模組化量測儀器最大的優(yōu)勢,是可根據(jù)客戶使用的需求,快速配置出適用的量測平臺,以最快的時(shí)間架構(gòu)出具競爭力的測試平臺,目前模組化量測儀器市場的主要廠商包括NI、是德科技、凌華科技等,其中凌華是唯一的臺灣廠商。
凌華從訊號擷取技術(shù)起家,由於此一技術(shù)是量測設(shè)備的首要環(huán)節(jié),因此後來凌華也順勢切入量測領(lǐng)域,凌華科技量測與自動(dòng)化產(chǎn)品事業(yè)處產(chǎn)品協(xié)理吳幼倩指出,這幾年凌華專注於微小訊號的擷取量測,尤其是前端有相關(guān)感測器的電子裝置,吳幼倩以手機(jī)的音訊測試為例,近年來智慧型手機(jī)已化身多媒體裝置,其音訊品質(zhì)逐漸被要求,以往的按鍵式手機(jī),其音訊測試多採用麥克風(fēng)收音,不但速度慢,高品質(zhì)的音源也無法掌握,現(xiàn)在採用凌華的模組化量測儀器,除了音訊外,其他影音功能也可一併量測。
此一作法也點(diǎn)出現(xiàn)在量測儀器的模組化趨勢,單機(jī)式量測儀器雖然效能遠(yuǎn)較模組化量測儀器強(qiáng)大,不過其價(jià)格高、體積大、功能單一,因此並不適合用於生產(chǎn)線,是德科技行銷處資深行銷專案經(jīng)理郭丁豪也指出,現(xiàn)在的生產(chǎn)線空間漸小,對儀器設(shè)備的體積要求也隨之縮小,若單機(jī)式量測儀器要應(yīng)用於生產(chǎn)線,會需要使用轉(zhuǎn)換器(Switch)轉(zhuǎn)換訊號,如此一來又會壓縮到生產(chǎn)線空間,另外模組化量測這幾年技術(shù)有成,其效能已足敷現(xiàn)在生產(chǎn)線量測所用,
模組化量測儀器的另一項(xiàng)特色是高彈性,使用者可利用市場上同一標(biāo)準(zhǔn)(如PXI)的功能板卡,組成多功能量測儀器,再以凌華的音訊量測解決方案為例,系統(tǒng)整合廠商將凌華的量測模組設(shè)計(jì)為音頻網(wǎng)路量測,由於現(xiàn)在的智慧手機(jī)的耳麥不像以往將喇叭與麥克風(fēng)分開設(shè)計(jì),而是將之整合在耳機(jī)處,發(fā)聲部份使用感測器擷取人體腦殼內(nèi)部的生波回音,因此其產(chǎn)品必須同步量測聽與說兩端的音訊,因此系統(tǒng)整合商將人工耳與人工嘴設(shè)計(jì)在同一隔離箱中,產(chǎn)線測試者將產(chǎn)品置放於相中的治具,在20秒內(nèi)即可完成測試,此一案例系統(tǒng)整合商與凌華合作設(shè)計(jì)量測系統(tǒng)的軟體,前者負(fù)責(zé)手機(jī)控制,凌華則負(fù)責(zé)音頻測試。
以凌華的PXI 9527 DSA為例,其一張卡就可以作到 2組24位元同步取樣的類比輸入通道及2組類比輸出通道為特色,其24位元Sigma-Delta類比至數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)與數(shù)位至類比轉(zhuǎn)換器(DAC),提供取樣率的解析度高達(dá)432 KS/s,這已足以取代過去單機(jī)式量測設(shè)備的功能。以現(xiàn)今智慧型手機(jī)擁有多種音頻元件,需要信號源及分析儀來做量測,凌華PXI 9527 DSA一張板卡即同時(shí)具備輸出及輸入通道,單張板卡就可完成三、四種音頻迴路的測試。
模組化量測的發(fā)展阻力
此類整合測試的應(yīng)用已逐漸增多,像是博奕機(jī)臺的影音測試,就是一例,由此一趨勢可以看出,現(xiàn)在模組化量測的應(yīng)用深度與廣度已與當(dāng)年剛推出時(shí)大有進(jìn)展,不過吳幼倩也表示,現(xiàn)在模組化量測在市場推廣時(shí)仍有阻力,她指出其阻力非來自單機(jī)式量測設(shè)備,而是主要是使用習(xí)慣跟成本的關(guān)係因此導(dǎo)入不易
,在PC方面,使用於生產(chǎn)線的量測設(shè)備都有較重的成本考量,現(xiàn)在市面上的主流模組化量測標(biāo)準(zhǔn)無非是PXI與PXIe,但與一般IPC板卡相較,PXI比IPC成本高的原因在於本體系統(tǒng)架構(gòu)的高規(guī)格及擴(kuò)充性,由於PXI是專為高階量測應(yīng)用所設(shè)計(jì),與一般用途IPC不同,因此其成本也較高,不過吳幼倩也指出,若從長期擴(kuò)充性及功能性來看,導(dǎo)入PXI仍是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。
