測試系統(tǒng)的發(fā)展必須緊跟待測產(chǎn)品的發(fā)展?，F(xiàn)在的實際情況是，為了在激烈競爭的市場上占據(jù)領先位置，工程師設計出來并且需要進行測試的產(chǎn)品在功能上愈加集成，產(chǎn)品越來越復雜（如圖1所示）。在最短的時間段內(nèi)為產(chǎn)品增加新功能的壓力下，設計工程師采用的方式是設計出以軟件為中心的產(chǎn)品，這種方式的好處不單單是可以快速為產(chǎn)品增加新性能從而保持產(chǎn)品在市場上的競爭優(yōu)勢，而且更重要的是讓用戶可以盡情享受定制的使用感受。

圖1 使用者總是期待比現(xiàn)有產(chǎn)品更高質(zhì)量的新產(chǎn)品出現(xiàn)，他們不可能去使用質(zhì)量下降的新產(chǎn)品，因此產(chǎn)品質(zhì)量總是在不斷提高。要實現(xiàn)這一點就需要將產(chǎn)品推向更高的標準、更嚴格的生產(chǎn)前和生產(chǎn)期間的測試、更多的測試項目和更優(yōu)化的生產(chǎn)流程

一個典型的例子就是蘋果公司最新推出的iPhone。這種電話的用戶界面會根據(jù)用戶選擇不同功能而改變。這樣的趨勢：功能的集成、越來越多的自定義、與新技術的融合、最快時間占領市場…對于要在全球市場進行競爭的公司來說，現(xiàn)在這些都已經(jīng)成為他們共同面臨的現(xiàn)狀。這在儀器行業(yè)也不例外?，F(xiàn)在工程師要解決的挑戰(zhàn)是需要設計出集成多種技術的產(chǎn)品——例如iPhone——同時還要不斷緊跟新興技術的發(fā)展，并且面對著盡量縮短產(chǎn)品上市時間的巨大壓力。

這種復雜性導致的結果就是每一個待測設備都有它們特定的要求和特性。以前，工程師有兩個截然不同的選擇：其一，專門為這個產(chǎn)品開發(fā)一套自動化測試解決方案；其二，使用通用的測試儀器利用通信總線將測試結果傳達給PC。專用的系統(tǒng)可以滿足特定需求，但是價格昂貴；通用儀器相對價格合理，但是難以滿足特定的需求，而且因為是封閉的架構，所以一方面無法利用快速發(fā)展的PC和半導體技術升級其部件或子系統(tǒng)，另一方面其測試結果依靠固件提供，受儀器供應商限制。

圖2 傳統(tǒng)自動化測試方式不能完全利用PC、開發(fā)軟件和ADC等技術的迅速發(fā)展

兼容以上兩種方案的優(yōu)勢，以軟件為中心的模塊化測試系統(tǒng)開啟了一個新的時代，這種基于軟件的解決方案讓用戶可以完全控制他們的系統(tǒng)，在同一個強大的軟件平臺上，根據(jù)特定的需求，集成通用的模塊化硬件，來構建他們的測試系統(tǒng)。這樣的模塊化測試架構不但給了工程師很大的控制權， 因為他們可以獲得實時的原始數(shù)據(jù)， 而且可以通過專用而開放的開發(fā)軟件和現(xiàn)有的分析函數(shù)(如圖3所示)快速地獲得結果，來定義特定的測量任務。此外，工程師還可以通過開發(fā)軟件，根據(jù)最符合應用項目的要求來自定義用戶界面。

圖3 LabVIEW 8.5中的函數(shù)超過700種

當然雖然此方式著重強調(diào)了在一個以軟件為核心的儀器系統(tǒng)中應用軟件的重要性，但這并不表示硬件的作用可以被輕易忽略。在用軟件進行數(shù)據(jù)分析和顯示之前，首先需要使用硬件對數(shù)據(jù)進行高質(zhì)量的數(shù)字化和快速的數(shù)據(jù)傳輸，只有高質(zhì)量的數(shù)字化數(shù)據(jù)才能讓工程師在軟件平臺上獲得精確的分析結果。

自從第一款插入式數(shù)據(jù)采集設備問世以來，現(xiàn)成即用的商業(yè)技術已經(jīng)有了巨大的飛躍（ADC的分辨率和頻率、數(shù)據(jù)總線帶寬和延遲等），其結果就是集成這些商業(yè)技術的模塊化I/O硬件及其平臺已經(jīng)可以解決越來越多的設計和測試任務。

圖4 以軟件為核心的模塊化構架（例如PXI系統(tǒng)）為用戶提供一個具備全系列功能的平臺，包括模擬和數(shù)字I/O、高速儀器系統(tǒng)、視覺、運動和多種接口

這種將模塊化的I/O硬件和強大的應用軟件靈活地相結合的概念是NI一直以來在堅持的理念，也就是大家經(jīng)常聽到的“虛擬儀器技術”。在現(xiàn)階段，模塊化I/O硬件的性能提高和應用軟件上的不斷創(chuàng)新就是推動虛擬儀器技術的動力之源。