隨著物聯網(IoT)擴展至更多的關鍵應用，基於軟體的開放平台正成為監測與控制關鍵基礎架構的核心，並進一步改變傳統的封閉式硬體架構，朝向開放的用戶定義系統進展。

如今，「真正的力量就在於軟體！」國家儀器(National Instruments；NI)全球銷售與行銷執行副總裁Eric Starkloff在今年NIWeek的主題演講上指出，以軟體為中心的平台顛覆了一切，特別是在長久以來軟體角色較不明顯的工業領域，一旦機器與設備變得更加以軟體為中心，如何確保正確運作的方式也將大幅改變。

在NIWeek 2016期間，《電子工程專輯》有幸專訪到Eric Starkloff，請他與我們分享分享在這一典範轉移過程中，軟體平台如何改寫測試與量測以及工業控制等領域的遊戲規則、促進(工業)物聯網的進展以及克服接踵而來的RF等挑戰。

NI全球銷售與行銷執行副總裁Eric Starkloff

改寫產業遊戲規則

Eric Starkloff首先介紹「硬體迴路」(HIL)的測試概念，他表示，「在汽車產業中，所有的嵌入式軟體都位於電子控制單元(ECU)。為了測試各種可能發生的狀況，以往必須打造原型車並進行駕駛測試，模擬每一種情況以確保車子的各種系統順利運作。如今，採用這種HIL打造模擬系統的方式需要更多軟體，而且必須是即時的。」

接下來將會有越來越多的裝置變得更加軟體導向，透過執行於系統上的軟體模擬真實世界，Eric Starkloff強調，這就是NI平台的獨特之處。「或許很多公司都會說擁有平台，但我認為「平台」一詞其實是被誤用了。」他補充說，所謂的「平台」必須具備讓使用者透過軟體定義系統功能的能力，同時也是一種為打造生態系統的平台進行編程的能力。因此，除了NI，包括合作夥伴、開發人員或第三方公司，都可在同一平台上增加新功能，並持續擴展整體功能至各領域。

特別是隨著IoT快速發展以及諸如NB-IoT、LoRa、Sigfox與LTE-M等多種新興的IoT標準浮出檯面，NI以開放軟體為基礎的平台更有助於克服接踵而來的RF挑戰。儘管這些新的IoT標準包括授權與非授權頻譜，「其間最大的差異就在於軟體協議，因此，平台可配置的能力十分重要。例如NI最新推出的向量訊號收發器(VST)即能搭配合適的軟體測試上述的所有標準。」

然而，作為一家測試廠商，他認為「更基本的不僅是具備為各種IoT標準實現傳送與接收的能力。哪一種裝置將採用這些標準？其價格點為何？測試成本應該多少才合理？這些問題也至關重要。」他預期，未來的發展趨勢將是越來越多的裝置採用NB-IoT等最終可帶來低成本優勢的技術，才能落實成千上萬的連網裝置都必須低成本的目標。

以現有裝置的價格點來說，Eric Starkloff認為目前用於測試這類裝置的儀器成本太高了，預計RF測試成本將降低幾百倍到相當於音訊測試的成本。「相較於音訊測試，目前在RF測試裝置的成本大約高了幾百倍。預計在未來幾年，隨著IoT逐漸落實以及更多的IoT裝置連網，IoT裝置的RF測試成本必須進一步降低。這也是我們持續努力的另一個方向。」

原型製作促進5G發展

NI的5G策略也是一個很好的例子。Eric Starkloff解釋，「當你進行5G測試時，其他測試供應商可能告訴你已經有現成可用的儀器了。但其實不然。因為5G標準尚未到位，也沒有專用於5G測試的儀器。」相形之下，他認為NI的獨特之處就在於為客戶創造真正打造系統的能力，協助探索即將發展成為5G標準的技術，如亳米波(mmWave)、大規模多輸入多輸出(Massive MIMO)以及新型態的波形等原型。

特別是5G仍在早期的研究階段，目前面對的最大挑戰就在於「原型製作」。由於許多研究都採用純軟體進行，無法在真實世界中進行測試，尤其是打造像Massive MIMO等複雜的系統。儘管有各種模擬演算法能預測系統行為，但仍必須在真實世界中進行實測，才能進一步建立模型。因此，製作原型的能力變得日益重要。

然而， 以往為了製作原型，唯一的方法是打造客製的電路板、晶片與硬體等，但這不僅曠日費時，還需要投入大量的金錢與資源。「透過NI的平台將有助於打造這些原型，並加速驗證新的演算法與真實世界。例如，諾基亞(Nokia)採用NI LabVIEW打造5G毫米波原型，為其節省了一年的開發時間。」

Eric Starkloff並強調，「這些原型系統不僅帶來了很好的發展機會，也有助於定義5G標準。作為一家有能力提供從原型到測試的公司，這讓我們現在就擁有自然過渡到測試的能力，當5G開始標準化之際，NI將在市場上任何5G測試設備推出之前準備就緒。」

活動簡介

從無線連接、更快的處理和運算、網路安全機制、更複雜的虛擬實境(VR)到人工智慧(AI)等技術，都將在未來的每一個嵌入式系統中發揮更關鍵功能。「嵌入式系統設計研討會」將全面涵蓋在電子產業最受熱議的「智慧」、「互連」、「安全」與「運算」等系統之相關硬體和軟體設計。

會中將邀請來自嵌入式設計相關領域的研究人員、代表廠商以及專家，透過專題演講、產品展示與互動交流，從元件、模組到系統，從概念設計到開發工具，深入介紹嵌入式系統設計領域的最新趨勢、創新和關注重點，並深入分享關於嵌入式系統設計的經驗、成果以及遇到的實際挑戰及其解決方案。

贊助廠商

立即報名