使 用 者 介 面 處 理 器 的 效 能 越 來 越 強, 記 錄 系 統 也 會 提 供 更 豐 富 的 連 接 選 項, 例 如 Wi-Fi 與 Gigabit 乙 太 網 路 Intel 的 Atom 與 ARM 處 理 器 等 低 功 率 技 術 可 縮 小 高 效 能 記 錄 器 的 體 積, 同 時 擴 大 作 業 溫 度 範 圍 擷 取 並 分 析 電 力 網 路 的 三 種 電 壓, 根 據 國 際 標 準 來 計 算 電 壓 品 質 所 謂 的 電 壓 品 質 涉 及 了 頻 率 電 壓 準 位 變 化 電 壓 閃 爍 三 相 系 統 不 均 諧 波 範 圍 整 體 諧 波 失 真 訊 號 電 壓 準 位 此 應 用 需 要 大 量 的 分 析 與 高 速 量 測 作 業, 所 以 傳 統 的 記 錄 系 統 無 法 提 供 必 要 的 馬 力 印 度 ELCOM 公 司 的 工 程 師 使 用 LabVIEW 與 搭 載 嵌 入 式 處 理 器 和 FPGA 的 CompactRIO 嵌 入 式 擷 取 系 統, 打 造 出 高 彈 性 高 效 能 的 電 力 品 質 分 析 器 系 統 內 的 處 理 器 可 用 於 高 階 的 浮 點 處 理 高 速 磁 碟 串 流 網 路 連 線 等 事 項 CompactRIO 的 FPGA 則 有 助 於 在 系 統 內 加 入 額 外 的 處 理 元 件, 還 可 執 行 客 制 化 的 I/O 時 序 與 同 步 化 功 能, 以 及 應 用 所 需 的 高 速 數 位 處 理 效 能 與 電 子 參 數 就 越 多 此 外, 測 試 工 程 師 需 要 更 耐 用 智 慧 型 效 能 更 出 色 的 記 錄 系 統, 才 能 執 行 汽 車 測 試 舉 例 來 說, 美 國 Integrated Test & Measurement (ITM) 公 司 的 工 程 師 需 要 高 效 能 高 彈 性 的 車 用 測 試 解 決 方 案, 以 便 判 斷 公 路 用 貨 卡 車 廢 氣 排 放 系 統 運 作 時 的 振 動 等 級 他 們 透 過 LabVIEW 系 統 設 計 軟 體 來 設 定 Stand-Alone NI CompactDAQ 系 統, 打 造 出 高 速 振 動 記 錄 解 決 方 案, 提 供 筆 記 型 電 腦 或 行 動 裝 置 的 無 線 介 面 Stand-Alone NI CompactDAQ 系 統 搭 載 高 效 能 的 1.33 GHz 雙 核 心 i7 Intel 處 理 器, 可 提 供 許 多 進 階 功 能, 例 如 進 階 訊 號 處 理 Wi-Fi 連 線 功 能, 而 且 28 個 同 步 取 樣 的 加 速 規 輸 入 通 道 都 能 以 超 過 6 MB/s 的 速 度 將 資 料 高 速 串 流 至 非 揮 發 性 記 憶 體 此 外, 有 了 最 新 的 Data Dashboard for LabVIEW 版 本,ITM 的 工 程 師 就 可 以 打 造 客 制 化 的 使 用 者 介 面, 直 接 透 過 ipad 操 作 並 控 制 振 動 記 錄 系 統 未 來 的 記 錄 系 統 必 須 加 強 智 慧 型 效 能 隨 著 我 們 身 處 的 世 界 越 變 越 複 雜, 針 對 未 來 的 機 器 基 礎 建 設 電 網 汽 車 等, 物 理 電 子 資 料 監 控 與 記 錄 系 統 都 必 須 與 時 俱 進 矽 晶 片 與 IP 廠 商 改 良 了 處 理 元 件 的 效 能 功 能 與 成 本, 努 力 跟 上 此 趨 勢 現 在 資 料 擷 取 公 司 也 必 須 比 照 辦 理, 提 供 更 高 效 能 的 記 錄 系 統, 並 且 加 強 彈 性 直 覺 性 智 慧 型 功 能, 才 能 擷 取 各 式 各 樣 的 資 料 有 了 更 出 色 的 智 慧 型 資 料 記 錄 系 統, 即 可 透 過 各 種 來 源 取 得 更 實 用 的 資 料, 同 時 改 善 系 統 的 效 能 品 質 與 維 護 需 求 電 網 水 電 產 業 也 衝 擊 了 傳 統 的 資 料 記 錄 系 統 電 網 日 新 月 異, 水 電 產 業 也 投 入 大 量 資 源 提 升 電 網 的 智 慧 型 效 能 其 中 一 個 方 法 就 是 整 合 更 多 的 量 測 系 統 與 裝 置, 比 如 電 力 品 質 分 析 器 標 準 的 電 力 品 質 分 析 器 會 Todd Dobberstein NI 核 心 量 測 資 深 經 理 todd.dobberstein@ni.com 如 需 深 入 了 解 重 要 的 資 料 擷 取 趨 勢, 請 前 往 ni.com/daq-trends/zht/ 我 們 可 以 預 見 DAQ 系 統 的 市 場 需 求, 這 類 系 統 不 但 能 透 過 網 路 伺 服 器 或 電 腦 來 擷 取 資 料, 還 可 提 供 決 策 流 程 所 需 的 重 要 資 訊 Mariano Kimbara,Frost & Sullivan 資 深 研 究 分 析 專 家 10 National Instruments (02) ni.com/taiwan

12 產 品 深 度 報 導 運 用 第 二 款 向 量 訊 號 收 發 器 (VST) 擴 大 RF 測 試 範 圍 2013 年 2 月 25 日,NI 在 西 班 牙 巴 塞 隆 納 的 行 動 世 界 會 議 (Mobile World Congress) 發 表 第 二 款 向 量 訊 號 收 發 器 (VST) 就 像 第 一 款 VST 一 樣,NI PXIe-5645R 亦 採 用 軟 體 設 計 架 構, 工 程 師 可 以 透 過 NI LabVIEW 加 以 修 改 以 滿 足 特 定 需 求 這 款 全 新 的 向 量 訊 號 收 發 器 還 新 增 了 高 效 能 差 動 或 單 端 點 基 頻 I/Q 介 面 卡,16 位 元 的 資 料 取 樣 率 高 達 120 MS/s, 可 提 供 80 MHz 的 複 雜 等 化 總 I/Q 頻 寬 什 麼 是 基 頻 I/Q? 產 品 :NI PXIe-5645R 向 量 訊 號 收 發 器 (VST) 來 源 :ni.com/vst/zht/ What's new? 最 新 VST 使 用 者 解 決 方 案, 請 見 本 刊 Page21. 