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Messtechnik-Trend

Das Mooresche Gesetz und seine Folgen für automatisierte Mess- und Prüfsysteme

| Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

„Messgeräte auf den PXI-Formfaktor, sprich in die Form eines Boards, zu bringen ist zwar ein guter Anfang, aber noch lange nicht alles“, erklärt Rahman Jamal, Technical & Marketing Director bei National Instruments. Er ist überzeugt, dass die Lösung eindeutig in einem softwarebasierten Ansatz liegt.

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Rahman Jamal, Technical & Marketing Director, National Instruments: „Die Symbiose aus flexibler Software und modularer Hardware ist ideal für automatisierte Mess- und Prüfsysteme.“
Rahman Jamal, Technical & Marketing Director, National Instruments: „Die Symbiose aus flexibler Software und modularer Hardware ist ideal für automatisierte Mess- und Prüfsysteme.“
( Archiv: Vogel Business Media )

Beim Test modernster elektronischer Produkte und Geräte ist es ähnlich wie damals bei der Entwicklung des im Juli 1997 gelandeten Mars-Rover Sojourner. Die Entwickler des ersten Mars-Rover konnten beispielsweise nicht einfach eine Artikelnummer in einem Katalog nachschlagen und ein Prüf- und Überwachungssystem für Weltraumfahrzeuge bestellen. Stattdessen wählten sie die Kombination aus offener, anwenderdefinierter Software und modularer PC-basierter Hardware, um die spezifischen Datenerfassungs- und Steueralgorithmen zu entwickeln, die für ein solches System nötig waren. Zwar sind Weltraumfahrzeuge nicht ganz so allgegenwärtig wie etwa iPhones und Wii-Spielkonsolen, doch müssen softwarezentrierte elektronische Geräte der neuesten Generation aufgrund der unzähligen, einzigartigen Design- und Testanforderungen nicht weniger flexibel sein als Raumsonden. Moderne elektronische Geräte sind komplexe Rechenmaschinen mit leistungsstarken Embedded-Prozessoren als Herzstück. Und entsprechend hoch sind auch die Testanforderungen.

Herr Jamal, Sie bringen automatisierte Prüfstände des Öfteren in Verbindung mit dem Mooreschen Gesetz. Können Sie das näher erläutern?

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? Die Quintessenz des bekannten Mooresche Gesetze ist, dass die Anzahl der Komponenten in einem integrierten Schaltkreis sich ca. alle 18 Monate verdoppelt. Dass diese Feststellung von Intels Gordon Moore an Aktualität noch nicht verloren hat, sieht man an den exponentiellen Leistungssteigerungen und Kosteneinsparungen, nicht nur im Halbleiterbereich, sondern auch bei allen elektronischen Produkten. Bei klassischen automatisierten Prüfständen kann man das jedoch nicht gerade behaupten. Mehr noch: Konventionelle Messgeräteboxen in diesem Umfeld haben kaum mit dem Mooreschen Gesetz Schritt halten können, so dass sie in puncto Kosten und Leistung hinterherhinken. Das muss aber nicht so sein. Würde man die Boxtechnologien architektonisch ‚öffnen’, sprich, mehr Freiraum für Modularität schaffen, ließen sich die neuesten Entwicklungen wie Multicore-Prozessoren, A/D-Wandler, FPGAs und Speicherarchitekturen nahtlos in die Prüfstandsstrategie integrieren und das Mooresche Gesetz könnte auch hier Einzug halten. Grundlegend hierfür ist zunächst die Bereitstellung der richtigen Infrastruktur an Hard- und Softwarekomponenten.

Nämlich?

? Bestandteile einer solchen Infrastruktur sind FPGA-basierte, rekonfigurierbare I/O, integrierte Timing- und Synchronisationsfähigkeiten, modulare PXI-Messgeräte und vor allem Software, die den Gesamtcharakter oder das Gesicht einer Anwendung samt Funktionalität formt. Das iPhone ist ein gutes Beispiel für eine solche softwarezentrische Philosophie: unterschiedliche Funktionen bzw. Geräte auf einer Hardwarebasis. Je nach App verwandelt sich das iPhone in ein anderes Gerät: Telefon, MP3-Player, PDA, Navigationssystem etc. Würde man Prüf- und Messanwendungen auf der Basis von einzelnen aneinandergereihten speziellen Messgeräten realisieren, würde dies in einer sehr hohen Hardware-Redundanz resultieren. Die Lösung liegt eindeutig in einem softwarebasierten Ansatz.

Aber nun zurück zur Infrastruktur.

? Mit PXI (PXI = PCI eXtension for Instrumentation) hat National Instruments 1997 genau eine solche Architektur auf die Welt gebracht. PXI ist eine Kombination aus offener, modularer PC-basierter Hardware und Software und bietet ein robustes Fundament für automatisierte Prüfanwendungen, da sie im gesamten System die aktuellsten Prozessoren und Datenbusse, flexible Peripherie-I/Os, ein kompaktes modulares Design, intelligente Stromverteilung und -überwachung sowie präzises Timing und hochgenaue Synchronisation zur Verfügung stellt. Der Markterfolg dieses offenen Standards ist unbestritten. Die über 100.000 PXI-Prüfsysteme, mehr als 1600 PXI-Produkte und über 600.000 sich im Einsatz befindenden Module von über 70 unterschiedlichen Anbietern sprechen für sich.

Teilen die Boxhersteller diese Sichtweise?

? Mittlerweile schon! Nach jahrelangen immer wieder aufflammenden Diskussionen findet jetzt ein Wandel statt. Jüngster Beleg dafür ist Agilent – ein Synonym für Boxgerätehersteller – mit seinem Bekenntnis zu PXI und somit einer eindeutigen Bestätigung der NI-Vision. Agilent formuliert es so „PXI ist der zurzeit dominierende Standard für ‚modular instrumentation‘. Es ist eine ausgereifte Technologie und weit verbreitet.

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