NIWeek - NI (美國國家儀器公司，National Instruments，簡稱 NI) , 作為一家致力于提供平臺化系統來幫助工程師和科學家應對全球*嚴峻工程挑戰的供應商，今日宣布推出其高校教學平臺，即 NI 教學實驗室虛擬儀器套件(NI ELVIS)III 的增強版本。NI ELVIS III 配備新的應用板以及經過升級的軟件，為學生提供了一個更簡單易用的現代化界面來使用行業標準硬件更快速地進行測量。NI ELVIS III 新增了四個元素，讓工程教育工作者可以：? 使用新的 NI 自動化測量板卡，講解測量和物聯網(IoT)知識? 對項目進行故障分析和測量 - 無需安裝即可完全在線進行測量，而且支持移動設備? 使用 The MathWorks，Inc. Simulink?軟件和 NI ELVIS III Quanser 控制板的強大功能講解控制概念? 使用新的 TI 模擬電子板(今年夏季將推出)，講解模擬和微電子技術知識為自動化測量和模擬電子技術領域提供現成的硬件和課程進一完善了 NI ELVIS 生態系統。此外，結合新增的軟件更新及附加工具，NI ELVIS III 進一步優化了移動用戶體驗，讓學生可以隨時隨地學習課程，*終將完全顛覆傳統的實驗學習方法。TI 高校計劃市場總監 Doug Phillips 表示：“行業＊＊供應商攜手合作，共同開發院校解決方案，有助于將行業技術融合到課堂中，縮短高校培養人才與企業需求的差距。NI ELVIS III 融合了 TI 業界＊＊的半導體技術以及 NI 在測試和測量方面的專業知識，有助于學生掌握未來創新所需的技術技 能。”NI 院校營銷副總裁 Dave Wilson 表示：“如今的學生都是數字原生代(digital natives)，他們希望自己 的學習環境不僅能夠滿足當前的學習需求，也能夠為未來進入職場打下基礎。傳統的實驗室并不適合教授未來的概念，采用類似于 NI ELVIS III 這樣的整體解決方案將可幫助高校吸引和留住*優秀、*聰明學生，契合行業*新趨勢，*終加速工程領域的探索和發現。”NI ELVIS III 結合 Multisim 和 LabVIEW，提供了*為完善的多功能教學解決方案，幫助工科學生掌握未來職場上開展工作、進行創新和探索所需的技能。

在今年年初的MWC上，華為、一加等眾多5G手機的問世，掀起了一股5G技術潮流。終端應用成為5G早期的驅動力，2019年也被業界稱為5G元年，當然未來5G技術的應用不僅僅是手機，還有可能是汽車、飛機、家電、公共服務設備等眾多設備。5G將會是推動社會進步和經濟發展的重要利器。中國工業和信息化部部長苗圩表示，今年我國將進行5G商業推廣，一些地區將會發放5G臨時牌照，下半年還將用上諸如5G手機、5G iPad等商業產品。政策層面的利好，進一步帶動5G從芯片到終端全產業鏈的發展。5G之所以能帶來廣闊的應用場景，離不開一些關鍵技術的引入，如基于 OFDM 優化的波形和多址接入、靈活的框架設計、大規模天線（Massive-MIMO）、毫米波技術 (mmWave)。5G設備日益復雜，必須采用全新的測試方法，來*大限度縮短產品上市時間和減少測試成本。大規模天線和毫米波技術的引入使得5G測試面臨巨大挑戰國際標準化組織3GPP定義了5G的三大場景。eMBB指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務，mMTC指大規模物聯網業務，URLLC指如無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務。其中實現eMBB的主要技術是采用Massive MIMO有源天線陣列或毫米波技術。為了達到實現每用戶10 Gbps的目標峰值速率，5G標準增加了更多的無線頻譜，擴展到了厘米和毫米波頻率。