在今年年初的MWC上，华为、一加等众多5G手机的问世，掀起了一股5G技术潮流。终端应用成为5G早期的驱动力，2019年也被业界称为5G元年，当然未来5G技术的应用不仅仅是手机，还有可能是汽车、飞机、家电、公共服务设备等众多设备。5G将会是推动社会进步和经济发展的重要利器。中国工业和信息化部部长苗圩表示，今年我国将进行5G商业推广，一些地区将会发放5G临时牌照，下半年还将用上诸如5G手机、5G iPad等商业产品。政策层面的利好，进一步带动5G从芯片到终端全产业链的发展。5G之所以能带来广阔的应用场景，离不开一些关键技术的引入，如基于 OFDM 优化的波形和多址接入、灵活的框架设计、大规模天线（Massive-MIMO）、毫米波技术 (mmWave)。5G设备日益复杂，必须采用全新的测试方法，来*大限度缩短产品上市时间和减少测试成本。大规模天线和毫米波技术的引入使得5G测试面临巨大挑战国际标准化组织3GPP定义了5G的三大场景。eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC指大规模物联网业务，URLLC指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。其中实现eMBB的主要技术是采用Massive MIMO有源天线阵列或毫米波技术。为了达到实现每用户10 Gbps的目标峰值速率，5G标准增加了更多的无线频谱，扩展到了厘米和毫米波频率。5G NR的三大关键技术从长期来看，5G测试比较大的挑战是由于毫米波和大规模天线技术引入使得无线设备更加复杂集成化。NI（National Instruments）作为测试测量行业的**者，一直在围绕这些新技术，研发相关的测试测量解决方案。5G 网络通常在基站端叠加更多MIMO子系统，也就是大规模天线系统。而这样的大规模天线给开发工程师带来的测试挑战是显而易见的，如前传接口连接的高吞吐量、天线阵列校准、天线单元间的相互耦合、不规则的天线阵列、天线阵列复杂，这些因素都会增加测试的难度和测试成本。另外，毫米波一直被誉为是提升5G性能的利器，其关键优势之一是可用的大量频谱带宽。以往，基于sub 6GHz频段的4G LTE蜂窝系统可以使用的*大带宽是100MHz，数据速率不超过1Gbps。而在5G sub-6GHz与毫米波频段，移动应用可以使用的*大带宽是400MHz，数据速率高达10Gbps甚至更多。以前毫米波大多都是应用在军工领域，现在推广到商用化应用领域，测试设备需要覆盖毫米波频段，这对在毫米波段的测试仪表的提出了新的挑战。OTA成为5G重要测试技术针对5G设备而言，增加的频率范围、新的AiP天线（Antenna-in-package）封装技术和更多的天线数量使测试难度增加，还造成测试设备的成本和运单个设备测试时间的增加。 市场上普遍认为OTA（over-the-air，空口）方法技术可以帮助解决这些问题，且OTA对于5G设备测试至关重要。主要基于以下三点考虑：        被测设备(DUT)的集成度大幅提升，无法使用电缆在被测设备和测试设备之间建立物理连接，传统测试方法不适用；        毫米波频率下的信号传输损耗很高，因此需要通过波束聚焦或波束成形来提高增益；        OTA的测试环境需要十分接近5G设备的实际使用环境，能够*大限度保证设备的可靠性。OTA 测试并非总是需要微波暗室**的OTA测试是5G部署的关键，OTA的实现涉及到众多环节。对于设计表征、验证、合规和一致性测试来说，适当的微波暗室（消声、CATR 或混响类型）可以提供安静的射频环境，确保设计满足所有的性能和法规要求，并具有足够的裕量和可重复性。然而，对于批量生产来说，传统的微波暗室会占用大量的生产空间，并增加资本支出。