智 易 科 技 (Arcadyan) 使 用 NI 與 全 球 儀 器 PTS 解 決 方 案 提 升 測 試 速 度 降 低 測 試 成 本 為 了 簡 化 電 路 設 計,RF 訊 號 降 轉 換 為 較 低 的 頻 率 ( 也 就 是 基 頻 ) 時, 會 以 I 與 Q 元 件 表 示 NI PXIe-5645R 向 量 訊 號 收 發 器 可 產 生 並 分 析 這 些 基 頻 I/Q 訊 號, 及 其 對 應 的 RF 元 件 NI PXIe-5645R 的 差 動 基 頻 I/Q 訊 號 系 統 具 有 正 元 件 (I+ 與 Q+) 和 負 元 件 (I- 與 Q-) 如 同 許 多 差 動 量 測 系 統 一 樣, 任 何 出 現 在 正 / 負 通 道 的 雜 訊 都 會 被 抑 制 下 來, 讓 訊 號 更 清 晰 全 新 應 用 透 過 其 中 的 基 頻 I/Q 介 面 卡,NI PXIe-5645R 即 可 處 理 許 多 額 外 的 應 用 項 目, 比 如 說 可 以 透 過 單 一 儀 器 同 時 測 試 某 裝 置 內 的 升 轉 換 RF 與 降 轉 換 基 頻 訊 號 此 外 基 頻 I/Q 也 可 用 來 測 試 低 頻 率 訊 號, 例 如 近 距 離 通 訊 (Near Field Communication,NFC), 這 項 技 術 的 ISM 頻 帶 為 MHz 擴 充 軟 體 設 計 儀 器 平 台 NI 向 量 訊 號 收 發 器 屬 於 新 品 種 的 儀 器, 搭 載 了 軟 體 設 計 架 構, 其 功 能 僅 限 於 使 用 者 的 應 用 需 求, 而 非 供 應 商 所 決 定 的 儀 器 功 能 隨 著 RF 裝 置 越 變 越 複 雜, 上 市 需 求 的 難 度 也 與 日 俱 增, 這 類 儀 器 可 將 功 能 控 制 權 交 回 RF 設 計 人 員 與 測 試 工 程 師 手 上 NI 的 向 量 訊 號 收 發 器 (VST) 把 準 確 的 RF 傳 輸 器 RF 接 收 器 數 位 I/O 與 基 頻 I/Q 資 料 全 數 連 接 至 使 用 者 可 設 定 的 FPGA, 提 供 無 與 倫 比 的 超 高 彈 性, 可 立 即 用 於 最 新 的 應 用 項 目 National Instruments (02) ni.com/taiwan 11

13 產 品 深 度 報 導 6 種 全 新 的 NI FlexRIO 變 壓 器 模 組 NI FlexRIO 產 品 系 列 皆 採 用 FPGA 架 構 的 可 重 設 I/O (RIO), 現 在 共 有 6 款 新 增 I/O 的 全 新 變 壓 器 模 組, 包 含 示 波 器 IF 與 RF 收 發 器, 以 及 訊 號 產 生 功 能 工 程 師 可 將 這 些 NI FlexRIO 變 壓 器 模 組 搭 配 使 用 者 可 設 定 的 FPGA 一 起 使 用, 進 而 解 決 盡 乎 各 種 應 用 需 求, 無 論 是 即 時 頻 譜 監 控 與 RF 調 變 / 解 調 變, 還 是 訊 號 情 報 與 RF 通 訊 協 定 原 型 製 作 等, 全 部 一 網 打 盡 NI LabVIEW RIO 架 構 具 有 平 行 機 制 與 資 料 流 程 式 設 計 功 能, 就 算 工 程 師 不 了 解 VHDL 或 Verilog, 也 可 以 輕 鬆 使 用 這 些 模 組 有 了 NI FlexRIO 與 LabVIEW 系 統 設 計 軟 體, 再 加 上 600 種 以 上 的 NI PXI 模 組 化 儀 器, 工 程 師 就 能 透 過 FPGA 技 術 來 客 制 化 這 項 現 成 的 商 用 (COTS) 解 決 方 案 產 品 :NI FlexRIO 模 組 來 源 :ni.com/flexrio/zht/ NI FlexRIO Adapter Module NI bit, 3 GS/s digitizer NI bit, 1.6 GS/s digitizer NI 5782 Intermediate frequency (IF) transceiver NI 5791 RF transceiver AT bit, 2 GS/s signal generator AT channel signal generator Ideal Applications Pulsing, light detection and ranging (LIDAR), high-resolution edge detection Broadband IF acquisition, real-time spectrum monitoring IF acquisition and generation, custom modulation and demodulation, channel emulation, bit error rate testing (BERT), signal intelligence (SIGINT), RFID and near field communication test, software defined radio (SDR) Custom algorithm design for SDR, streaming to and from disk, MIMO, beamforming RF communications protocol prototyping, RF record and playback, SIGINT, Channel emulation 優 化 燃 油 供 應 效 率 :NI 直 接 噴 射 器 驅 動 系 統 燃 燒 動 力 引 擎 是 驅 動 汽 車 重 型 機 械 與 船 艦 的 主 要 工 具 由 於 政 府 法 規 與 消 費 需 求 對 燃 油 經 濟 效 率 的 要 求 越 來 越 高, 所 以 引 擎 製 造 商 必 須 優 化 汽 缸 燃 油 的 燃 燒 效 能 達 成 此 目 標 最 常 見 的 方 法 就 是 使 用 直 接 噴 射 器, 直 接 將 燃 油 注 入 引 擎 汽 缸 內 因 為 必 須 在 燃 燒 之 前 先 把 燃 油 直 接 注 入 汽 缸, 所 以 噴 射 時 機 可 說 是 最 重 要 關 鍵, 而 且 需 要 密 切 的 控 制 功 能 許 多 引 擎 控 制 的 原 型 製 作 應 用 都 必 須 修 改 引 擎, 才 能 使 用 直 接 噴 射 器 大 部 分 的 現 成 引 擎 控 制 元 件 (ECU) 並 未 配 備 必 要 的 電 力 電 子 或 時 序 功 能, 所 以 無 法 驅 動 這 類 高 功 率 噴 射 器, 因 此 需 要 某 種 中 介 系 統 NI 直 接 噴 射 器 驅 動 系 統 可 充 當 電 力 電 子 並 驅 動 直 接 噴 射 器 NI CompactRIO 控 制 器 有 個 NI 9411 數 位 輸 入 模 組, 可 以 讀 取 ECU 的 數 位 指 令 訊 號 CompactRIO 控 制 器 內 的 載 入 執 行 軟 體 可 解 譯 這 些 訊 號, 接 著 即 可 運 用 這 些 訊 號, 安 排 直 接 噴 射 器 驅 動 模 組 的 輸 出 訊 號 到 直 接 噴 射 器 的 時 機 NI 直 接 噴 射 器 驅 動 系 統 提 供 個 通 道 的 版 本 產 品 :NI 直 接 噴 射 器 驅 動 器 系 統 來 源 :ni.com/enginecontrol/zht 12 National Instruments (02) ni.com/taiwan

