2018年，5G標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，商用進(jìn)程不斷加速；物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步融合與落地；我國人工智能政策不斷落地，技術(shù)應(yīng)用商業(yè)化進(jìn)程加快；自動駕駛路測不斷涌現(xiàn)，智能汽車勢發(fā)展進(jìn)程不可擋……半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)全新的態(tài)勢，傳統(tǒng)的測試測量技術(shù)以及不能滿足行業(yè)的飛速發(fā)展。作為測試測量領(lǐng)域的佼佼者，近期美國國家儀器公司（National Instruments，簡稱NI）又發(fā)布了新一年度的《NI趨勢展望報告2019》，新形勢下測試領(lǐng)域出現(xiàn)了不少的挑戰(zhàn)，當(dāng)然報告中透露出了一些應(yīng)對挑戰(zhàn)的創(chuàng)造性的解決方案。
今年是NI進(jìn)入中國的第20個年頭，一年一度的NI days也成功舉辦了19屆，恰逢NI中國總部喬遷新址，在今年舉辦的NI days活動前一日，NI向業(yè)內(nèi)媒體發(fā)布了《NI趨勢展望報告2019》，該報告探討了日新月異的技術(shù)發(fā)展所面臨的關(guān)鍵工程趨勢和挑戰(zhàn)，包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、從原型驗(yàn)證到商業(yè)化部署的5G技術(shù)推進(jìn)以及大眾自動駕駛等領(lǐng)域。
NI市場營銷副總裁 John Pasquarette介紹：“報告是NI從全球35000多家客戶的一線服務(wù)數(shù)據(jù)中提煉出來的，NI從不斷變化的技術(shù)環(huán)境中洞察出最關(guān)鍵的工程趨勢和挑戰(zhàn)，與各行業(yè)用戶以及媒體一起來分享，共同尋找應(yīng)對挑戰(zhàn)的創(chuàng)造性的解決方案。”
NI市場營銷副總裁 John Pasquarette
NI每年發(fā)布的趨勢展望報告可謂是測試測量行業(yè)的“風(fēng)向標(biāo)”，NI大中華區(qū)市場經(jīng)理劉旭陽對NI 趨勢展望預(yù)報告做了詳細(xì)的分享，今年的報告有五大方向的重點(diǎn)信息：5G、自動駕駛、測試開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、IoT、多行業(yè)融合。
NI大中華區(qū)市場經(jīng)理劉旭陽介紹NI趨勢展望2019
5G無線測試關(guān)鍵技術(shù)——OTA測試
5G應(yīng)用有三個經(jīng)典的場景：高速率、高容量、低延遲。相比于3G、4G，5G會采用一些更新的技術(shù)，MU-MIMO和mmWave技術(shù)的物理實(shí)現(xiàn)需要使用比前幾代蜂窩標(biāo)準(zhǔn)更多的天線元件，測試工程師面臨到的是頻率范圍增加、封裝技術(shù)更新和天線數(shù)量更多三方面的困難， 5G設(shè)備的測試需要新的測試技術(shù)。NI認(rèn)為需要成本更低的空口(OTA)測試技術(shù)，以保證5G產(chǎn)品和解決方案在多行業(yè)和應(yīng)用中的商業(yè)化可行性。
NI市場營銷副總裁 John Pasquarette指出：“即使是OTA技術(shù)里面，也會有很多新的挑戰(zhàn)，這個是我們不曾遇到的，因?yàn)樵谖⒉ò凳依铮趺慈タ刂齐姶怒h(huán)境、怎么去仿真它的星道、怎么去測試它的天線參數(shù)，都是我們在5G里面最為難、也最為挑戰(zhàn)的一些點(diǎn)。”
劉旭陽指出，OTA會在5G時代大面積推廣，除了測試手機(jī)的終端，未來可穿戴設(shè)備以及工業(yè)領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備都會加入一些OTA的測試，因?yàn)樗麄兌夹枰鲆恍┕I(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接。
OTA測試設(shè)置
