虛擬儀器的誕生史
圖 1-1 iMac 媒體播放軟件
能夠直觀地展現(xiàn)虛擬儀器含義的實例就是計算機(jī)上的媒體播放器。對于天天與計算機(jī)打交道的人來說,在緊張繁忙的工作一段時間后,通常會選擇聽一段輕松的音樂 或觀看一部大片,目的就是來緩解一下因緊張工作所帶來的壓力和煩躁。商業(yè)化的計算機(jī)完全具備了這樣的能力,為何不借此享受一番呢!我相信,絕大多數(shù)與計算 機(jī)打過交道的人,都曾有過類似的經(jīng)歷。
仔細(xì)地想一想:我們身邊并沒有擺放任何媒體播放器,之所以能夠獲得這樣的享受,完全是借助于現(xiàn)代計算機(jī)上的光驅(qū)、聲卡等硬件資源和媒體播放軟件。它們的軟 硬件組合為我們“虛擬”了一部媒體播放器。通過計算機(jī)顯示屏上的軟件播放器窗口,我們可以隨意地調(diào)節(jié)音量和設(shè)置音調(diào)、查看播放進(jìn)程、慢放或快放等等操作。 宛如我們身邊確實有一臺媒體播放器一樣。
實際上,虛擬儀器的構(gòu)成大致類似,它也是利用計算機(jī)及某些外部硬件資源(類似于聲卡的數(shù)據(jù)采集模塊)與測量應(yīng)用軟件(類似于播放軟件)共同組成了一臺“虛擬”的測量儀器。
通過這樣簡單的對比,相信大家已經(jīng)對虛擬儀器有一個大致的理解。
仔細(xì)地想一想:我們身邊并沒有擺放任何媒體播放器,之所以能夠獲得這樣的享受,完全是借助于現(xiàn)代計算機(jī)上的光驅(qū)、聲卡等硬件資源和媒體播放軟件。它們的軟 硬件組合為我們“虛擬”了一部媒體播放器。通過計算機(jī)顯示屏上的軟件播放器窗口,我們可以隨意地調(diào)節(jié)音量和設(shè)置音調(diào)、查看播放進(jìn)程、慢放或快放等等操作。 宛如我們身邊確實有一臺媒體播放器一樣。
實際上,虛擬儀器的構(gòu)成大致類似,它也是利用計算機(jī)及某些外部硬件資源(類似于聲卡的數(shù)據(jù)采集模塊)與測量應(yīng)用軟件(類似于播放軟件)共同組成了一臺“虛擬”的測量儀器。
通過這樣簡單的對比,相信大家已經(jīng)對虛擬儀器有一個大致的理解。
1.1.1 虛擬儀器理念的誕生
虛擬儀器的理念源自于美國國家儀器公司(National Instruments Corporation,簡稱美國NI公司,成立于1976年)。
上世紀(jì)60年代末,已處于儀器儀表制造業(yè)鼎盛時期的美國HP公司(1999年HP-Hewlett-Packard公司的檢測儀器部被拆分出成立了現(xiàn)在的 安捷侖公司,原來HP公司改為專門生產(chǎn)制作計算機(jī)及打印設(shè)備。)設(shè)計出一種計算機(jī)與電子測量儀器之間可進(jìn)行并行通訊的接口總線HP- IB(Hewlett-Packard Instrument Bus),也就是后來的GPIB(General Purpose Interface Bus)。
上世紀(jì)60年代末,已處于儀器儀表制造業(yè)鼎盛時期的美國HP公司(1999年HP-Hewlett-Packard公司的檢測儀器部被拆分出成立了現(xiàn)在的 安捷侖公司,原來HP公司改為專門生產(chǎn)制作計算機(jī)及打印設(shè)備。)設(shè)計出一種計算機(jī)與電子測量儀器之間可進(jìn)行并行通訊的接口總線HP- IB(Hewlett-Packard Instrument Bus),也就是后來的GPIB(General Purpose Interface Bus)。
GPIB總線的出現(xiàn)解決了計算機(jī)和電子測量儀器之間的連接和通訊問題,同時也為組建自動化測試系統(tǒng)提供了最佳的解決方案。
當(dāng)時,HP公司是世界上最大的綜合性儀器儀表制造公司。市場上許多高精尖測試、測量儀器都是由該公司生產(chǎn)制造。而且該公司生產(chǎn)的許多電子測量儀器都配備有GPIB接口。
鑒于GPIB接口總線規(guī)定了計算機(jī)與可編程儀器間從電氣到機(jī)械等具體的要求,所以它被國際電工委員會IEEE接納批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)。也就是IEEE-488-1975(IEEE-488.1)以及后來修訂的IEEE-488-1987(IEEE- 488.2)。
