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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 [email protected] 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 [email protected] 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 [email protected] 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 [email protected] 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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