如今，伴隨著測(cè)試需求的多樣化和復(fù)雜化，軟件定義的儀器系統(tǒng)已成為測(cè)試測(cè)量行業(yè)最重要的發(fā)展趨勢(shì)和主流技術(shù)。軟件定義的模塊化系統(tǒng)不僅可以幫助用戶(hù)在提高效率的同時(shí)降低測(cè)試成本，還能滿(mǎn)足未來(lái)不斷升級(jí)擴(kuò)展的需要。

軟件定義的模塊化測(cè)試系統(tǒng)成為行業(yè)主流技術(shù)

當(dāng)今的電子產(chǎn)品（例如iPhone）不但集成越來(lái)越多的功能，而且越來(lái)越依重于通過(guò)軟件去定義產(chǎn)品功能。同樣地，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和客戶(hù)需求日益復(fù)雜的今天，用于測(cè)試測(cè)量的儀器系統(tǒng)也越來(lái)越突出軟件定義的作用。通過(guò)軟件定義硬件的功能，用戶(hù)能夠更快更靈活的配置測(cè)試系統(tǒng)，并滿(mǎn)足不斷改變的測(cè)試需求，例如同一個(gè)數(shù)字化儀可以實(shí)現(xiàn)示波器、頻譜分析儀和視頻分析儀等不同的功能。此外，通過(guò)軟件還可以自定義更加友好的人機(jī)界面。

同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電子產(chǎn)品所集成的多種功能進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)也為了達(dá)到更好的靈活性和可升級(jí)性，測(cè)試系統(tǒng)正逐漸朝著模塊化、小體積的方向發(fā)展，也就是將復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)化成模塊化的硬件和軟件去逐一實(shí)現(xiàn)，需要增加測(cè)試項(xiàng)目時(shí)只需增加相應(yīng)的功能模塊即可滿(mǎn)足未來(lái)的升級(jí)需求。

基于這兩個(gè)發(fā)展方向，以軟件為核心的模塊化儀器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為測(cè)試測(cè)量行業(yè)最重要的發(fā)展趨勢(shì)和主流技術(shù)。相比于傳統(tǒng)儀器固定的功能配置和只是對(duì)“測(cè)試結(jié)果”的呈現(xiàn)，以軟件為核心的模塊化儀器技術(shù)賦予用戶(hù)更多自定義的測(cè)量功能。基于商業(yè)的高速總線(xiàn)（如PXI/PXI Express）可以確保大量原始數(shù)據(jù)的傳輸；一旦獲取了原始數(shù)據(jù)，就能發(fā)揮軟件的強(qiáng)大功能，對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義處理、分析、顯示、報(bào)告生成或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。例如利用軟件配置模塊化射頻儀器，并結(jié)合自定義的軟件調(diào)制與解調(diào)，就能在同樣的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線(xiàn)協(xié)議的測(cè)試，這也正體現(xiàn)了我們所說(shuō)的軟件無(wú)線(xiàn)電的概念。

以軟件為核心的模塊化儀器五層架構(gòu)

具體而言，一個(gè)細(xì)化的以軟件為核心的模塊化測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。現(xiàn)在許多企業(yè)都以該架構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)。

圖1 以軟件為核心的模塊化測(cè)試系統(tǒng)五層架構(gòu)

結(jié)構(gòu)層次五：系統(tǒng)管理軟件

系統(tǒng)管理軟件層位于五層架構(gòu)的最高層。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，有些測(cè)試任務(wù)會(huì)根據(jù)待測(cè)設(shè)備（DUT）的不同而不同，如儀器配置、結(jié)果分析等；而有些對(duì)于所有的待測(cè)設(shè)備則是通用的，如測(cè)試流程的管理，測(cè)試報(bào)告的生成等。測(cè)試管理軟件的作用就是將通用任務(wù)分離出來(lái)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的軟件服務(wù)創(chuàng)建測(cè)試流程、集成報(bào)告生成和數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能。專(zhuān)業(yè)測(cè)試管理軟件（如NI TestStand）除提供上述功能，還內(nèi)建了并行和自動(dòng)協(xié)調(diào)測(cè)試工具可以幫助用戶(hù)大幅提升測(cè)試效率，增加系統(tǒng)吞吐量。

結(jié)構(gòu)層次四：應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件

應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件在測(cè)試架構(gòu)中扮演著承上啟下的作用。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者需要借助它實(shí)現(xiàn)具體的測(cè)量應(yīng)用程序、向最終用戶(hù)顯示必要的信息以及連接其它應(yīng)用程序；同時(shí)測(cè)試開(kāi)發(fā)軟件需要通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與I/O連接。不僅如此，用于開(kāi)發(fā)測(cè)量應(yīng)用的軟件，還需要集成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和再現(xiàn)功能，并且是具有長(zhǎng)生命周期的主流軟件。NI的圖形化的編程軟件LabVIEW為用戶(hù)提供了高效而直觀的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具，滿(mǎn)足所有上述需求。對(duì)于習(xí)慣于文本編程的用戶(hù)，基于ANSI C的LabWindows/CVI和基于Microsoft Visual Studio的Measurement Studio也是不錯(cuò)的選擇。

結(jié)構(gòu)層次三：系統(tǒng)服務(wù)和驅(qū)動(dòng)

系統(tǒng)服務(wù)和驅(qū)動(dòng)層是連接軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備的紐帶。除了起到設(shè)備驅(qū)動(dòng)的作用，這一層應(yīng)該包含更多關(guān)于硬件配置管理，診斷測(cè)試等功能。例如，NI Measurement and Automation Explorer (MAX) 軟件可以幫助開(kāi)發(fā)者對(duì)所有的NI硬件和通過(guò)總線(xiàn)相連的眾多傳統(tǒng)儀器進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)檢測(cè)和配置。系統(tǒng)服務(wù)和驅(qū)動(dòng)還通過(guò)應(yīng)用編程接口（API）提供了對(duì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件層的集成，這樣開(kāi)發(fā)者可以很容易的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的編程，從而提高開(kāi)發(fā)效率，減少維護(hù)成本。