5G NR的三大關鍵技術從長期來看，5G測試比較大的挑戰是由于毫米波和大規模天線技術引入使得無線設備更加復雜集成化。NI（National Instruments）作為測試測量行業的**者，一直在圍繞這些新技術，研發相關的測試測量解決方案。5G 網絡通常在基站端疊加更多MIMO子系統，也就是大規模天線系統。而這樣的大規模天線給開發工程師帶來的測試挑戰是顯而易見的，如前傳接口連接的高吞吐量、天線陣列校準、天線單元間的相互耦合、不規則的天線陣列、天線陣列復雜，這些因素都會增加測試的難度和測試成本。另外，毫米波一直被譽為是提升5G性能的利器，其關鍵優勢之一是可用的大量頻譜帶寬。以往，基于sub 6GHz頻段的4G LTE蜂窩系統可以使用的*大帶寬是100MHz，數據速率不超過1Gbps。而在5G sub-6GHz與毫米波頻段，移動應用可以使用的*大帶寬是400MHz，數據速率高達10Gbps甚至更多。以前毫米波大多都是應用在軍工領域，現在推廣到商用化應用領域，測試設備需要覆蓋毫米波頻段，這對在毫米波段的測試儀表的提出了新的挑戰。OTA成為5G重要測試技術針對5G設備而言，增加的頻率范圍、新的AiP天線（Antenna-in-package）封裝技術和更多的天線數量使測試難度增加，還造成測試設備的成本和運單個設備測試時間的增加。 市場上普遍認為OTA（over-the-air，空口）方法技術可以幫助解決這些問題，且OTA對于5G設備測試至關重要。主要基于以下三點考慮：?        被測設備(DUT)的集成度大幅提升，無法使用電纜在被測設備和測試設備之間建立物理連接，傳統測試方法不適用；?        毫米波頻率下的信號傳輸損耗很高，因此需要通過波束聚焦或波束成形來提高增益；?        OTA的測試環境需要十分接近5G設備的實際使用環境，能夠*大限度保證設備的可靠性。OTA 測試并非總是需要微波暗室**的OTA測試是5G部署的關鍵，OTA的實現涉及到眾多環節。對于設計表征、驗證、合規和一致性測試來說，適當的微波暗室（消聲、CATR 或混響類型）可以提供安靜的射頻環境，確保設計滿足所有的性能和法規要求，并具有足夠的裕量和可重復性。然而，對于批量生產來說，傳統的微波暗室會占用大量的生產空間，并增加資本支出。為解決這些問題，市場上出現了具有 OTA 功能的 IC 測試插座，以及帶有集成天線的小型射頻外殼，從而將半導體 OTA 測試功能小型化。盡管測量天線距離 DUT IC 只有幾厘米，但是對于每個天線元件的遠場測量來說，這個距離已經足夠。相對較小尺寸的測試插座還有助于多站點并行測試增加測試吞吐量，同時*大限度地降低信號的功率損耗。不過，小型測試插座會妨礙整個天線陣列的波束成形測量，這種測量的遠場距離一般是 10 厘米甚至更遠。NI全新5G解決方案如今的開發周期正在不算縮短，靈活且可擴展的測試系統對于 OTA 測試來說至關重要。NI的軟件定制測試平臺與*新的 5G NR PHY 層要求保持同步，其中包含測試寬 NR 分量載波或載波聚合信號所需的測量科技和瞬時帶寬。NI 的高帶寬儀器還允許通過數字預失真技術對 DUT 進行線性化。此外，NI 平臺還為多通道測量系統提供相位相干和時間對齊擴展，以便對*新的 NR 半導體設備進行全面測試。 NI 5G-NR PA/FEM 測試系統NI構建5G生態圈，助力加速5G商用從實驗室到量產，NI都能提供全套的解決方案幫助5G設備廠商直面挑戰。針對5G芯片對于測試速度提出更高的要求，NI PXI平臺能提供更加便捷靈活的自動化測試工具，幫助客戶構建更加**的自動化測試系統。尤其是面對芯片量產階段的多種多樣的測試需求，NI模塊化的方案比臺式儀表更加靈活更具有市場競爭力。