另外，由于5G目前尚未真正量產(chǎn)，很多的技術(shù)原型都還在研發(fā)和驗(yàn)證階段，對于技術(shù)的通用性和可遷移性都提出了很高的要求。NI更多的是從原型到量產(chǎn)這個過程中，怎么把前階段的測試驗(yàn)證復(fù)制到量產(chǎn)階段中來，同時覆蓋像OTA這樣一些關(guān)鍵的測試技術(shù)。這是NI在2018年所看到關(guān)于5G測試的一個亮點(diǎn)。
自動駕駛需要在成本、技術(shù)和戰(zhàn)略之間進(jìn)行權(quán)衡
自動駕駛要求車輛具有感知外界的能力功能。現(xiàn)在一些主流的汽車對外界探測方法主要依靠攝像頭和微波雷達(dá)。雷達(dá)主要針對移動的目標(biāo)，對于它的速度和方位會有很好的判斷。另外還有精度更高的激光雷達(dá)。目前沒有一種方案能夠完美地解決我們對于未來汽車自動駕駛的一些設(shè)想。攝像頭很難在視線不足的情況下識別，激光雷達(dá)在各方面的性能都比較均衡，但是最大的問題是非常昂貴，應(yīng)用一套激光雷達(dá)會很顯著地增加整個自動駕駛的成本。
對于汽車制造商而言，這意味著在成本、技術(shù)和戰(zhàn)略這三個關(guān)鍵要素之間進(jìn)行權(quán)衡，以達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶狻I認(rèn)為可以采用冗余與互補(bǔ)傳感器，每種傳感器都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和劣勢，需要進(jìn)行傳感器融合，冗余可以克服每個傳感器的缺陷。
冗余與互補(bǔ)傳感器
同時，NI認(rèn)為集中式處理架構(gòu)將是未來自動駕駛的一個趨勢，將全車的雷達(dá)和探測設(shè)備集中到一個中央處理單元來處理。會很顯著地提高整個傳感器的融合度，這對于中間處理單元的要求非常高。在未來，更多汽車企業(yè)或主機(jī)廠會選擇Hybrid，既有前端的探測和處理，也有中央的集中處理。通過這種方式去兼顧性能和處理能力，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的L5級的自動駕駛。
對于測試來說，測試系統(tǒng)需要一種可兼容性的，而且可以適應(yīng)未來擴(kuò)展的一種方案。自動駕駛汽車不僅會涉及到機(jī)械動力總成的問題，還有電池性能、網(wǎng)絡(luò)連接能力等，這些都會涵蓋到NI新的測試平臺里，所以說對汽車領(lǐng)域測試系統(tǒng)的要求會更加開放和模塊化。
開發(fā)過程標(biāo)準(zhǔn)化——加強(qiáng)軟件標(biāo)準(zhǔn)化
在軍工領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域，很多技術(shù)自有一套體系，很少看會出現(xiàn)顯著的變化。而近年來，國內(nèi)出現(xiàn)了很多民營的商業(yè)航天，實(shí)際上整個軍工行業(yè)也發(fā)生了一些漸進(jìn)式的變化。
標(biāo)準(zhǔn)化的價值不斷增加
軍工領(lǐng)域的測試對象比較特殊，服役周期往往很長，有的十年，有的二十年，甚至有的是五十年。前不久美國剛剛宣布把B52轟炸機(jī)延壽到2050年，將會成為世界上第一款服役100年的飛機(jī)。對于飛機(jī)的測試，要怎么滿足幾十年的跨度？前期的方法是通過硬件標(biāo)準(zhǔn)化，通過硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和抽象化搭建一套標(biāo)準(zhǔn)化的測試設(shè)備，適用于不同的型號的設(shè)備，甚至不同的地面裝備都可以做一些相關(guān)的測試。NI在這方面做了很多的努力，VXI平臺就是在這個背景下誕生的，現(xiàn)在已經(jīng)過渡到PXI平臺上。
然而，NI發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)在的體系下，標(biāo)準(zhǔn)化硬件設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來的需求。一架飛機(jī)上控制命令代碼有幾百萬套，怎么對一架飛機(jī)的控制軟件進(jìn)行測試？在整個軍工行業(yè)，軟件所扮演的角色會越來越重要。