为解决这些问题，市场上出现了具有 OTA 功能的 IC 测试插座，以及带有集成天线的小型射频外壳，从而将半导体 OTA 测试功能小型化。尽管测量天线距离 DUT IC 只有几厘米，但是对于每个天线元件的远场测量来说，这个距离已经足够。相对较小尺寸的测试插座还有助于多站点并行测试增加测试吞吐量，同时*大限度地降低信号的功率损耗。不过，小型测试插座会妨碍整个天线阵列的波束成形测量，这种测量的远场距离一般是 10 厘米甚至更远。NI全新5G解决方案如今的开发周期正在不算缩短，灵活且可扩展的测试系统对于 OTA 测试来说至关重要。NI的软件定制测试平台与*新的 5G NR PHY 层要求保持同步，其中包含测试宽 NR 分量载波或载波聚合信号所需的测量科技和瞬时带宽。NI 的高带宽仪器还允许通过数字预失真技术对 DUT 进行线性化。此外，NI 平台还为多通道测量系统提供相位相干和时间对齐扩展，以便对*新的 NR 半导体设备进行全面测试。 NI 5G-NR PA/FEM 测试系统NI构建5G生态圈，助力加速5G商用从实验室到量产，NI都能提供全套的解决方案帮助5G设备厂商直面挑战。针对5G芯片对于测试速度提出更高的要求，NI PXI平台能提供更加便捷灵活的自动化测试工具，帮助客户构建更加**的自动化测试系统。尤其是面对芯片量产阶段的多种多样的测试需求，NI模块化的方案比台式仪表更加灵活更具有市场竞争力。在5G技术从原型验证到商业部署不断推进的各个阶段，NI都扮演着重要的角色。从2015年开始，NI即开展‘射频＊＊用户计划’，联手业界＊＊的企业与高校一起探索5G相关的原型化与研究。 NI射频用户＊＊用户计划为保证5G商用的快速落地，NI 还与行业领导企业保持密切合作，开发高度模块化、软件定义的测试策略和解决方案。例如，Qorvo公司的专用于在3.4GHz频谱下运行移动设备QM19000 5G FEM，FEM测试采用NI PXI系统进行，该系统可帮助客户尽早地在移动设备中部署5G。Skyworks利用NI的矢量信号收发器（RF VST）来验证专为5G新空口应用开发的Sky5™解决方案的性能。借助NI PXI平台，Skyworks成功地验证了关键的性能基准，加速了整个产品的测试周期。此外，NI还与三星合作开发针对28 GHz的5G新空口互操作性设备测试。诸如此类的案例不胜枚举。中国5G市场的潜力有目共睹，NI也在不遗余力地加大投入。去年，NI在上海成立了研发中心及亚太区培训中心，同时配备了专门的5G/射频研发团队。今后将为全球5G商用产品的性能优化提供低成本解决方案，以加快推进5G系统研发和推动产业进步。

发电行业公司在手动监测机器状况时面临着挑战。状态监测可通过避免设备故障导致的停机来控制成本以及提高设备服务能力。手动采集数据非常耗费人力; 在基于路线的数据采集方法中，公司的预测性维护专家需要亲自走到每个站点手动采集数百个数据样本，然后返回计算机查看和分析采集到的数据。杜克能源公司的分析师每个月需要进行近6万次数据采集时，通常会花费80％的时间来采集数据，而只有20％的时间可用于分析数据，导致诊断不一致，风险评估受限，而且需要耗费大量时间和体力在走路上！ 图1 杜克能源设施发电行业公司都希望拥有能够及时发现问题并通知专家的技术，以取代传统基于路线的数据采集做法，使他们能够将时间花在更有价值的任务上，并且无论身处何处都能完成工作。 这个需要耗时数年的项目需要安装额外的传感器，采用全新的架构设计以及购买新基础设施来补充旧基础设施。杜克能源公司开始考虑利用工业物联网（IIoT）和大数据分析的元素来应对这些挑战。解决方案——IIoT和大数据分析应对挑战 对于这个项目，NI与杜克能源以及美国电力研究院（EPRI） 、OSIsoft和InStep（现为施耐德电气的一部分） 共同合作开发定制的监测和诊断基础设施，该设施称为Smart Monitoring and Diagnostics，简称“Smart M&D” 。 