在5G技術從原型驗證到商業部署不斷推進的各個階段，NI都扮演著重要的角色。從2015年開始，NI即開展‘射頻＊＊用戶計劃’，聯手業界＊＊的企業與高校一起探索5G相關的原型化與研究。 NI射頻用戶＊＊用戶計劃為保證5G商用的快速落地，NI 還與行業領導企業保持密切合作，開發高度模塊化、軟件定義的測試策略和解決方案。例如，Qorvo公司的專用于在3.4GHz頻譜下運行移動設備QM19000 5G FEM，FEM測試采用NI PXI系統進行，該系統可幫助客戶盡早地在移動設備中部署5G。Skyworks利用NI的矢量信號收發器（RF VST）來驗證專為5G新空口應用開發的Sky5?解決方案的性能。借助NI PXI平臺，Skyworks成功地驗證了關鍵的性能基準，加速了整個產品的測試周期。此外，NI還與三星合作開發針對28 GHz的5G新空口互操作性設備測試。諸如此類的案例不勝枚舉。中國5G市場的潛力有目共睹，NI也在不遺余力地加大投入。去年，NI在上海成立了研發中心及亞太區培訓中心，同時配備了專門的5G/射頻研發團隊。今后將為全球5G商用產品的性能優化提供低成本解決方案，以加快推進5G系統研發和推動產業進步。

發電行業公司在手動監測機器狀況時面臨著挑戰。狀態監測可通過避免設備故障導致的停機來控制成本以及提高設備服務能力。手動采集數據非常耗費人力; 在基于路線的數據采集方法中，公司的預測性維護專家需要親自走到每個站點手動采集數百個數據樣本，然后返回計算機查看和分析采集到的數據。杜克能源公司的分析師每個月需要進行近6萬次數據采集時，通常會花費80％的時間來采集數據，而只有20％的時間可用于分析數據，導致診斷不一致，風險評估受限，而且需要耗費大量時間和體力在走路上！ 圖1 杜克能源設施發電行業公司都希望擁有能夠及時發現問題并通知專家的技術，以取代傳統基于路線的數據采集做法，使他們能夠將時間花在更有價值的任務上，并且無論身處何處都能完成工作。 這個需要耗時數年的項目需要安裝額外的傳感器，采用全新的架構設計以及購買新基礎設施來補充舊基礎設施。杜克能源公司開始考慮利用工業物聯網（IIoT）和大數據分析的元素來應對這些挑戰。解決方案——IIoT和大數據分析應對挑戰 對于這個項目，NI與杜克能源以及美國電力研究院（EPRI） 、OSIsoft和InStep（現為施耐德電氣的一部分） 共同合作開發定制的監測和診斷基礎設施，該設施稱為Smart Monitoring and Diagnostics，簡稱“Smart M&D” 。 EPRI已經推出了I4GEN（Developing Insights through the Integration of Information for Intelligent Generation，通過集成智能發電信息提高洞察力）框架，以支持發電公司轉向使用物聯網相關技術和解決方案。 該研究所與合作伙伴分享專業知識，并支持多個發電組織之間的協作，而不是讓他們像一盤散沙，各做各的。 技術投資和運營此項目的必要投資包括安裝額外在線傳感器、基礎設施、架構和診斷應用程序。 2012年，杜克能源開始開發新的架構來支持這個項目。 Duke Energy采用了NI CompactRIO平臺， 該平臺結合了嵌入式實時處理器、高性能現場可編程門陣列（FPGA）以及可熱插拔I/O模塊，可將實時采集的數據發送到聯網的上位機電腦中。 傳感器數據被傳送NI CompactRIO監控系統中進行信號采集和處理，結果通過有線或無線方式傳輸到工廠服務器。 利用大量的模擬數據，NI CompactRIO可以進行報警，并為杜克的數據專家提供全面的波形分析。 此外，杜克能源公司還使用用于狀態監測NI InsightCM來可視化和分析數據。 通過將FPGA和板載實時處理器連接到傳感器，可大幅減少原始模擬波形，僅保留指示節點處系統“健康”狀況所需的數據。 