14 產 品 深 度 報 導 PoE (Power Over Ethernet) 影 像 擷 取 卡 簡 化 您 的 視 覺 系 統 NI PCle-8236 與 NI PCIe-8237R 都 是 GigE Vision 影 像 擷 取 卡, 配 備 2 個 獨 立 連 接 埠 與 乙 太 網 路 供 電 (Power over Ethernet,PoE) 技 術, 以 及 FPGA 啟 動 的 I/O PoE 可 透 過 乙 太 網 路 匯 流 排 替 相 機 充 電, 減 少 外 接 電 源 供 應 器 的 需 求, 進 而 簡 化 系 統 設 計 與 接 線 作 業 NI PCIe-8237R 配 備 進 階 的 觸 發 與 同 步 化 選 項, 比 如 說 低 抖 動 低 延 遲 的 FPGA 架 構 網 路 觸 發 器, 可 透 過 乙 太 網 路 匯 流 排 執 行 準 確 的 相 機 觸 發 作 業 NI PCIe-8237R 也 可 提 供 佇 列 脈 衝 功 能, 進 而 同 步 化 感 測 器 相 機 觸 發 器 與 輸 出 通 道, 以 便 協 調 裝 配 線 上 瑕 疵 品 的 篩 檢 作 業, 其 中 可 能 包 含 偵 測 零 件 與 淘 汰 零 件 等 程 序 比 如 說, 只 要 一 批 零 件 進 入 相 機 檢 驗 階 段, 就 會 分 析 其 影 像, 而 且 特 定 零 件 相 關 的 脈 衝 還 會 加 入 FPGA 中 的 某 個 佇 列 接 著 根 據 影 像 分 析 的 結 果, 脈 衝 就 會 透 過 未 來 時 戳 編 碼 器 數 量 或 輸 入 通 道 變 更 自 佇 列 中 移 除, 以 便 淘 汰 或 分 類 裝 配 線 上 的 零 件 NI PCIe-8237R 可 透 過 單 一 API 將 這 些 訊 號 緊 密 整 合 至 影 像 擷 取 卡 中, 不 需 要 軟 體 輪 詢 也 不 會 延 遲 NI PCIe-8237R 搭 載 LabVIEW 可 重 設 I/O (RIO) 架 構, 其 中 包 含 隔 離 數 位 輸 入 與 輸 出 通 道, 還 有 雙 向 的 TTL 通 道 可 實 作 客 制 化 計 數 器 PWM 訊 號 與 相 位 差 編 碼 器 輸 入 這 兩 款 全 新 的 影 像 擷 取 卡 完 全 符 合 PoE 標 準 的 隔 離 規 格, 有 助 於 保 障 視 覺 系 統 與 操 作 人 員 的 安 全 此 外 全 數 配 備 長 達 100 公 尺 的 接 線, 可 銜 接 市 面 上 最 新 的 低 價 位 PoE 相 機 與 其 他 非 PoE GigE Vision 款 式 的 相 機 有 了 這 些 功 能, 就 可 以 透 過 一 條 乙 太 網 路 接 線 替 相 機 充 電 執 行 觸 發 作 業 並 擷 取 影 像 產 品 :NI PCIe-8236 NI PCIe-8237R 來 源 :ni.com/vision/zht/ 全 新 的 PoE 影 像 擷 取 卡 可 簡 化 接 線 作 業, 並 且 提 供 進 階 的 觸 發 選 項 National Instruments (02) ni.com/taiwan 13

15 產 品 深 度 報 導 SC Express 克 服 汽 車 業 挑 戰 的 三 種 方 式 目 前 最 高 階 的 汽 車 軟 體 程 式 碼 可 高 達 3,000 萬 行 相 較 之 下, 現 代 的 飛 機 只 有 300 萬 到 500 萬 行, 而 有 些 早 期 的 太 空 梭 甚 至 只 有 500,000 行 的 程 式 碼 隨 著 汽 車 結 構 越 來 越 複 雜, 所 以 需 要 更 精 密 的 測 試 技 術, 例 如 硬 體 迴 路 (HIL) 測 試, 除 此 之 外 生 產 測 試 也 帶 來 特 有 的 相 關 難 題 有 了 NI PXIe-4322 隔 離 類 比 輸 出 模 組, 也 就 是 SC Express 的 最 強 生 力 軍, 工 程 師 即 可 輕 鬆 解 決 這 些 難 題 1. 電 壓 更 高 功 能 更 強 的 電 流 模 擬 3. 四 象 限 運 作 許 多 應 用 都 需 要 供 應 輸 出, 而 其 他 應 用 ( 例 如 HIL 模 擬 ) 所 需 的 輸 出 卻 要 能 夠 汲 取 電 流, 才 能 有 效 模 擬 汽 車 感 測 器 有 了 NI PXIe- 4322, 就 可 以 同 時 供 應 並 汲 取 電 流, 每 個 通 道 高 達 20 ma 此 外 也 可 選 擇 電 流 控 制 輸 出, 並 且 在 全 部 四 個 象 限 內 使 用, 進 而 解 決 最 棘 手 的 測 試 難 題 汽 車 通 常 配 備 多 種 感 測 器, 負 責 輸 出 電 壓 或 電 流 相 較 於 大 部 分 DAQ 模 組 的 典 型 值 為 10 V 或 0-10 ma, 這 類 感 測 器 可 提 供 更 高 的 電 壓 或 電 流 PXIe-4322 的 單 通 道 輸 出 量 最 高 可 達 16V 或 20mA 只 要 透 過 每 個 通 道 上 的 軟 體 設 定 模 式, 就 可 以 隨 意 切 換 電 壓 或 電 流 控 制 輸 出 2. 堆 疊 式 通 道 的 隔 離 功 能 大 部 分 車 用 電 池 的 運 作 範 圍 是 12.8 V ~ 13.8 V, 但 是 非 公 路 用 汽 車 或 大 卡 車 等 重 型 設 備 可 能 會 高 達 36 V 此 外, 這 些 交 通 工 具 可 能 還 需 要 更 高 電 壓 的 感 測 器 模 擬 作 業 因 為 NI PXIe-4322 屬 於 通 道 對 通 道 隔 離, 所 以 只 要 堆 疊 通 道 即 可 達 到 所 需 的 36 V 電 壓 如 果 測 試 項 目 不 需 要 完 整 的 解 析 度, 還 可 以 運 用 該 模 組 的 隔 離 效 能, 以 外 部 偏 移 量 來 堆 疊 單 一 通 道 比 如 說,PXIe-4322 只 要 一 個 通 道 就 可 以 套 用 24 V 的 外 部 偏 移 值, 電 壓 範 圍 則 是 8 V ~ 40 V SC Express 系 列 原 有 10 項 產 品,NI PXIe-4322 則 是 最 新 的 生 力 軍 每 個 系 列 產 品 皆 配 備 整 合 式 訊 號 處 理 與 資 料 擷 取 功 能, 可 量 測 高 電 壓 熱 電 偶 RTD 加 速 規 麥 克 風 或 橋 接 架 構 的 感 測 器, 有 助 於 因 應 現 今 的 汽 車 挑 戰 如 需 深 入 了 解 SC Express 系 列, 請 前 往 ni.com/scexpress/whatis/zht 14 National Instruments (02) ni.com/taiwan