另一個(gè)阻力來自於模組化標(biāo)準(zhǔn)的匹配性,以現(xiàn)在最普及的PXI為例,PXI問世17年,如今已是模組化量測的主流標(biāo)準(zhǔn),但即便投入者眾,廠商之間的技術(shù)仍有落差,目前投入發(fā)展的廠商中,NI、是德科技(Keysight)、凌華是3大主要的機(jī)箱平臺供應(yīng)商,至於板卡雖然有多家廠商有推出產(chǎn)品,不過除了這3家機(jī)箱與控制器間可以互相搭配,板卡廠商則因各家驅(qū)動(dòng)軟體沒有標(biāo)準(zhǔn)依循,而有平臺與板卡間的讀取問題產(chǎn)生,這使得PXI訴求的高相容性在實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到侷限,也降低了製造業(yè)者的導(dǎo)入意願(yuàn)。
模組化與單機(jī)式的競合關(guān)係
就市場發(fā)展態(tài)勢來看,業(yè)界對模組化量測的另一個(gè)問題,是與單機(jī)式量測設(shè)備會不會有相互取代性的問題,對此是德科技與凌華科技的部份看法趨於一致,都認(rèn)為兩者之間的取代性並不大,在大功率、AC Load部份,由於模組化量測平臺上,都會插上多張功能模組卡,這時(shí)機(jī)箱的散熱、干擾等問題往往難解,因此單機(jī)式量測在此會具有優(yōu)勢,至於成本部份,一般多認(rèn)為模組化成本較低,易為製造業(yè)者所接受,不過郭丁豪則表示,這還是要從整體應(yīng)用面來看,在部份應(yīng)用中,多功能的模組化量測有可能適得其反,他建議部份產(chǎn)線環(huán)節(jié)用單機(jī)式與模組化混搭,反而可以兼顧效能與成本。
在傳輸速度與效能方面,吳幼倩認(rèn)為,PXI若採用PCIe介面,其傳輸速度與單機(jī)式無異,再加上現(xiàn)已有廠商在板卡利用FPGA先進(jìn)行信號處理如Averaging後,再將訊號送由後端處理,此一作法不但減少後端資源的負(fù)擔(dān),也會更省頻寬,不過郭丁豪則指出,PXI的Gen2仍有其上限,而單機(jī)式量測儀器則可再做提昇,就此來看,單機(jī)式的效能仍高於模組化,在頻寬方面,單機(jī)式不受限於標(biāo)準(zhǔn),可選擇適合頻寬,因此其傳輸速度可優(yōu)於模組化,
臺灣廠商優(yōu)勢何在?
就目前發(fā)展來看,模組化已站穩(wěn)量測產(chǎn)業(yè)成為主流之一,臺灣投入發(fā)展的廠商也不少,然而面對如NI、是德科技等擁有龐大資源的外商,臺灣廠商的優(yōu)勢何在?先觀察這兩家廠商的優(yōu)勢,NI除了PXI硬體外,還有LabVIEW軟體的加持,軟硬兩端的同步整合,加上本身為PXI標(biāo)準(zhǔn)的主要制定者身份,讓NI在PXI領(lǐng)域成為第一品牌,質(zhì)量均優(yōu),若說NI是模組化量測的第一品牌,單機(jī)式的龍頭則為是德科技,郭丁豪指出,從前身安捷倫科技乃至於更上一代的HP,是德科技就是量測領(lǐng)域的超重量級廠商,75年的深厚技術(shù)累積,讓是德科技即便在PXI已成熟後才投入發(fā)展,仍能在最短期間發(fā)表出大量PXI板卡,成為模組化量測領(lǐng)域中無法忽視的廠家,再加上是德科技特意讓單機(jī)式量測與模組化量測使用同一軟體語言,如此一來研發(fā)與生產(chǎn)線的量測機(jī)臺趨於一致,簡化其軟體架構(gòu),並使產(chǎn)品線更加完整,讓其他廠商望塵莫及。
面對這兩家重量級廠商,臺灣廠商並非毫無還擊之力,吳幼倩就指出,臺灣廠商的優(yōu)勢在於彈性,由於臺廠以PC技術(shù)起家,在物聯(lián)網(wǎng)概念興起後,整個(gè)產(chǎn)線已被視為一套完整的系統(tǒng),而非單一設(shè)備,PC技術(shù)的多樣化讓臺灣廠商的產(chǎn)品不再侷限於量測,而是與其他設(shè)備整合,提出整體解決方案,例如製造業(yè)者的量測設(shè)備若備整合到物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中,需要物聯(lián)網(wǎng)閘道器時(shí),NI與是德科技由於沒有此類產(chǎn)品,就必須與第三方供應(yīng)商合作,臺灣IPC廠商由於產(chǎn)品多樣且整合性佳,其產(chǎn)品線中就有此設(shè)備,此時(shí)就能提供整合方案,就此角度來看,模組化量測市場中,臺灣仍有其優(yōu)勢,與外商分庭抗禮。