這樣可以避免數據超載的情況，方便領域專家快速發現問題。 圖2  NI CompactRIO系統通過連接全廠資產設備來為杜克能源提 供機器監測解決方案NI InsightCM軟件是一款讓數據更加方便易用的重要工具，并且非技術人員也可輕松使用。 杜克正處于從傳統技術向新技術的過渡中，以期為*終用戶提供更優質的服務。 更多傳感器正在添加到驅動器、電機、泵、變速箱和風扇等監測功能受限的設備上。 對于已經配備傳感器的機器，杜克能源專注于擴展其感測能力。 例如，蒸汽渦輪發電機已經具有較高的感測能力， 因為這些昂貴的機器需要通過警報來避免代價高昂的故障。 杜克能源公司在這種設備中增加了更多的傳感器來捕獲數據，以支持更先進的振動監測，從而提高了未來故障的可預測性。杜克在其設施中確定了10,000多項資產，并計劃為這些設備資產添加超過30,000個傳感器，包括加速度計、溫度傳感器、油液分析傳感器、熱像儀和接近式探針。 這些傳感器增加了振動、軸承溫度和油壓監測等功能，還可監測變壓器、溶解氣體和發電機等其他資產的電磁特征。 據估計，該項75％的成本不在于軟件或傳感器，而在于將傳感器連接到數據采集計算機的布線上。 數據采集系統遍布該公司的各種設施，可連接多 達30或40個硬連接的傳感器。 電纜必須從傳感器連接到本地數據采集計算機；然后信號從NI數據采集設備無線傳輸到杜克能源的服務器。 為了采集振動信息，可能需要每秒捕捉10,000到100,000個樣本，持續幾秒鐘，才能對機器狀況進行充分的測量。 此外，杜克能源公司使用現場工廠服務器的組合來管理這些龐大的數據。 每個工廠都有自己的OSIsoft PI服務器，該服務器可采 集、存儲和組織各種來源的數據。 這些服務器位于杜克的監控和診斷中心，其中 Instep的Prism模式識別和預測軟件（用于機械解決方案）和GP Strategy的EtaPRO熱狀態監測軟 件可幫助識別與預期行為的偏差。 在監測診斷中心內，這些軟件工具由一個由五名技術人員組成的團隊使用。 技術人員通過一個報警儀表板來了解設備是否發生某些意外行為。 這樣，他們就可以調查并篩選 問題，以確定是否是真正的異常情況以及是否需要進一步調查。 如果對異常進行標記，就會發送一個標準流程電子郵件來提醒相關的人員解決問題; 并以圖形化方式向他們提供信息，指出偏差并提供初步診斷建議，以便操作員可以檢查機器。  這些信息會發送到EPRI的資產健康管理系統，并與基于真實設備數據長時間編制而成的特征數據庫（來自多個公司）中的所有已知故障進行比較來識別問題。 然后EPRI通知杜克能源的專家進入 NI InsightCM Data Explore（r一款旨在幫助工程 師快速定位、檢查、分析和報告測量數據的聯網軟件）進行全面分析。 目前，杜克能源公司將其所有數據存儲在內部服 務器上，因為IT部門目前不開放使用云。 迄今為止，杜克能源公司已能夠處理使用這種方法所采集的龐大數據量。圖3 基于網絡的狀態監測軟件（圖片為NI InsightCM）取得的成效 截至2017年3月，已有近30個工廠通過Smart M＆D架構部署和管理近2000個NI CompactRIO系統。 在這些工廠內，杜克能源公司借助自動化數據采集功能，讓分析師可以將80％的時間用于分析，而不是數據采集； 因此，分析結果更加可靠。 一年內，杜克能源公司的監測和診斷中心平均每天使用Prism發布兩次通知；其中只有四分之一警報需要采取糾正措施。這些警報為專家提供了依據，使其可以在成本*低的時候對設備進行計劃和修理，例如，當設備計劃進行維護而停機或需求較少時。 這些機器能夠繼續運行數周，使專家可以選擇成 本*低的時候安排維修。舉個例子，盡管軸承存在故障，杜克能源公司仍然能夠保持發電機運行三周，直至安排安全且適時的維修。 