16 LabVIEW 專 區 與 LabVIEW 一 同 巡 迴 演 出 LabVIEW 美 國 校 園 巡 迴 將 拜 訪 美 國 與 加 拿 大 境 內 共 120 所 大 學 為 了 解 決 當 今 的 挑 戰, 明 日 工 程 師 必 須 擁 有 能 加 速 創 新 的 工 具 針 對 北 美 區 諸 多 大 學 的 工 程 教 育 與 研 究,NI 在 多 年 前, 即 透 過 LabVIEW 校 園 巡 迴 活 動 以 傳 達 最 新 技 術 這 項 巡 迴 活 動 直 接 進 駐 校 園, 讓 教 師 學 生 研 究 人 員 體 驗 多 樣 的 產 品 與 應 用, 且 不 會 干 擾 任 何 既 定 的 課 堂 或 實 驗 代 表 LabVIEW 的 黃 色 巡 迴 巴 士, 攜 帶 了 關 鍵 研 究 領 域 的 現 場 展 示 產 品, 如 RF 微 波 設 計 結 構 測 試 高 階 控 制 電 力 電 子 等 此 巡 迴 展 示 亦 強 調 實 機 操 作 的 教 學 解 決 方 案, 讓 學 生 可 使 用 業 界 標 準 的 NI 工 具, 真 正 的 執 行 工 程 設 計 不 需 耗 上 幾 個 星 期 或 幾 個 月, 學 生 只 要 花 數 個 小 時, 就 可 搶 先 體 驗 LabVIEW 所 開 發 的 多 樣 專 案 特 別 一 提 的 是, 參 加 巡 迴 活 動 的 人 員 將 可 以 : 獲 得 靈 感, 運 用 LabVIEW 撰 寫 未 來 設 計 專 案 與 NI 學 術 工 程 師 討 論 相 關 應 用 了 解 校 園 適 用 的 NI 產 品 接 觸 其 他 同 好 與 LabVIEW 專 家 度 興 趣, 並 了 解 PXI RF 儀 器 是 如 何 用 於 非 線 性 RF 裝 置 的 功 率 放 大 器 行 為 模 型, 以 用 於 AWR Microwave Office 設 計 軟 體 之 中 另 外 針 對 電 力 電 子 (Power Electronics), 亦 可 透 過 完 整 的 工 具 鏈 ( 用 LabVIEW NI Multisim NI Single-Board RIO General Purpose Inverter Controller -- GPIC 完 成 設 計 到 測 試 作 業 ), 最 後 建 立 FPGA 架 構 的 電 子 電 力 控 制 系 統 在 為 期 9 個 月 的 巡 迴 活 動 期 間, 共 達 數 千 個 參 觀 人 次, 參 觀 者 皆 想 了 解 如 何 利 用 NI 的 業 界 標 準 工 具, 以 利 自 己 加 快 研 究 的 腳 步, 並 為 學 生 提 供 完 整 的 實 作 教 學 解 決 方 案 NI 台 灣 針 對 各 大 專 院 校, 同 樣 也 有 校 園 巡 迴 研 討 會, 舉 辦 時 間 為 每 年 的 3 月 及 10 月 歡 迎 您 在 活 動 前 一 個 月 至 taiwan.ni.com/events 獲 得 更 多 資 訊 為 教 師 提 供 現 成 展 示 產 品 示 範 將 展 示 最 新 的 教 學 解 決 方 案, 可 用 於 量 測 電 路 控 制 通 訊 課 程, 讓 教 師 了 解 NI 的 業 界 標 準 工 具 將 如 何 用 於 課 堂 上, 為 學 生 提 供 實 際 的 學 習 經 驗 巡 迴 巴 士 在 作 為 量 測 教 學 範 例 之 餘, 也 讓 參 觀 人 員 看 到 學 生 使 用 了 NI mydaq 與 myquake NI minisystem 完 成 的 相 關 練 習, 重 現 了 地 震 與 地 殼 活 動, 進 而 量 測 並 分 析 結 構 上 的 設 計 問 題 為 研 究 人 員 提 供 現 成 展 示 針 對 RF/ 微 波 設 計 結 構 測 試 高 階 控 制 電 力 電 子 領 域 的 研 究 人 員, 亦 可 學 習 用 LabVIEW 系 統 設 計 軟 體 整 合 NI 硬 體, 進 而 加 快 自 己 的 創 新 與 探 索 腳 步 參 加 巡 迴 活 動 的 人 員, 都 對 RF 與 微 波 設 計 表 達 高 LabVIEW 校 園 巡 迴 活 動, 讓 學 生 教 師 研 究 人 員 不 需 離 開 校 園, 即 可 觀 看 最 新 的 技 術 National Instruments (02) ni.com/taiwan 15

17 特 別 企 劃 特 別 企 劃 拯 救 地 球 大 作 戰 身 負 重 任 的 工 程 師 目 前 地 球 面 臨 了 許 多 重 大 挑 戰, 像 是 淨 水 儲 存 與 可 再 生 能 源 需 求 毫 無 疑 問, 工 程 師 與 科 學 家 勢 必 會 站 在 最 前 線, 協 力 對 抗 這 些 艱 鉅 的 挑 戰 問 題 核 心 在 哪 裡? 4.5% 孩 子 是 天 生 的 工 程 師, 天 生 就 非 常 好 奇, 勇 於 探 索 科 學 與 科 技 他 們 能 發 現 不 可 思 議 的 應 用 方 式, 渴 望 打 造 出 獨 一 無 二 的 機 器 人, 或 者 希 望 長 大 後 可 以 成 為 太 空 人 但 在 他 們 的 成 長 過 程 中, 隨 著 學 校 教 育 只 重 視 數 學 和 理 論, 完 全 忽 視 動 手 實 驗 的 重 要 性 逐 漸 的, 他 們 便 漸 漸 失 去 了 好 奇 心 到 頭 來, 只 會 有 4.5%* 的 大 學 生 可 以 拿 到 工 程 學 位 面 對 目 前 如 此 嚴 苛 的 環 境, 我 們 必 須 改 變 現 狀 NI 的 貢 獻 是 什 麼?? LEGO MINDSTORMS 搭 載 LabVIEW 環 境, 現 已 提 供 17 種 語 言 版 本 可 滿 足 全 世 界 的 教 學 需 求 學 生 們 可 以 透 過 簡 單 又 有 趣 的 方 式 來 探 索 其 中 的 建 置 與 程 式 設 計 方 法 全 球 有 110 個 國 家 的 6,000 所 大 學 都 選 擇 NI 產 品 與 LabVIEW 做 為 一 部 分 的 教 材 這 樣 一 來, 年 輕 有 為 的 工 程 師 就 能 享 有 更 生 動 有 效 的 實 作 工 程, 藉 由 通 用 的 語 言 來 解 決 各 種 難 題 全 球 有 35,000 家 以 上 的 公 司 都 選 用 NI 產 品 來 設 計 測 試 自 己 的 產 品 與 系 統, 以 期 解 決 地 球 所 面 臨 的 困 境 98% SATISFACTION NI 產 品 真 的 有 用 嗎??? 