EPRI已经推出了I4GEN（Developing Insights through the Integration of Information for Intelligent Generation，通过集成智能发电信息提高洞察力）框架，以支持发电公司转向使用物联网相关技术和解决方案。 该研究所与合作伙伴分享专业知识，并支持多个发电组织之间的协作，而不是让他们像一盘散沙，各做各的。 技术投资和运营此项目的必要投资包括安装额外在线传感器、基础设施、架构和诊断应用程序。 2012年，杜克能源开始开发新的架构来支持这个项目。 Duke Energy采用了NI CompactRIO平台， 该平台结合了嵌入式实时处理器、高性能现场可编程门阵列（FPGA）以及可热插拔I/O模块，可将实时采集的数据发送到联网的上位机电脑中。 传感器数据被传送NI CompactRIO监控系统中进行信号采集和处理，结果通过有线或无线方式传输到工厂服务器。 利用大量的模拟数据，NI CompactRIO可以进行报警，并为杜克的数据专家提供全面的波形分析。 此外，杜克能源公司还使用用于状态监测NI InsightCM来可视化和分析数据。 通过将FPGA和板载实时处理器连接到传感器，可大幅减少原始模拟波形，仅保留指示节点处系统“健康”状况所需的数据。 这样可以避免数据超载的情况，方便领域专家快速发现问题。 图2  NI CompactRIO系统通过连接全厂资产设备来为杜克能源提 供机器监测解决方案NI InsightCM软件是一款让数据更加方便易用的重要工具，并且非技术人员也可轻松使用。 杜克正处于从传统技术向新技术的过渡中，以期为*终用户提供更优质的服务。 更多传感器正在添加到驱动器、电机、泵、变速箱和风扇等监测功能受限的设备上。 对于已经配备传感器的机器，杜克能源专注于扩展其感测能力。 例如，蒸汽涡轮发电机已经具有较高的感测能力， 因为这些昂贵的机器需要通过警报来避免代价高昂的故障。 杜克能源公司在这种设备中增加了更多的传感器来捕获数据，以支持更先进的振动监测，从而提高了未来故障的可预测性。杜克在其设施中确定了10,000多项资产，并计划为这些设备资产添加超过30,000个传感器，包括加速度计、温度传感器、油液分析传感器、热像仪和接近式探针。 这些传感器增加了振动、轴承温度和油压监测等功能，还可监测变压器、溶解气体和发电机等其他资产的电磁特征。 据估计，该项75％的成本不在于软件或传感器，而在于将传感器连接到数据采集计算机的布线上。 数据采集系统遍布该公司的各种设施，可连接多 达30或40个硬连接的传感器。 电缆必须从传感器连接到本地数据采集计算机；然后信号从NI数据采集设备无线传输到杜克能源的服务器。 为了采集振动信息，可能需要每秒捕捉10,000到100,000个样本，持续几秒钟，才能对机器状况进行充分的测量。 此外，杜克能源公司使用现场工厂服务器的组合来管理这些庞大的数据。 每个工厂都有自己的OSIsoft PI服务器，该服务器可采 集、存储和组织各种来源的数据。 这些服务器位于杜克的监控和诊断中心，其中 Instep的Prism模式识别和预测软件（用于机械解决方案）和GP Strategy的EtaPRO热状态监测软 件可帮助识别与预期行为的偏差。 在监测诊断中心内，这些软件工具由一个由五名技术人员组成的团队使用。 技术人员通过一个报警仪表板来了解设备是否发生某些意外行为。 这样，他们就可以调查并筛选 问题，以确定是否是真正的异常情况以及是否需要进一步调查。 如果对异常进行标记，就会发送一个标准流程电子邮件来提醒相关的人员解决问题; 并以图形化方式向他们提供信息，指出偏差并提供初步诊断建议，以便操作员可以检查机器。  