公司以前只能每年從數據點采集四個數據，而現在每五秒就能采集一次數據。并非所有的附加數據都可以永久存儲; 因此該公司通過管理協議來決定什么時候丟棄哪些類型的數據，以實現更智能的數據存儲。 四年來，杜克能源公司由于避免了故障帶來的高昂成本，節省了高達130%的資金預算。 該項目實施的第三年，杜克能源公司開始看到回報顯著增加。 該公司正在計算由于避免手動采集數據而節省的勞動力成本。 由于系統會持續分析數據，因此可大大減少操作員輪次，同時顯著提高數據采集頻率。 數據不再是每個月采集一次; 而是每天采集數次，每周采集數TB的數據，從而可以在更頻繁且一致地發現和跟蹤問題。NI系統帶來的轉變提高了可靠性并降低了運營成本，可幫助管理人員滿足更高可靠性的需求，并通過提高分析能力來優化工作效率。 下一步的擴展方向今年，杜克能源將完成額外傳感器的部署; 因為該公司*近擴大了希望監測的范圍，納入了變壓器等附加設備。 杜克能源公司認識到，使用更多的無線傳感器可以節省更多資金，因為這些傳感器不需要昂貴的數據采集系統布線。 之后，杜克能源公司希望通過能夠提前診斷問題的工具來獲得更多有助于采取措施的信息。 杜克希望將目前采用的預測性維護解決方案進一步擴展，不僅能夠告訴專家問題是什么，而且還提供如何解決問題的建議。 鑒于該行業的領域專家不斷流失，這一點將變得尤為重要。

NI近日與ARM公司共同發布了應用于ARM微處理器上的NI labview嵌入式模塊。它是labview圖形化系統設計平臺的延伸，直接適用arm 7, arm 9和cortex-m3微處理控制器系列產品。新模塊結合圖形化系統設計平臺與世界*流行的微控制器以簡化嵌入式系統開發。該模塊是第一款由兩家公司共同合作下，結合labview的易操作性和ARM微處理器性能的產品。ARM是行業內主要的32位嵌入式精簡指令集(risc)處理器供應商，目前占有超過75%的市場份額以及超過100億的ARM核設備。當使用該新模塊，工程師和科學人員可以在labview環境下創建嵌入式應用并且把它們應用在由arm授權的微處理器ip創建的多達260個的微處理控制器上。這些微處理器是由世界主要的半導體公司，例如 adi公司(analog devices)，流明諾瑞公司(luminary micro), 恩智浦公司(nxp), 飛思卡爾半導體公司(freescale semiconductor), 英特爾公司(intel)和德州電器(texas instruments)所生產的。微控制器是集成的微處理器，其包括存儲器，外圍接口和接口，以及裝在單個芯片上的cpu。微控制器由此成為嵌入式系統的一種低成本解決方案，在需要對激勵有實時響應的控制和中斷驅動應用中十分理想。從garmin nuvi便攜導航設備等暢銷消費品到biac便攜肌肉刺激器等工業和醫學，ARM微控制器能夠提供一個很廣領域的應用。labview針對ARM微處理器的嵌入式模塊具有labview驅動功能，幫助該領域專家在圖形化界面下完成對ARM微處理器所有控件的編程，包括模擬和數字i/o。該模塊還具有桌面模擬能力的功能，這樣用戶就能夠在他們的臺式電腦上運行開發的適用于ARM微控制器的程序，而不借助任何其他硬件。工程師和科學家可以借助ni multisim，交互式spice仿真和電路分析軟件來使用桌面仿真模擬出一個真實全面的嵌入式系統設計仿真環境的整個信號設計鏈。ARM微處理器中labview嵌入式模塊的其他功能還包括一個項目向導，能夠自動配置和全面安裝，幫助用戶快速建立項目，同時在特定硬件中止情況發生的時候，能夠通過建立labview代碼運行來簡化中斷驅動編程，從而實現中斷管理。除了軟件之外，NI還提供一個開發工具包，其選擇包括裝有基于arm 7系列nxp處理器的mcb2370評估板系統或者基于cortex-m3處理器開發的luminary微處理器stellaris lm3s8962。