曼 徹 斯 特 大 學 在 2009 年 將 NI 平 台 加 入 學 校 的 工 程 課 程 在 短 短 的 一 年 內, 學 生 滿 意 度 從 67% 飆 升 到 98% ** 有 了 NI, 學 生 真 的 可 以 實 作 工 程 ni.com/academic/zht/ * 美 國 國 家 科 學 基 金 會 (NSF) ** NI.COM / MANCHESTER 16 National Instruments (02) ni.com/taiwan National Instruments (02) ni.com/taiwan 17

18 產 品 使 用 小 技 巧 Database : TCP/IP 通 訊 一 把 罩 作 者 :LabVIEW Pro 論 壇 特 約 專 欄 作 家 蔣 步 勤 撰 寫 LabVIEW 程 式, 如 果 有 資 料 需 要 做 傳 輸, 在 同 一 台 電 腦 常 常 使 用 的 手 段 是 透 過 Global Variable Queue 等 手 段 來 達 成 目 的 若 是 在 不 同 的 平 台 上 有 資 料 須 要 做 傳 遞, 比 如 說 PC 跟 RT 之 間 有 資 料 要 做 傳 輸, 比 較 常 看 到 大 家 使 用 的 方 式 是 用 Shared Variable Shared Variable 其 實 是 一 個 龐 大 的 東 西, 裡 面 的 機 制 就 是 使 用 TCP/ IP 的 Protocol 來 傳 遞 資 料, 再 去 包 裝 成 一 個 Shared Variable 給 使 用 者 使 用, 使 用 Shared Variable 在 傳 輸 速 度 上 會 比 較 慢, 另 外 資 料 也 不 具 同 步 化, 會 被 重 複 抓 取 的 問 題, 因 此 在 跨 平 台 傳 遞 資 料 方 面, 筆 者 在 這 邊 比 較 建 議 的 方 式 是 直 接 使 用 TCP/IP 的 方 式 來 做 資 料 的 傳 輸 點 選 上 圖 的 TCP TCP/IP 的 使 用 方 式, 我 們 可 以 在 Block Diagram 的 Functions 中 來 找 尋, 路 徑 在 Functions => Data Communication => Protocols => TCP 選 單 中, 可 以 如 下 圖 依 序 的 去 找 到 裡 面 的 選 單 如 上 圖 所 示, 共 有 十 個 Function 可 以 使 用, 在 直 接 撰 寫 程 式 之 前, 我 們 先 要 了 解 一 下 TCP/IP 的 架 設 基 本 知 識, 網 路 分 層 的 知 識 在 這 邊 先 不 提, 要 使 用 TCP/IP 來 傳 輸 資 料, 我 們 必 須 先 有 一 個 Server 端 準 備 好 在 那 邊, 然 後 由 Client 端 來 連 線 去 連 接 到 Server 端, 因 此 必 須 先 決 定 兩 個 平 台 ( 可 以 放 在 同 一 台 電 腦 內 ) 誰 要 當 Server 端, 先 Run 起 程 式 來 等 待 Client 連 線 Block Diagram 上 點 選 滑 鼠 右 鍵 叫 出 選 單, 再 點 選 上 圖 的 Data Communication 上 圖 就 是 一 個 Client 端 連 線 到 Server 端, 等 連 線 完 成 後 雙 方 都 回 得 到 一 個 Connection Reference, 我 們 就 可 以 透 過 Connection Reference 來 使 用 TCP 的 Function 來 做 資 料 的 傳 輸 另 外 一 個 值 得 提 到 的 事 情 是,TCP 的 Server 端 是 可 以 允 許 多 個 Client 來 同 時 連 線 的, 因 此 只 要 你 具 備 有 平 行 化 程 式 撰 寫 的 概 念 你 可 以 讓 多 台 Client 同 時 連 線 到 Server 端 傳 輸 資 料 做 動 作, 如 下 圖 所 示 本 文 於 點 選 上 圖 的 Protocols 專 業 論 壇 同 步 刊 登 18 National Instruments (02) ni.com/taiwan

19 產 品 使 用 小 技 巧 講 了 那 麼 多 都 還 沒 開 始 撰 寫 程 式, 我 們 先 直 接 來 介 紹 TCP 的 Function 吧, 先 把 Server 跟 Client 分 開 來 看, 如 下 方 的 呈 現 方 式, 可 以 看 到 Server 端 一 開 始 要 先 使 用 TCP Listen.vi 來 等 待 Client 的 連 線, 而 Client 端 則 是 使 用 TCP Open Connection 來 做 連 線 的 動 作 在 這 邊 先 將 程 式 直 接 完 成, 上 方 的 迴 圈 是 Server 的 程 式, 下 方 是 Client 的 程 式, 兩 個 程 式 可 以 放 在 不 同 的 電 腦 來 執 行, 測 試 看 看 是 否 有 成 功 的 做 通 訊 當 有 正 常 的 連 線 時, 一 續 使 用 TCP Read 讀 取 一 次 資 料, 並 且 檢 查 是 否 要 用 TCP Write 送 出 資 料, 為 了 簡 化 問 題, 所 以 在 TCP Read 時 我 特 意 每 次 都 只 讀 回 1Byte 的 資 料 回 來, 也 就 是 一 個 字 元 詳 細 的 來 看 Context Help,Server 端 的 TCP Listen.vi 左 側 必 須 要 設 定 你 的 連 線 Port, 右 上 方 的 Connection ID 會 把 Client 連 上 的 Ref 給 丟 出 來, 所 以 不 同 的 Client 連 上 會 有 不 同 的 Connection ID 在 這 邊 提 一 下, 在 做 儀 器 控 制 時 常 常 都 會 有 一 