这些信息会发送到EPRI的资产健康管理系统，并与基于真实设备数据长时间编制而成的特征数据库（来自多个公司）中的所有已知故障进行比较来识别问题。 然后EPRI通知杜克能源的专家进入 NI InsightCM Data Explore（r一款旨在帮助工程 师快速定位、检查、分析和报告测量数据的联网软件）进行全面分析。 目前，杜克能源公司将其所有数据存储在内部服 务器上，因为IT部门目前不开放使用云。 迄今为止，杜克能源公司已能够处理使用这种方法所采集的庞大数据量。图3 基于网络的状态监测软件（图片为NI InsightCM）取得的成效 截至2017年3月，已有近30个工厂通过Smart M＆D架构部署和管理近2000个NI CompactRIO系统。 在这些工厂内，杜克能源公司借助自动化数据采集功能，让分析师可以将80％的时间用于分析，而不是数据采集； 因此，分析结果更加可靠。 一年内，杜克能源公司的监测和诊断中心平均每天使用Prism发布两次通知；其中只有四分之一警报需要采取纠正措施。这些警报为专家提供了依据，使其可以在成本*低的时候对设备进行计划和修理，例如，当设备计划进行维护而停机或需求较少时。 这些机器能够继续运行数周，使专家可以选择成 本*低的时候安排维修。举个例子，尽管轴承存在故障，杜克能源公司仍然能够保持发电机运行三周，直至安排安全且适时的维修。 公司以前只能每年从数据点采集四个数据，而现在每五秒就能采集一次数据。并非所有的附加数据都可以永久存储; 因此该公司通过管理协议来决定什么时候丢弃哪些类型的数据，以实现更智能的数据存储。 四年来，杜克能源公司由于避免了故障带来的高昂成本，节省了高达130%的资金预算。 该项目实施的第三年，杜克能源公司开始看到回报显著增加。 该公司正在计算由于避免手动采集数据而节省的劳动力成本。 由于系统会持续分析数据，因此可大大减少操作员轮次，同时显著提高数据采集频率。 数据不再是每个月采集一次; 而是每天采集数次，每周采集数TB的数据，从而可以在更频繁且一致地发现和跟踪问题。NI系统带来的转变提高了可靠性并降低了运营成本，可帮助管理人员满足更高可靠性的需求，并通过提高分析能力来优化工作效率。 下一步的扩展方向今年，杜克能源将完成额外传感器的部署; 因为该公司*近扩大了希望监测的范围，纳入了变压器等附加设备。 杜克能源公司认识到，使用更多的无线传感器可以节省更多资金，因为这些传感器不需要昂贵的数据采集系统布线。 之后，杜克能源公司希望通过能够提前诊断问题的工具来获得更多有助于采取措施的信息。 杜克希望将目前采用的预测性维护解决方案进一步扩展，不仅能够告诉专家问题是什么，而且还提供如何解决问题的建议。 鉴于该行业的领域专家不断流失，这一点将变得尤为重要。

过去几天，上海的天气经历了烈日和暴雨的极端涌动，似有英雄汇聚于八方，气势磅礴于天地的架势。原来是全球半导体界盛会SEMICON开幕，整个半导体供应链系统的各路大师齐聚上海。作为半导体测试测量行业的＊＊者，NI展出了包括5G芯片测试系统等明星产品。展台人头攒动，工程师们大汗淋漓地为参观者讲解NI此次重点展出的创新方案，如果你还意犹未尽，跟随我们一起回顾这几天的先锋之旅！  5G热点，我们很资深2010年，NI就进入5G市场。从＊开始5G设计的原形，一直到这两年开始的5G商用化，NI一直扮演着非常重要的角色。此次NI展出＊新5G射频芯片测试方案，通过NI软硬件平台实现大规模天线、毫米波频段等5G重点方向的原型平台设计。  NI携手Skyworks，展示了如何利用NI以软件为中心的模块化仪器、充分满足针对5G RFIC的各类测试需求。借助于NI 1GHz高带宽的＊新矢量信号收发仪，集成高性能数字和功率测试模块，使得测试射频前端芯片变得非常便捷。 