半導體技術的要求通常會超出傳統ATE所能為模擬、混合信號和RF測試提供的測試覆蓋范圍。半導體測試工程師需要更智能的解決方案來解決成本、可擴展性、設計和器件挑戰。NI測試平臺的“三大優勢”與“三大應用”助力NI成為半導體測試界標桿級選手。三大優勢1.降低測試成本采用從特性分析到生產均適用的平臺化方法，為RF和混合信號測試提供了更低成本的高性能測試解決方案。2.更快速的測試NI半導體測試客戶表示，借助NI平臺化方法，他們在滿足測量和性能要求的同時，將測試時間縮短了10倍。3.更**的測量NI產品提供了業界＊＊的測量精度，并通過NI校準和系統服務來確保精度的長期有效性。三大應用我們正在與合作伙伴一起努力滿足對芯片更高性能、更小尺寸、更低成本等要求，目前已經有許多成功案例：借助半導體測試系統(STS)，Integrated Device Technology(IDT)公司能夠測試各種設備類型，同時維持高測試吞吐量和可擴展性來滿足未來的性能需求。Analog Devices基于LabVIEW和PXI開發了一個MEMS測試系統，與先前生產中使用的自動測試設備相比，資本設備成本降低了11倍。Qorvo公司借助PXI，將蜂窩功率放大器的特性分析時間從兩周縮短至一天，而且沒有犧牲測量質量或增加資本成本。NI將重點突破以下三大應用領域：1.批量生產測試2.實驗室特性分析和驗證3.晶圓級參數測試

據生態環境部數據顯示，2018年全國338個地級及以上城市優良天數比例為79.3%，同比上升1.3個百分點，細顆粒物(PM2.5)濃度同比下降9.3%。空氣中到底有哪些污染物質是有毒有害的？生態環境部制定的《有毒有害大氣污染物名錄(第一批)(征求意見稿)目前已完成公開征求意見,或將正式發布。　　據稱這是新《大氣污染防治法》實施以來，我國第一次制定《大氣名錄》。根據大氣污染物對公眾健康和生態環境的危害和影響程度,公布有毒有害大氣污染物名錄,實行風險管理,目的就是為了保護公眾健康，這很值得期許。　　《大氣名錄》可為職能部門預警和政府決策提供科學依據，做到胸中有數，有的放矢。據介紹,第一批的《大氣名錄》是在《優控名錄》基礎上篩選出向大氣環境排放的、具有國家排放標準和監測方法、可以實施管控的化學污染物，包括二氯甲烷、甲醛、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、乙醛等6種揮發性有機物；鎘及其化合物、鉻及其化合物、汞及其化合物、鉛及其化合物和砷及其化合物等5種(類)重金屬類物質，共11種(類)污染物。　　此前，我們僅用細顆粒物(PM2.5)濃度的高低，作為大氣監測和管控的基本依據，略顯粗放。針對《大氣名錄》做出積極的應對，不斷提高大氣預警以及治理決策的科學性和時效性，無疑有助于提升環境治理的經濟和社會效益。　　《大氣名錄》的發布也是實施源頭治理，強化企業社會責任的關鍵一環。根據《大氣污染防治法》,排放有毒有害大氣污染物的企事業單位，既要對污染物實行源頭風險管理,又要落實污染源環境管理制度，這也意味著這些企業除了依法履行大氣污染防治義務外,還要履行風險防控義務。　　《大氣名錄》可以督促相關企業采取技術改進和創新、強化環境風險評估，排查環境安全隱患，以及對排放口和周邊環境定期監測等多種路徑，減少相關污染物的排放等有效措施，以便降低環境與健康風險。　　大氣環境直接關乎民眾健康，老百姓既有權利對空氣污染物知情，更有權利對政府尤其是相關企業實時監督。《大氣名錄》即可讓百姓明確監督的對象，不至于再斗拳打空氣。有了人民群眾更切近的監督，更有助于激勵相關企業自尊自強，更好地履行造福民生的社會責任。