NI Week 2016

In Austin/Texas geht es im August oft recht heiß zu. Nicht nur bei den Temperaturen oder, diesmal, den locker sitzenden Colts im Zentrum der Stadt, sondern auch mit einem Feuerwerk an neuen Produkten und Techniken, die National Instruments und ihre Partner der Öffentlichkeit präsentierten. Im nächsten Jahr geht es wohl etwas temperierter zu, denn die NI Week 2017 wird vom 22. bis 25. Mai stattfinden.

National-Instruments-Mitgründer und CEO Dr. James Truchard nutze seine Eröffnungskeynote für einen Rückblick auf 40 Jahre Firmengeschichte, vom Beginn 1976 als Entwickler und Hersteller von GPIB-Karten bis zur heute aktuellen Hard- und Software. Labview-Vater und NI-Mitgründer Jeff Kodosky ließ 30 Jahre Labview Revue passieren und stellte erstmals nach zehn Jahren mit dem Channel-Wire ein neues Labview-Verbindungselement vor.

‎Eric Starkloff und Scott Rust moderierten die Keynotes. Wobei Eric Starkloff es sichtlich Freude bereitete, Hewlett Packard Enterprise als Hauptsponsor (Diamond-Sponsor) bekannt geben zu können. Beide Unternehmen arbeiten und vermarkten einsatzbereite Big-Analog-Data-Lösungen auf der Basis von NI Data-Finder Server Edition Software und HPE-Moonshot-Systemen. Nachfolgend ein detaillierterer Blick in einige auf der Veranstaltung vorgestellte Hard- und Software-Produkte.

Labview 2016

Wie zu erwarten, wurde die Systemdesignsoftware Labview 2016 vorgestellt. Diese Version der Labview genannten Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench verfügt jetzt über Channel Wires, die komplexe asynchrone Datenübertragungen in einem Kanal bündeln. Damit lässt sich komplexer Datenaustausch zwischen parallelen Programmabschnitten vereinfachen. Die Kanalverbindungen sind sowohl in der Desktop- als auch der Real-Time-Version der Systemdesignsoftware enthalten und dienen dazu, die Lesbarkeit von Programmcode zu verbessern und die Anwendungsentwicklung zu beschleunigen. Mithilfe der Kanalverbindungen lassen sich zum Beispiel komplexe Softwarearchitekturmuster mit mehreren Quellen entwickeln, ohne dass dafür im Hintergrund zusätzliche benutzerdefinierte Software benötigt wird.

Durch die 64-Bit-Unterstützung für die Zusatzpakete Control Design and Simulation Module, Math Script Real-Time Module, Unit Test Framework Toolkit, Desktop Execution Trace Toolkit und VI Analyzer Toolkit wird der Arbeitsspeicher jetzt besser ausgenutzt. Mithilfe des Python Integration Toolkit für Labview lassen sich Python-Skripte relativ einfach in Labview-Anwendungen integrieren. Es ist eine von der Firma Enthought entwickelte API, die im Labview Tools Network erhältlich ist. Außerdem wurde die automatische Messgeräteerkennung mithilfe des Instrument Driver Network um 500 Messgeräte erweitert.

PXIe-Modul für digitalen Test von ICs

Die Prüfanforderungen neuer Halbleiter übersteigen häufig die Fähigkeiten klassischer automatischer Prüfsysteme. Aus diesem Grund wurde vor zwei Jahren das auf der PXI-Plattform basierende Semiconductor Test System (STS) vorgestellt. Es wurde jetzt um einen Digital Pattern Editor und Debugger ergänzt. Das PXIe-Modul NI 6570 bietet Herstellern von RFICs, PMICs, MEMS-Bauelementen und Mixed-Signal-ICs eine Alternative zu den geschlossenen Architekturen herkömmlicher automatischer Halbleiterprüfsysteme. Es ermöglicht die Ausführung von Testpattern mit 100 Millionen Vektoren pro Sekunde und bietet unabhängige Source- und Capture-Engines sowie parametrische Funktionen für Spannung und Strom auf bis zu 256 synchronisierten digitalen Pins in einem einzelnen Subsystem. Durch die Offenheit der PXI-Plattform und des STS lässt sich eine beliebige Anzahl von Geräten für die jeweils benötigte Prüfkonfiguration hinzufügen.

Der Digital Pattern Editor umfasst Bearbeitungsumgebungen, mit denen sich Pin-Zuordnungen, Spezifikationen und Pattern für Bauelemente konfigurieren lassen. Außerdem bietet er integrierte Funktionen zur Erweiterung auf Multi-Site- und Multi-Instrument-Tests für einen nahtlosen Übergang von der Entwicklung zur Produktion. Werkzeuge wie Shmoo-Plots und eine interaktive Pin-Ansicht ermöglichen zudem die Optimierung von Prüfanwendungen sowie eine effizientere Fehlersuche und -behebung. Die PXI-Hardware kann in Charakterisierungslaboren über eine Standardsteckdose betrieben werden.