NI打造了符合3GPP标准的sub-6G NR参考测试方案，其中RFIC测试方案支持802.11、2G、3G、4G以及5G NR等标准，现全新软件已支持5G NR新波形OFDMA及DFT-s-OFDM等调制方式 基于PXI的ADC/DAC测试方案，我们很优秀 高性能仪器同步＊佳交互体验可扩展标准工业平台   半导体测试系统STS，我们很高效 NI的半导体测试系统（STS）可快速部署到生产的测试系统，适用于半导体生产测试环境（实验室验证、晶圆级测试、FT测试等），可进一步提升半导体测试效率，降低测试成本。 NI STS T1系统与Reid Ashman机械手＊＊搭配，可面向不同测试系统、定制各种应用，易于使用和低维护配重设计，能够轻松集成到生产测试设备中。  Talos实验室工程Handler NI的合作伙伴——esmo采用NI STS T1系统、打造的Talos实验室工程Handler在本届SEMICON的展台上吸引了不少眼球。其实现了全自动化生产测试，并支持三温测试、温度稳定性优于+/-0.5度、自动激光定位系统等功能。也因为使用了统一开发环境LabVIEW和测试管理执行软件TestStand，这一台分选机将同样在实验室和量产测试中使用，并减少数据关联（Correlation）时间，进一步提升半导体测试效率。  I2C，SPI验证方案 电源管理芯片性能测试 过去几日，NI与半导体行业精英们在这里分享着创新技术与行业洞察，SEMICON精彩旅程＊＊结束。但我们并未停止。5月20日，NI将在美国召开一年一度的NIWeek，发布航空、国防、汽车、半导体等应用领域中的重大科技创新。让我们拭目以待！

NI近日与ARM公司共同发布了应用于ARM微处理器上的NI labview嵌入式模块。它是labview图形化系统设计平台的延伸，直接适用arm 7, arm 9和cortex-m3微处理控制器系列产品。新模块结合图形化系统设计平台与世界*流行的微控制器以简化嵌入式系统开发。该模块是第一款由两家公司共同合作下，结合labview的易操作性和ARM微处理器性能的产品。ARM是行业内主要的32位嵌入式精简指令集(risc)处理器供应商，目前占有超过75%的市场份额以及超过100亿的ARM核设备。当使用该新模块，工程师和科学人员可以在labview环境下创建嵌入式应用并且把它们应用在由arm授权的微处理器ip创建的多达260个的微处理控制器上。这些微处理器是由世界主要的半导体公司，例如 adi公司(analog devices)，流明诺瑞公司(luminary micro), 恩智浦公司(nxp), 飞思卡尔半导体公司(freescale semiconductor), 英特尔公司(intel)和德州电器(texas instruments)所生产的。微控制器是集成的微处理器，其包括存储器，外围接口和接口，以及装在单个芯片上的cpu。微控制器由此成为嵌入式系统的一种低成本解决方案，在需要对激励有实时响应的控制和中断驱动应用中十分理想。从garmin nuvi便携导航设备等畅销消费品到biac便携肌肉刺激器等工业和医学，ARM微控制器能够提供一个很广领域的应用。labview针对ARM微处理器的嵌入式模块具有labview驱动功能，帮助该领域专家在图形化界面下完成对ARM微处理器所有控件的编程，包括模拟和数字i/o。该模块还具有桌面模拟能力的功能，这样用户就能够在他们的台式电脑上运行开发的适用于ARM微控制器的程序，而不借助任何其他硬件。工程师和科学家可以借助ni multisim，交互式spice仿真和电路分析软件来使用桌面仿真模拟出一个真实全面的嵌入式系统设计仿真环境的整个信号设计链。ARM微处理器中labview嵌入式模块的其他功能还包括一个项目向导，能够自动配置和全面安装，帮助用户快速建立项目，同时在特定硬件中止情况发生的时候，能够通过建立labview代码运行来简化中断驱动编程，从而实现中断管理。除了软件之外，NI还提供一个开发工具包，其选择包括装有基于arm 7系列nxp处理器的mcb2370评估板系统或者基于cortex-m3处理器开发的luminary微处理器stellaris lm3s8962。