個 接 腳 叫 做 timeout,timeout 的 意 思 是 當 一 定 的 時 間 都 沒 有 獲 得 我 們 想 要 的 結 果 時, 就 會 觸 發 timeout 並 且 回 傳 一 個 錯 誤 訊 息, 也 就 是 說 當 我 使 用 TCP Read 時, 我 必 須 指 定 我 要 讀 回 多 少 Bytes 的 資 料, 當 我 在 timeout 的 時 間 內 沒 有 等 到 足 夠 的 資 料 回 傳 時, 就 會 觸 發 timeout, 所 以 我 在 範 例 中 是 每 次 只 抓 1Byte 的 的 資 料, 並 且 在 後 方 加 入 一 個 Case 來 判 斷 是 否 有 發 生 timeout, 如 下 方 圖 示 TCP Open Connection 中 必 要 的 設 定 是 左 上 角 的 IP Address ( 畫 面 左 上 的 String) 以 及 Remote Port 這 兩 個 設 定, 等 到 連 線 上 了 之 後 一 樣 會 在 右 上 方 丟 出 Connection ID 發 生 timeout 時 就 不 把 資 料 加 入 到 Data 中 到 這 邊 為 止, 我 們 在 此 單 元 做 了 一 個 簡 單 的 講 解 和 初 步 的 範 例 來 說 明 TCP/IP 的 使 用 方 式, 在 下 一 個 單 元 會 針 對 TCP/IP 的 使 用 做 更 深 入 的 解 說 National Instruments (02) ni.com/taiwan 本 文 於 專 業 論 壇 同 步 刊 登 19

20 LabVIEW 愛 好 者 專 訪 LabVIEW 新 血 代 表 劉 宗 和 充 滿 朝 氣 的 說 話 語 調, 在 言 語 間 帶 著 熱 情 不 自 覺 的, 和 他 聊 天 時, 嘴 角 會 跟 著 上 揚, 這 就 是 劉 宗 和 給 人 的 第 一 印 象... 而 這 股 熱 情, 也 延 伸 至 他 對 LabVIEW 的 熱 愛, 讓 他 即 使 畢 業 後, 工 作 上 用 到 LabVIEW 的 機 會 不 多, 仍 依 舊 保 有 進 入 至 尊 爭 霸 賽 前 三 強 的 堅 強 實 力 應 該 是 許 多 前 輩 沒 時 間 參 賽, 才 讓 我 有 機 會 可 以 晉 級 劉 宗 和 對 於 去 年 的 參 賽 成 果, 謙 虛 的 直 說 這 都 是 幸 運 之 神 的 眷 顧 年 紀 輕 輕 的 他, 若 不 是 當 年 在 LabVIEW 有 下 過 苦 功 邏 輯 思 路 清 晰, 也 不 可 能 在 眾 多 參 賽 者 當 中, 脫 穎 而 出 訪 談 過 程 中, 才 慢 慢 得 知, 當 年 研 究 所 時 期, 他 花 了 將 近 一 年 的 時 間, 上 完 NI LabVIEW 初 階 至 高 階 的 課 程, 連 FPGA 也 是 當 年 排 定 的 課 程 之 一 除 了 認 真 上 課 之 外, 他 更 會 在 網 路 上 尋 找 LabVIEW 範 例 程 式, 觀 看 線 上 教 學, 也 因 為 這 樣 的 學 習 熱 忱, 讓 他 的 LabVIEW 功 力 在 這 段 期 間 大 幅 提 升, 畢 業 論 文 : 果 蠅 行 為 的 即 時 影 像 分 析 與 雷 射 刺 激 之 系 統 研 發, 就 是 以 LabVIEW 搭 配 NI Vision 與 DAQ 的 架 構 完 成 而 畢 業 進 入 職 場 後, 劉 宗 和 儘 管 手 上 的 專 案 不 盡 然 都 需 要 使 用 LabVIEW 來 做 開 發, 但 是 因 為 所 有 程 式 語 言 的 架 構 基 本 上 並 不 會 差 太 多, 加 上 以 前 LabVIEW 的 訓 練 是 在 於 系 統 架 構 的 建 立, 所 以 在 架 構 觀 念 清 楚 的 情 況 下, 要 再 去 延 伸 到 其 他 程 式 語 言, 學 習 時 間 就 會 比 其 他 人 減 少 許 多 LabVIEW 強 大 的 圖 形 化 開 發 介 面, 讓 寫 程 式 變 得 簡 單 且 有 趣, 資 料 流 的 觀 念 一 有, 即 可 快 速 將 腦 海 中 的 想 法 顯 示 出 來 某 次 他 完 成 了 一 個 小 程 式, 接 上 公 司 開 發 的 硬 體, 想 試 試 看 是 否 可 以 用 LabVIEW 顯 示 目 前 系 統 掃 描 到 的 2.4 GHz 頻 段 RF 訊 號 強 弱, 沒 想 到 效 果 出 乎 預 料 的 好, 而 且 畫 面 看 起 來 還 比 之 前 漂 亮 這 些 小 小 的 收 穫, 對 劉 宗 和 來 說, 都 是 工 作 上 讓 他 覺 得 開 心 又 有 趣 的 工 作 小 確 幸 LabVIEW 愛 用 者 小 檔 案 劉 宗 和 74 年 次 畢 業 學 校 / 系 所 : 國 立 清 華 大 學 動 力 機 械 研 究 所 現 任 : 凌 陽 創 新 科 技 股 份 有 限 公 司 MCU 應 用 部 應 用 工 程 師 專 業 領 域 : 自 動 控 制 使 用 LabVIEW 年 資 :5 年 代 表 作 : 碩 士 論 文 : 研 究 果 蠅 行 為 的 即 時 影 像 分 析 與 雷 射 刺 激 之 系 統 研 發 Android 與 ios 等 移 動 式 平 台 的 開 發 與 使 用, 那 就 真 的 太 酷 了 身 上 流 著 LabVIEW 血 液 的 他, 由 衷 的 期 盼 LabVIEW 哪 一 天 可 以 人 人 皆 會 用 而 他 的 期 盼, 也 同 樣 是 LabVIEW 的 使 命 期 待 未 來 從 幼 稚 園 到 家 裡 的 長 者, 皆 能 輕 鬆 的 使 用 LabVIEW, 開 發 自 己 的 專 屬 程 式, 一 起 運 用 科 技, 讓 我 們 的 世 界 變 得 更 美 好! LabVIEW 真 的 是 很 棒 的 開 發 工 具, 也 是 系 統 整 合 的 最 佳 開 發 工 具 他 的 程 式 架 構 與 思 緒 和 其 他 程 式 開 發 是 相 同 的, 但 是 卻 能 大 大 提 升 學 習 與 開 發 的 效 率, 讓 工 程 師 專 注 在 邏 輯 與 演 算 法 上 這 對 身 為 工 程 師 的 劉 宗 和 來 說, 不 用 被 記 憶 程 式 指 令 所 困 擾, 而 是 有 更 多 的 時 間, 能 專 注 在 工 程 問 題 的 解 決, 是 很 重 要 的 一 件 事 我 很 希 望 可 以 看 到 LabVIEW 的 普 及 化, 如 果 LabVIEW 可 以 支 援 劉 宗 和 參 加 2012 年 LabVIEW 至 尊 爭 霸 賽, 進 入 最 後 前 三 強 20 National Instruments (02) ni.com/taiwan

