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(guó)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(dòng)駕駛路測(cè)不斷涌現(xiàn)，智能汽車(chē)勢(shì)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(shì)，傳統(tǒng)的測(cè)試測(cè)量技術(shù)以及不能滿足行業(yè)的飛速發(fā)展。作為測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的佼佼者，近期美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)NI）又發(fā)布了新一年度的《NI趨勢(shì)展望報(bào)告2019》，新形勢(shì)下測(cè)試領(lǐng)域出現(xiàn)了不少的挑戰(zhàn)，當(dāng)然報(bào)告中透露出了一些應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的創(chuàng)造性的解決方案。

今年是NI進(jìn)入中國(guó)的第20個(gè)年頭，一年一度的NI days也成功舉辦了19屆，恰逢NI中國(guó)總部喬遷新址，在今年舉辦的NI days活動(dòng)前一日，NI向業(yè)內(nèi)媒體發(fā)布了《NI趨勢(shì)展望報(bào)告2019》，該報(bào)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(shì)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(dòng)駕駛等領(lǐng)域。

NI市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁 John Pasquarette介紹：“報(bào)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(lái)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(shì)和挑戰(zhàn)，與各行業(yè)用戶以及媒體一起來(lái)分享，共同尋找應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的創(chuàng)造性的解決方案。”

NI市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁 John Pasquarette

NI每年發(fā)布的趨勢(shì)展望報(bào)告可謂是測(cè)試測(cè)量行業(yè)的“風(fēng)向標(biāo)”，NI大中華區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理劉旭陽(yáng)對(duì)NI 趨勢(shì)展望預(yù)報(bào)告做了詳細(xì)的分享，今年的報(bào)告有五大方向的重點(diǎn)信息：5G、自動(dòng)駕駛、測(cè)試開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、IoT、多行業(yè)融合。

NI大中華區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理劉旭陽(yáng)介紹NI趨勢(shì)展望2019

5G無(wú)線測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)——OTA測(cè)試

5G應(yīng)用有三個(gè)經(jīng)典的場(chǎng)景：高速率、高容量、低延遲。相比于3G、4G，5G會(huì)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(cè)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(cè)試需要新的測(cè)試技術(shù)。NI認(rèn)為需要成本更低的空口(OTA)測(cè)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(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁 John Pasquarette指出：“即使是OTA技術(shù)里面，也會(huì)有很多新的挑戰(zhàn)，這個(gè)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(cè)試它的天線參數(shù)，都是我們?cè)?G里面最為難、也最為挑戰(zhàn)的一些點(diǎn)。”

劉旭陽(yáng)指出，OTA會(huì)在5G時(shí)代大面積推廣，除了測(cè)試手機(jī)的終端，未來(lái)可穿戴設(shè)備以及工業(yè)領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備都會(huì)加入一些OTA的測(cè)試，因?yàn)樗麄兌夹枰鲆恍┕I(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接。

OTA測(cè)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(duì)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(gè)過(guò)程中，怎么把前階段的測(cè)試驗(yàn)證復(fù)制到量產(chǎn)階段中來(lái)，同時(shí)覆蓋像OTA這樣一些關(guān)鍵的測(cè)試技術(shù)。這是NI在2018年所看到關(guān)于5G測(cè)試的一個(gè)亮點(diǎn)。

自動(dòng)駕駛需要在成本、技術(shù)和戰(zhàn)略之間進(jìn)行權(quán)衡

自動(dòng)駕駛要求車(chē)輛具有感知外界的能力功能。現(xiàn)在一些主流的汽車(chē)對(duì)外界探測(cè)方法主要依靠攝像頭和微波雷達(dá)。雷達(dá)主要針對(duì)移動(dòng)的目標(biāo)，對(duì)于它的速度和方位會(huì)有很好的判斷。另外還有精度更高的激光雷達(dá)。目前沒(méi)有一種方案能夠完美地解決我們對(duì)于未來(lái)汽車(chē)自動(dòng)駕駛的一些設(shè)想。攝像頭很難在視線不足的情況下識(shí)別，激光雷達(dá)在各方面的性能都比較均衡，但是最大的問(wèn)題是非常昂貴，應(yīng)用一套激光雷達(dá)會(huì)很顯著地增加整個(gè)自動(dòng)駕駛的成本。

對(duì)于汽車(chē)制造商而言，這意味著在成本、技術(shù)和戰(zhàn)略這三個(gè)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(shì)和劣勢(shì)，需要進(jìn)行傳感器融合，冗余可以克服每個(gè)傳感器的缺陷。

冗余與互補(bǔ)傳感器

同時(shí)，NI認(rèn)為集中式處理架構(gòu)將是未來(lái)自動(dòng)駕駛的一個(gè)趨勢(shì)，將全車(chē)的雷達(dá)和探測(cè)設(shè)備集中到一個(gè)中央處理單元來(lái)處理。會(huì)很顯著地提高整個(gè)傳感器的融合度，這對(duì)于中間處理單元的要求非常高。在未來(lái)，更多汽車(chē)企業(yè)或主機(jī)廠會(huì)選擇Hybrid，既有前端的探測(cè)和處理，也有中央的集中處理。通過(guò)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(jí)的自動(dòng)駕駛。

