幾前年CEA廠商開始推行的多物理場聯合仿真，讓筆者印象深刻。目前在大部分商業仿真設計軟件中，多物理場仿真已成為其標準組成部分，涵蓋流體、熱、結構、電磁場、電路/系統等。多物理場聯合仿真實現了產品最優設計、最快速度上市的需要。

近年來隨著5G、物聯網、光通信、量子計算、云計算、大數據、自動駕駛、人工智能等技術的快速發展，更高速和更大容量數據的需求持續激增。每一個行業都在變化，每一個行業都在交叉融合發展。多行業的應用融合也帶來各種技術的融合和創新發展，同時也為測試測量行業帶來了諸多挑戰。

近日在NI Days 2018活動舉辦前期，NI（美國國家儀器公司）在上海新辦公室舉行了2019年度《NI趨勢展望報告》媒體發布會。NI多位市場專家就5G測試、自動駕駛汽車及軍工的發展，以及IoT在未來對于自動化系統的意義，行業和企業的交叉與融合等方面發表了諸多精彩觀點；并就研發人員面臨的挑戰和NI是如何通過“軟件定義的系統”幫助研發人員克服這些挑戰進行了交流和探討。

多行業融合發展 面臨的挑戰與機遇

近年來隨著各行業之間的關系日益緊密，其功能需求也越來越緊密。NI大中華區市場經理劉旭陽通過多個案例闡述了行業融合帶來的影響。劉旭陽指出，“在通信行業，5G時代的Massive MIMO技術需要更多天線，因此，現在的一些5G芯片已經包含很多天線在里面，這樣也導致5G與半導體領域慢慢做一些融合。同時5G不僅應用于個人移動通信，還將擴展到整個工業互聯網領域，所以5G是通過個人和工業進行整個的融合。在汽車行業，隨著自動駕駛汽車或者新能源汽車的到來，汽車已經慢慢向通信和電氣化逐步過渡。汽車已經不再是一個純機械的工具，未來很可能就是電氣化的工具，而且包含了人工智能的趨勢。此外，在IoT領域，也將會有一些專用的芯片。所以說整個行業都將會交叉、融合。通過這樣的融合我們發現，以往傳統固有的方式可能不太適應未來的需求了。”

NI大中華區市場經理 劉旭陽

5G天線和芯片的融合 需要OTA空口測試

5G標準將實現每用戶10 Gbps的目標峰值速率，這需要引入新技術，比如MU-MIMO和毫米波（mmWave）技術，這兩個技術需要使用更多的天線元件。為了克服mmWave頻率的信號衰減導致的損耗，5G發射器和接收器將利用并行工作的天線陣列，并使用波束成形技術來提升信號功率。而為了把這些天線封裝到手機的小空間中，就需要采用新的封裝技術，如集成天線封裝（antenna in package，AiP，即天線陣列位于芯片的封裝內），但天線陣列可能完全封閉，沒有任何可直接接觸的測試點。

5G帶來廣闊前景的同時，也使得測試日益復雜化，必須開發新的技術來測試5G設備，同時也需要成本更低的測試技術。對于測試工程師而言，增加的頻率范圍、新的封裝技術和更多的天線數量使其很難在維持高質量的同時，盡可能避免資本成本（測試設備的成本）和運營成本（測試每個設備的時間）的增加?！禢I趨勢展望報告2019》指出，新的OTA技術可以幫助解決這些問題。雖然還有許多技術問題仍有待解決，但OTA測試提供了將陣列作為一個系統而不是一組獨立元件進行測試的可能性，這有望提供系統級測試的高效率。

5G采用空口（over-the-air，OTA）方法而不是當前使用的線纜直連的方法來測試5G組件和設備。

智能汽車多傳感器數據融合的最佳優化權衡

高級駕駛輔助系統（ADAS）是傳感器、處理器和軟件的融合，旨在提高安全性并最終提供自動駕駛功能。如今，大多數ADAS系統使用單個傳感器，例如雷達或攝像頭，并且已經產生了可量化的影響。每種傳感器都有其獨特的優勢和劣勢，而冗余則是為了克服每個傳感器的缺陷。

圖2、不同傳感方式有不同的特性

傳感器數據處理的目標是獲得可代表汽車周圍環境安全/故障的表示方式，并且這種表示方式應可以饋入決策算法，并有助于降低成本，從而使最終產品能夠產生盈利。實現這一目標的最大挑戰之一是選擇合適的軟件。以三個應用為例：緊密同步測量、維護數據可追溯性，以及在無數真實條件下對軟件進行測試。

基于這些權衡做出的決策將對整個供應鏈的上市時間和差異化能力產生巨大影響。快速重新配置測試儀的能力對于最大限度地降低驗證和生產測試成本和時間至關重要，因此通過軟件實現靈活性是制勝之策。

借助物聯網多行業數據融合 優化系統測試

智能機器、物聯網（IoT）設備和工業物聯網（IIoT）系統正變得越來越復雜，這種復雜化又增加了測試的復雜性。但同時物聯網還可以大大增強自動化測試的工作效率。將系統管理、數據管理、可視化和分析以及應用程序支持等物聯網功能應用于自動化測試工作流程，可以幫助測試工程師更輕松地應對物聯網的挑戰。

物聯網的海量數據具有不同的格式和來源，這使得有效利用測試數據變得非常困難。另外，測試數據通常存儲在沒有標準化的“孤島”（silos）中。這些數據對企業來說是“不可見的”，因此很容易錯過產品生命周期其他階段的有用信息。

要將IoT功能應用于自動化測試數據，首先需要一套即用型的軟件適配器，用于接入標準數據格式。這些適配器必須基于開放的文檔化架構，以便能夠接收新的和唯一的數據，包括來自設計和生產的非測試數據。測試系統必須能夠與標準IoT和IIoT平臺共享其數據，以從企業級數據中提取有用信息。

國防和航空航天開發過程標準化的趨勢

由于嚴苛的安全要求和快節奏的變化，現代測試工程團隊必須開始采用和標準化迭代式軟件開發方法，以跟上產品開發團隊的步伐以及在快速現代化的行業中維持項目進度。與抽象化的硬件相比，抽象化軟件平臺包括執行特定功能的層。這允許團隊單獨修復和升級每個模塊，同時通過保持相同的輸入和輸出來隔離其他層。

負責代碼庫的團隊必須就源代碼控制、單元測試框架、代碼分析、工作管理和部署所需的工具達成一致并進行標準化。另外一個日益增加的擔憂是網絡安全。DSB指出，“每天檢查軟件系統的代碼庫可以有效地控制所需的變更數量，使其符合通用的網絡規則。”