21 使 用 者 成 功 案 例 智 易 科 技 (Arcadyan) 使 用 NI 與 全 球 儀 器 PTS 解 決 方 案 提 升 測 試 速 度 降 低 測 試 成 本 與 舊 有 的 系 統 比 較 起 來,NI 的 RF 解 決 方 案 對 於 多 樣 的 通 訊 協 定 產 品 測 試 有 較 高 的 相 容 性, 在 進 行 不 同 協 定 的 產 品 測 試 時, 智 易 無 須 重 複 投 資 硬 體 設 備, 大 幅 降 低 硬 體 設 備 成 本 ~ 智 易 科 技 智 易 科 技 是 全 球 知 名 的 寬 頻 網 路 設 備 領 導 廠 商, 專 注 研 發 無 線 通 訊 寬 頻 網 路 行 動 寬 頻 無 線 影 音 與 多 媒 體 等 解 決 方 案 產 品 開 發 包 含 有 : 無 線 區 域 網 路 DSL 終 端 設 備 光 纖 通 訊 網 基 於 PXI 平 台 的 模 組 化 儀 器 架 構, 在 進 行 多 天 線 MIMO 測 試 時, 也 保 有 硬 體 擴 充 的 彈 性 因 為 有 NI 的 產 品 和 全 球 儀 器 的 系 統 整 合, 全 球 儀 器 的 PTS 此 一 解 決 方 案 自 2012 年 8 月 開 始 進 入 產 線 至 今, 有 效 提 升 智 易 產 線 的 測 試 速 度, 也 讓 智 易 在 既 有 的 測 試 方 案 之 外, 同 時 擁 有 更 好 的 解 決 方 案 我 們 認 為 在 圖 形 化 系 統 設 計 平 台 (Graphical System Design, GSD) 的 架 構 下, 藉 由 軟 體 和 硬 體 的 完 美 整 合, 能 夠 帶 來 較 大 的 優 勢, 協 助 智 易 創 造 利 基, 提 供 更 好 的 產 品 給 客 戶 路 行 動 通 訊 數 位 家 庭 應 用 等 產 品 隨 著 通 訊 規 格 迅 速 演 進, 加 速 了 無 線 市 場 的 普 及, 在 新 一 代 的 ac 無 線 網 路 規 格 問 世 後, 整 體 無 線 網 路 的 傳 輸 速 率 訊 號 穩 定 性 連 網 裝 置 數 上 都 有 更 好 的 成 效, 也 同 時 讓 我 們 思 考, 在 不 斷 演 進 的 技 術 洪 流 中, 產 品 的 測 試 技 術, 是 否 能 有 更 準 確 穩 定 且 具 彈 性 的 解 決 方 案 在 尋 找 新 一 代 的 WLAN 測 試 解 決 方 案 時, 原 本 就 在 無 線 自 動 化 測 試 領 域 和 我 們 長 期 合 作 的 全 球 儀 器, 得 知 智 易 需 求, 開 啟 雙 方 彼 此 在 ac 測 試 上 的 合 作 全 球 儀 器 使 用 了 NI LabVIEW 搭 配 PXIe-5644R, 以 及 NI 其 他 WLAN 相 關 模 組, 完 成 了 PTS 系 統 (Production Test Sequencer) 我 們 將 PTS 系 統 使 用 在 True MIMO 和 Composite 的 測 試 上, 待 正 式 使 用 於 產 測 後, 成 效 非 常 好, 相 較 於 原 本 所 使 用 的 測 試 系 統, 除 了 穩 定 性 達 到 要 求 之 外, 整 體 測 試 速 度 及 產 出 也 明 顯 提 升, 藉 由 全 球 儀 器 所 架 構 的 PTS 系 統, 工 程 師 只 需 要 透 過 簡 單 的 互 動 介 面 或 是 文 字 檔 編 輯, 便 可 用 任 何 程 式 來 呼 叫 執 行, 提 升 測 試 工 程 師 的 工 作 效 能 除 了 在 產 線 和 研 發 端 測 試 的 完 美 成 效 之 外, 全 球 儀 器 和 NI 讓 智 易 感 到 最 滿 意 的 莫 過 於 工 程 問 題 的 即 時 支 援, 以 及 系 統 調 整 的 高 彈 性 藉 由 全 球 儀 器 派 駐 工 廠 工 程 師 的 協 助, 智 易 產 線 從 架 機 校 正 到 產 測 程 序 編 程 等 複 雜 事 項, 皆 可 在 第 一 時 間 被 解 決, 有 效 提 升 整 體 績 效 同 時 因 為 NI RF 解 決 方 案 的 高 彈 性 軟 體 無 線 電 (Software Defined Radio, SDR) 架 構 特 色, 讓 智 易 可 以 在 同 一 套 硬 體 上 進 行 ac 與 LTE 專 案 的 測 試, 與 舊 有 的 系 統 比 較 起 來,NI 的 RF 解 決 方 案 對 於 多 樣 的 通 訊 協 定 產 品 測 試 有 較 高 的 相 容 性, 在 進 行 不 同 協 定 的 產 品 測 試 時, 智 易 無 須 重 複 投 資 硬 體 設 備, 大 幅 降 低 硬 體 設 備 成 本 同 時 National Instruments (02) ni.com/taiwan 21

22 NI 精 選 NI 活 動 高 峰 會 - 精 緻 且 豐 富 的 技 術 饗 宴 2013 上 半 年,NI 針 對 現 今 的 市 場 趨 勢 舉 辦 了 三 場 不 同 技 術 與 應 用 面 向 的 現 場 活 動, 包 括 以 HDMI 4K2K 等 最 新 影 音 測 試 技 術 為 主 的 數 位 多 媒 體 影 音 測 試 研 討 會 ; 整 合 機 器 視 覺 與 運 動 控 制 的 智 慧 自 動 化 關 鍵 技 術 研 討 會 ; 以 及 以 目 前 市 場 最 夯 的 ac LTE 等 通 訊 測 試 技 術 為 基 礎 的 射 頻 與 微 波 通 訊 技 術 研 討 會 三 場 活 動 共 吸 引 了 超 過 1,200 人 前 往 吸 收 技 術 新 知, 讓 我 們 透 過 活 動 照 片 再 一 次 回 顧 精 彩 的 技 術 饗 宴 數 位 多 媒 體 影 音 測 試 研 討 會 1. 台 北 場 吸 引 了 近 500 位 的 報 名 人 數, 足 見 智 慧 自 動 化 已 是 產 業 最 重 視 的 課 題 2.NI 總 部 高 層 精 銳 盡 出, 提 供 學 員 最 完 整 最 新 的 技 術 資 訊 3. 運 動 控 制 與 視 覺 的 完 美 整 合 實 機 展 示, 吸 引 現 場 許 多 目 光 4. 合 作 夥 伴 Basler 的 全 系 列 鏡 頭 產 品 展 示, 完 整 了 整 場 活 動 活 動 焦 點 : 機 器 視 覺 辨 識 邏 輯 FPGA vs CPU 的 機 器 視 覺 優 劣 剖 析 產 品 瑕 疵 檢 測 系 統 機 器 視 覺 與 運 動 控 制 整 合 - 自 動 化 產 品 檢 測 機 器 視 覺 / 馬 達 全 系 列 平 台 共 同 展 出 : 機 器 視 覺 -Basler, 馬 達 控 制 -Kollmorgen 射 頻 與 微 波 通 訊 技 術 研 討 會 1. 