對于飛機(jī)來講，它的被測對象沒有很顯著的變化，地面上還是做一些結(jié)構(gòu)和試飛測試。但是它的測試內(nèi)容發(fā)生了很顯著的變化，需要從軟件上對一些測試內(nèi)容進(jìn)行升級和拓展。
此外，NI在軍工領(lǐng)域提出了一個安全工藝的標(biāo)準(zhǔn)，叫作ATML，就是為了便于進(jìn)行這一階段的標(biāo)準(zhǔn)化。
以前強(qiáng)調(diào)硬件綜合，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第四和第五個階段，就是要標(biāo)準(zhǔn)化軟件和軟件架構(gòu)，NI正在做相關(guān)工程開發(fā)。
商業(yè)航天方面，NI的合作伙伴長光衛(wèi)星在2016年、2017年發(fā)射了兩顆商用衛(wèi)星，用的就是NI提供的模塊化測試方案和標(biāo)準(zhǔn)化軟件平臺，來加速研發(fā)和驗(yàn)證的測試，從而將地面實(shí)驗(yàn)測試到發(fā)射時間縮短到僅八個月，這在以往是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
用IoT思維管理測試系統(tǒng)
NI認(rèn)為IoT的思維和方法是可以用來管理自動化測試系統(tǒng)的。
自動化測試系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)的格式和管理存在不統(tǒng)一的問題，可以借助IoT的一些想法和思維去解決這些問題。
自動化測試的智能互聯(lián)
一方面可以通過集中式的管理軟件去管理系統(tǒng)，NI有一款SystemLink軟件，可以遠(yuǎn)程地配置和管理測試系統(tǒng)。另外，可以通過專業(yè)的數(shù)據(jù)管理軟件來標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)軟件，使數(shù)據(jù)資源的價值充分利用。最后是測試管理，對于自動化測試而言，測試管理是最關(guān)鍵的，以前更加強(qiáng)調(diào)軟件加硬件，未來會看到在軟件、硬件之上會有更多IoT的服務(wù)在里面。
NI亞太區(qū)市場總監(jiān)湯敏指出：“我們一直在強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)對于這個行業(yè)的重要性，但是對于測試數(shù)據(jù)，當(dāng)前大概只有10%的測試數(shù)據(jù)是真正的派上用場了，還有90%的測試數(shù)據(jù)會被存到類似于“孤島”上的節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)沒有發(fā)揮他們應(yīng)有的作用。所以如何能夠發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，把我們的測試系統(tǒng)能夠互聯(lián)再管理起來，把剩下的90%的測試數(shù)據(jù)利用起來，其中的價值能夠最終應(yīng)用到我們測試系統(tǒng)的改進(jìn)，能夠反饋到我們的一些決策制定上，我們覺得這是非常重要的一些趨勢，比較值得關(guān)心。”
多行業(yè)融合趨勢不可擋
每個行業(yè)都在變化，都在發(fā)生交叉，NI認(rèn)為測試領(lǐng)域最大的趨勢是融合。
隨著自動駕駛汽車的到來，汽車已經(jīng)不再是一個純機(jī)械的東西，開始慢慢向著通信、電氣化逐步過渡，而且是包含了人工智能的趨勢；5G芯片包含很多天線在里面，已經(jīng)慢慢與半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)生融合；IoT也會有一些專用的芯片，整個行業(yè)都在交叉、融合。由于傳統(tǒng)的測試更多是對于特定的功能實(shí)現(xiàn)特定的測試，已經(jīng)不能滿足未來的需求。
融合是大趨勢，想要在未來獲得持續(xù)的增長，不能僅關(guān)注自身的行業(yè)，NI最新發(fā)布的測試趨勢展望最核心的建議還是希望大家可以多多觀察其他相鄰行業(yè)的發(fā)展，不只針對測試行業(yè)，對通信、半導(dǎo)體等行業(yè)也同樣適用。