Massive MIMO mit bis zu 128 Antennen

Das auf Labview basierende MIMO Application Framework stellt in Kombination mit NI SDR-Hardware (Software-Defined Radio) eine umfassend dokumentierte, parametrisierte und rekonfigurierbare Bitübertragungsschicht bereit, mit der sich sowohl klassische MIMO- als auch Massive-MIMO-Prototypen (Multiple Input Multiple Output) erstellen lassen. Das Referenzdesign ermöglicht die Entwicklung von Algorithmen und Evaluierung von benutzerspezifischem IP, sodass Anwender die mit der Realisierung von Multi-User-MIMO-Konfigurationen verbundenen praktischen Herausforderungen bewältigen können. Durch den Einsatz der NI-Hardwareplattformen USRP RIO und PXI lassen sich mit dem Framework ohne größeren Integrations- oder Designaufwand Systeme mit vier bis 128 Antennen erstellen.

Als Teilnehmer des RF/Communications Lead User Program von NI haben Forscher der Universität Bristol die flexible Prototyping-Plattform von NI bereits für ihre 5G-Forschungen eingesetzt. Wie vor Kurzem bekanntgegeben wurde, verzeichneten die Forscher dabei in Zusammenarbeit mit der Universität Lund in Schweden einen Weltrekord, indem sie eine 22-fache Steigerung der spektralen Effizienz aktueller 4G-Netzwerke erzielten. Die beiden Universitäten haben auch auf der NI Week den Preis für die Kundenapplikation des Jahres 2016 bekommen.

HIL-Simulatoren

National Instruments verfügt jetzt über sofort einsatzbereite modulare Hardware-in-the-Loop-Simulatoren. Neben klassischen HIL-Komponenten lassen sich auch neue Technologien wie beispielsweise I/O zur Erfassung von Kameradaten oder Hochfrequenz-Messungen ohne großen Aufwand integrieren. Durch diese Flexibilität sind die Systeme in der Lage, mit den vielfältigen technischen Entwicklungen bei der Auffindung von Embedded-Hard- und Softwarefehlern Schritt zu halten.

In die HIL-Simulatoren können über den Industriestandard-API Asam XIL auch vorhandene Hard- und Software von Drittanbietern integriert werden. Die HIL-Simulatoren bestehen aus PXI- und Compact RIO-Plattformen und basieren auf der Software Veristand für Echtzeittests, der Systemdesignsoftware Labview und auf der neuen SLSC-Hardware (Switching, Loads and Signal Conditioning) von NI, die Signalführung, Schaltmodule, Lasten und Signalkonditionierung standardisiert.

Time Sensitive Networking

NI hat eine Technologie-Plattform für Time Sensitive Networking (TSN) im Rahmen seines Engagements der Unterstützung der Entwicklung neuer Standardtechnologien für die Synchronisation und Kommunikation bekanntgegeben. Zusammen mit Cisco und Intel sollen Kunden dazu befähigt werden, verteilte Systeme zu bauen, die I/O, Code-Ausführung und deterministische Kommunikation für verteilte Steuerung und Messstellen, die alle dem Standard-Ethernet folgen. Die Technologie-Plattform beinhaltet neue Compact-RIO-Controller mit Atom-Prozessoren und TSN-fähigen Network Interface Cards des Typs i210 von Intel. Auf dem Controller läuft Labview-Software zur Synchronisierung des Netzes, die sowohl als Code auf dem Echtzeitprozessor als auch im FPGA ausgeführt wird.

Vektorsignal-Transceiver der zweiten Generation

Auf der NI Week wurde nochmals die wenige Wochen zuvor eingeführte zweite Generation des Vektorsignal-Transceivers (VST) vorgestellt. Sie hat mit 1 GHz eine fünffach höhere Bandbreite als die 2012 vorgestellte erste Generation. Die zweite Generation trägt die Bezeichnung NI PXIe-5840 und enthält in einem jetzt nur noch zwei Steckplätze breiten PXI-Express-Modul einen 6,5-GHz-Vektorsignalgenerator, einen 6,5-GHz-Vektorsignalanalysator, einen leistungsstärkeren, anwenderprogrammierbaren FPGA sowie serielle und parallele schnelle, digitale Schnittstellen.  „Der VST der zweiten Generation bietet sofort einsatzbereite Funktionen für anspruchsvolle Hochfrequenz-Prüfanwendungen. Seine softwaredesignte Architektur ermöglicht darüber hinaus eine individuelle Programmierung des FPGAs“, so Charles Schroeder, Vice President of RF Product Marketing and Wireless Communication bei National Instruments. Er wird übrigens die Keynote am zweiten Tag des NI VIP-Kongresses 2016 (26. bis 27.10.) in Fürstenfeldbruck halten und dort auf Highlights wie Massive MIMO, mm-Wellen-Messtechnik, Wireless Gigabit und TSN eingehen.

(jj)