半导体技术的要求通常会超出传统ATE所能为模拟、混合信号和RF测试提供的测试覆盖范围。半导体测试工程师需要更智能的解决方案来解决成本、可扩展性、设计和器件挑战。NI测试平台的“三大优势”与“三大应用”助力NI成为半导体测试界标杆级选手。三大优势1.降低测试成本采用从特性分析到生产均适用的平台化方法，为RF和混合信号测试提供了更低成本的高性能测试解决方案。2.更快速的测试NI半导体测试客户表示，借助NI平台化方法，他们在满足测量和性能要求的同时，将测试时间缩短了10倍。3.更**的测量NI产品提供了业界＊＊的测量精度，并通过NI校准和系统服务来确保精度的长期有效性。三大应用我们正在与合作伙伴一起努力满足对芯片更高性能、更小尺寸、更低成本等要求，目前已经有许多成功案例：借助半导体测试系统(STS)，Integrated Device Technology(IDT)公司能够测试各种设备类型，同时维持高测试吞吐量和可扩展性来满足未来的性能需求。Analog Devices基于LabVIEW和PXI开发了一个MEMS测试系统，与先前生产中使用的自动测试设备相比，资本设备成本降低了11倍。Qorvo公司借助PXI，将蜂窝功率放大器的特性分析时间从两周缩短至一天，而且没有牺牲测量质量或增加资本成本。NI将重点突破以下三大应用领域：1.批量生产测试2.实验室特性分析和验证3.晶圆级参数测试

据生态环境部数据显示，2018年全国338个地级及以上城市优良天数比例为79.3%，同比上升1.3个百分点，细颗粒物(PM2.5)浓度同比下降9.3%。空气中到底有哪些污染物质是有毒有害的？生态环境部制定的《有毒有害大气污染物名录(第一批)(征求意见稿)目前已完成公开征求意见,或将正式发布。　　据称这是新《大气污染防治法》实施以来，我国第一次制定《大气名录》。根据大气污染物对公众健康和生态环境的危害和影响程度,公布有毒有害大气污染物名录,实行风险管理,目的就是为了保护公众健康，这很值得期许。　　《大气名录》可为职能部门预警和政府决策提供科学依据，做到胸中有数，有的放矢。据介绍,第一批的《大气名录》是在《优控名录》基础上筛选出向大气环境排放的、具有国家排放标准和监测方法、可以实施管控的化学污染物，包括二氯甲烷、甲醛、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、乙醛等6种挥发性有机物；镉及其化合物、铬及其化合物、汞及其化合物、铅及其化合物和砷及其化合物等5种(类)重金属类物质，共11种(类)污染物。　　此前，我们仅用细颗粒物(PM2.5)浓度的高低，作为大气监测和管控的基本依据，略显粗放。针对《大气名录》做出积极的应对，不断提高大气预警以及治理决策的科学性和时效性，无疑有助于提升环境治理的经济和社会效益。　　《大气名录》的发布也是实施源头治理，强化企业社会责任的关键一环。根据《大气污染防治法》,排放有毒有害大气污染物的企事业单位，既要对污染物实行源头风险管理,又要落实污染源环境管理制度，这也意味着这些企业除了依法履行大气污染防治义务外,还要履行风险防控义务。　　《大气名录》可以督促相关企业采取技术改进和创新、强化环境风险评估，排查环境安全隐患，以及对排放口和周边环境定期监测等多种路径，减少相关污染物的排放等有效措施，以便降低环境与健康风险。　　大气环境直接关乎民众健康，老百姓既有权利对空气污染物知情，更有权利对政府尤其是相关企业实时监督。《大气名录》即可让百姓明确监督的对象，不至于再斗拳打空气。有了人民群众更切近的监督，更有助于激励相关企业自尊自强，更好地履行造福民生的社会责任。