參 與 人 數 眾 多, 現 場 座 無 虛 席 2. 滿 滿 的 人 潮 擠 滿 demo 展 示 區, 一 探 究 竟 3. 下 課 時 間 學 員 圍 繞 著 主 講 嘉 賓 Ben James 詢 問 相 關 問 題 4. 數 位 多 媒 體 影 音 測 試 demo, 提 供 客 戶 完 整 的 解 決 方 案 活 動 焦 點 : MHL/HDMI Step-up Box Parallel Test 4K2K Signal Test Demo PQA Test Demo Video Cable Fault Inspection 智 慧 自 動 化 關 鍵 技 術 研 討 會 1. 台 北 場 於 台 大 集 思 會 議 中 心 的 國 際 會 議 中 心 舉 辦, 現 場 400 個 位 置 坐 無 虛 席 2. 特 邀 美 商 國 家 儀 器 RF 與 通 訊 資 深 產 品 經 理 David A. Hall, 遠 自 德 州 而 來, 帶 給 台 灣 RF 產 測 從 業 者 最 前 端 的 技 術 資 訊 3. 由 宗 臣 科 技 帶 來 的 NFC 量 測 解 決 方 案, 現 場 迴 響 熱 烈 4. 本 次 現 場 展 出 近 10 個 RF 測 試 相 關 Demo, 從 最 火 熱 的 ac MIMO 到 多 種 無 線 標 準 如 WLAN LTE NFC 等, 皆 有 豐 富 的 實 機 展 示 與 業 界 專 家 現 身 說 法 活 動 焦 點 : 多 種 無 線 標 準 WLAN LTE NFC 量 測 與 RF Recorder 業 界 實 例 分 享 ac MIMO 與 LTE-Advanced Carrier Aggregation 實 機 展 示 除 了 基 本 的 S 參 數 量 測 外, 深 入 剖 析 網 路 分 析 儀 如 何 進 行 更 多 應 用 22 National Instruments (02) ni.com/taiwan

23 NI 精 選 第 十 屆 大 中 華 PXI 技 術 與 應 用 論 壇 完 美 落 幕 堂 堂 邁 入 第 十 屆 的 PX TAC 大 中 華 PXI 技 術 與 應 用 論 壇 已 於 5 月 23 日 順 利 落 幕 此 次 共 16 家 策 略 合 作 夥 伴 贊 助 廠 商 與 NI 攜 手 合 作, 活 動 現 場 吸 引 超 過 600 位 相 關 領 域 專 家 與 會 Chroma 固 緯 電 子 Konrad Technologies Pickering 弘 燁 科 技 VPC 緯 宇 國 際 以 及 策 略 夥 伴 : 巨 克 富 科 技 全 球 儀 器 宏 相 科 技 凱 茂 科 技 順 英 有 限 公 司 宗 臣 科 技 有 利 康 科 技 星 協 系 統 科 技, 攜 手 共 同 參 與 展 示, 讓 學 員 可 以 一 次 就 看 到 PXI 精 彩 的 應 用 成 果 PXI TAC 2013 於 5/23 日 在 TICC 台 北 國 際 會 議 中 心 舉 行 活 動 透 過 精 彩 的 主 題 演 講 揭 開 序 幕, 由 NI 研 發 副 總 裁 Scott Rust RF 與 無 線 測 試 產 品 經 理 Erik Johnson, 以 及 NI 台 灣 行 銷 工 程 師 潘 建 安 解 說 PXI 平 台 的 市 場 趨 勢, 並 邀 請 致 茂 電 子 半 導 體 測 試 設 備 事 業 群 / 產 品 企 劃 處 處 長 黃 啟 峰 現 身 說 法, 分 享 如 何 透 過 NI PXI 產 品 進 行 半 導 體 產 業 的 測 試, 精 闢 的 演 說 讓 全 場 客 戶 無 不 點 頭 稱 道 接 續 著 主 題 演 講, 活 動 當 天 分 別 有 4 大 專 題 16 個 課 程 演 說, 提 供 客 戶 從 基 礎 的 PXI 平 台, 各 產 業 的 應 用 案 例 分 享, 到 RF 與 無 線 測 試 的 專 屬 專 題 高 達 98% 的 學 員 認 為 參 加 此 活 動 對 於 他 們 現 行 的 工 作 有 幫 現 場 超 過 30 個 動 態 實 機 展 示 助 精 彩 的 主 題 演 講 吸 引 了 超 過 600 位 學 員 參 加 而 在 實 機 展 示 的 部 分, 現 場 呈 現 超 過 30 個 動 態 展 示, 從 PXI 的 基 礎 應 用 資 料 擷 取 的 結 合 手 機 平 行 測 試 無 線 通 訊, 到 多 媒 體 影 音 測 試 等, 全 方 位 的 展 示 讓 學 員 不 僅 可 以 大 飽 耳 福, 同 時 也 大 飽 眼 福 此 外, 今 年 的 活 動 更 主 打 PXI 主 題 館, 透 過 簡 單 的 三 個 步 驟, 就 可 輕 鬆 建 立 PXI 系 統 從 第 一 步 模 組 的 選 擇, 到 選 擇 PXI 機 箱 控 制 器, 再 到 運 用 LabVIEW 進 行 軟 / 硬 體 整 合, 三 個 步 驟 就 可 根 據 不 同 的 應 用, 輕 鬆 建 構 自 己 的 PXI 系 統 除 此 之 外, 現 場 也 展 示 了 各 產 業 的 應 用 案 例, 十 足 呈 現 了 PXI 全 方 位 的 應 用 優 勢 特 別 感 謝 今 年 的 金 級 贊 助 廠 商 :Aeroflex, 銀 級 贊 助 廠 商 : PXI Like! Facebook 小 活 動 與 應 用 案 例 文 章 展 透 過 每 一 年 的 PXI TAC,NI 提 供 技 術 新 知 與 市 場 趨 勢 給 所 有 在 場 與 會 學 員, 也 透 過 與 在 場 學 員 的 互 動, 獲 得 PXI 產 品 未 來 努 力 的 方 向 與 目 標 如 此 雙 向 的 互 動 與 交 流 一 直 是 NI 最 重 視 的 價 值, 期 望 透 過 這 樣 的 模 式, 能 協 助 我 們 的 客 戶 解 決 更 多 的 應 用 挑 戰, 共 創 未 來 的 成 功 如 果 您 錯 過 此 次 活 動, 歡 迎 前 往 NI 官 網 索 取 更 多 資 料 與 資 源,NI 將 竭 誠 為 您 服 務 :taiwan.ni.com/pxitac/resource National Instruments (02) ni.com/taiwan 23

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