對(duì)于測(cè)試來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)需要一種可兼容性的，而且可以適應(yīng)未來(lái)擴(kuò)展的一種方案。自動(dòng)駕駛汽車(chē)不僅會(huì)涉及到機(jī)械動(dòng)力總成的問(wèn)題，還有電池性能、網(wǎng)絡(luò)連接能力等，這些都會(huì)涵蓋到NI新的測(cè)試平臺(tái)里，所以說(shuō)對(duì)汽車(chē)領(lǐng)域測(cè)試系統(tǒng)的要求會(huì)更加開(kāi)放和模塊化。

開(kāi)發(fā)過(guò)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(huì)出現(xiàn)顯著的變化。而近年來(lái)，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了很多民營(yíng)的商業(yè)航天，實(shí)際上整個(gè)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(jià)值不斷增加

軍工領(lǐng)域的測(cè)試對(duì)象比較特殊，服役周期往往很長(zhǎng)，有的十年，有的二十年，甚至有的是五十年。前不久美國(guó)剛剛宣布把B52轟炸機(jī)延壽到2050年，將會(huì)成為世界上第一款服役100年的飛機(jī)。對(duì)于飛機(jī)的測(cè)試，要怎么滿足幾十年的跨度？前期的方法是通過(guò)硬件標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和抽象化搭建一套標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試設(shè)備，適用于不同的型號(hào)的設(shè)備，甚至不同的地面裝備都可以做一些相關(guān)的測(cè)試。NI在這方面做了很多的努力，VXI平臺(tái)就是在這個(gè)背景下誕生的，現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)渡到PXI平臺(tái)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(lái)的需求。一架飛機(jī)上控制命令代碼有幾百萬(wàn)套，怎么對(duì)一架飛機(jī)的控制軟件進(jìn)行測(cè)試？在整個(gè)軍工行業(yè)，軟件所扮演的角色會(huì)越來(lái)越重要。

對(duì)于飛機(jī)來(lái)講，它的被測(cè)對(duì)象沒(méi)有很顯著的變化，地面上還是做一些結(jié)構(gòu)和試飛測(cè)試。但是它的測(cè)試內(nèi)容發(fā)生了很顯著的變化，需要從軟件上對(duì)一些測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行升級(jí)和拓展。

此外，NI在軍工領(lǐng)域提出了一個(gè)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(gè)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(kāi)發(fā)。

商業(yè)航天方面，NI的合作伙伴長(zhǎng)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(cè)試方案和標(biāo)準(zhǔn)化軟件平臺(tái)，來(lái)加速研發(fā)和驗(yàn)證的測(cè)試，從而將地面實(shí)驗(yàn)測(cè)試到發(fā)射時(shí)間縮短到僅八個(gè)月，這在以往是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

用IoT思維管理測(cè)試系統(tǒng)

NI認(rèn)為IoT的思維和方法是可以用來(lái)管理自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的。

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)的格式和管理存在不統(tǒng)一的問(wèn)題，可以借助IoT的一些想法和思維去解決這些問(wèn)題。

自動(dòng)化測(cè)試的智能互聯(lián)

一方面可以通過(guò)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(cè)試系統(tǒng)。另外，可以通過(guò)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)管理軟件來(lái)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(jià)值充分利用。最后是測(cè)試管理，對(duì)于自動(dòng)化測(cè)試而言，測(cè)試管理是最關(guān)鍵的，以前更加強(qiáng)調(diào)軟件加硬件，未來(lái)會(huì)看到在軟件、硬件之上會(huì)有更多IoT的服務(wù)在里面。

NI亞太區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)湯敏指出：“我們一直在強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)對(duì)于這個(gè)行業(yè)的重要性，但是對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)，當(dāng)前大概只有10%的測(cè)試數(shù)據(jù)是真正的派上用場(chǎng)了，還有90%的測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)被存到類(lèi)似于“孤島”上的節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)沒(méi)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(cè)試系統(tǒng)能夠互聯(lián)再管理起來(lái)，把剩下的90%的測(cè)試數(shù)據(jù)利用起來(lái)，其中的價(jià)值能夠最終應(yīng)用到我們測(cè)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(jué)得這是非常重要的一些趨勢(shì)，比較值得關(guān)心。”

多行業(yè)融合趨勢(shì)不可擋

每個(gè)行業(yè)都在變化，都在發(fā)生交叉，NI認(rèn)為測(cè)試領(lǐng)域最大的趨勢(shì)是融合。

隨著自動(dòng)駕駛汽車(chē)的到來(lái)，汽車(chē)已經(jīng)不再是一個(gè)純機(jī)械的東西，開(kāi)始慢慢向著通信、電氣化逐步過(guò)渡，而且是包含了人工智能的趨勢(shì)；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(huì)有一些專(zhuān)用的芯片，整個(gè)行業(yè)都在交叉、融合。由于傳統(tǒng)的測(cè)試更多是對(duì)于特定的功能實(shí)現(xiàn)特定的測(cè)試，已經(jīng)不能滿足未來(lái)的需求。

融合是大趨勢(shì)，想要在未來(lái)獲得持續(xù)的增長(zhǎng)，不能僅關(guān)注自身的行業(yè)，NI最新發(fā)布的測(cè)試趨勢(shì)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(duì)測(cè)試行業(yè)，對(duì)通信、半導(dǎo)體等行業(yè)也同樣適用。