事實上,IEEE-488.1定義了GPIB接口部分的硬件電氣標(biāo)準(zhǔn),而隨后出現(xiàn)的IEEE-488.2則定義了GPIB接口部分的軟件語法規(guī)則。
大約是在IEEE-488.1國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布一年后,正在美國德州的奧斯汀學(xué)習(xí)和工作的幾個年輕人看到了GPIB接口總線技術(shù)的發(fā)展未來,他們決定開發(fā)這方面的產(chǎn)品,并著手創(chuàng)辦一個屬于自己的公司。
他們就是,NI公司的三個共同創(chuàng)始人:James Truchard,Jeff Kodosky and Bill Nowlin (也有資料稱其為William Nowlin)。
當(dāng)時,HP公司是世界上最大的綜合性儀器儀表制造公司。市場上許多高精尖測試、測量儀器都是由該公司生產(chǎn)制造。而且該公司生產(chǎn)的許多電子測量儀器都配備有GPIB接口。
鑒于GPIB接口總線規(guī)定了計算機(jī)與可編程儀器間從電氣到機(jī)械等具體的要求,所以它被國際電工委員會IEEE接納批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)。也就是IEEE-488-1975(IEEE-488.1)以及后來修訂的IEEE-488-1987(IEEE- 488.2)。
事實上,IEEE-488.1定義了GPIB接口部分的硬件電氣標(biāo)準(zhǔn),而隨后出現(xiàn)的IEEE-488.2則定義了GPIB接口部分的軟件語法規(guī)則。
大約是在IEEE-488.1國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布一年后,正在美國德州的奧斯汀學(xué)習(xí)和工作的幾個年輕人看到了GPIB接口總線技術(shù)的發(fā)展未來,他們決定開發(fā)這方面的產(chǎn)品,并著手創(chuàng)辦一個屬于自己的公司。
他們就是,NI公司的三個共同創(chuàng)始人:James Truchard,Jeff Kodosky and Bill Nowlin (也有資料稱其為William Nowlin)。
圖 1-2 NI公司的三個創(chuàng)始人(:James Truchard,Jeff Kodosky and Bill Nowlin)
關(guān)于NI公司的創(chuàng)立,最有說服力的資料還是來自NI公司的總裁、CEO、公司的創(chuàng)立者之一James Truchard博士在后來回憶公司創(chuàng)建之初時所寫下的一封信(這封信原來刊登在NI的英文官網(wǎng)上)。
圖 1-3 James Truchard的畢業(yè)照
James Truchard博士在信中是這樣寫到:
創(chuàng)立公司的想法第一次閃現(xiàn)在我的腦海里是在1967年,那時我剛剛在德克薩斯大學(xué)的奧斯汀分校完成了我的碩士論文。我設(shè)計、開發(fā)了一個超低噪音放大器,并 且在測量應(yīng)用領(lǐng)域得到了很廣泛使用。這不僅使我品嘗到了成功的滋味,特別是讓我隱隱約約感覺到憑借這個成功我已經(jīng)可以去獨闖天下了??墒?,最終我還是放棄 了這個想法,決定繼續(xù)留在德克薩斯大學(xué)讀完博士學(xué)位。
當(dāng)我完成學(xué)業(yè)獲得了博士學(xué)位后,我再次有了創(chuàng)辦企業(yè)的想法。
早在1976年前,我就遇到了Jeff Kodosky 和Bill Nowlin,他們是我在奧斯汀德克薩斯大學(xué)應(yīng)用研究實驗室(ARL)的伙伴,我們在一起相繼工作有2年多。
1976年,我們開始共同策劃創(chuàng)建一個小公司,并很快決定我們最初的產(chǎn)品應(yīng)該是一個通用接口總線的具體應(yīng)用,那樣工程師和科學(xué)家就可以用它連接測量儀器和電腦,并用電腦來讀取測量值,比如溫度、電壓和壓力等。
從1976年4月開始,我、Jeff和Bill就準(zhǔn)備開始設(shè)計我們自己的產(chǎn)品,同時也為即將成立的新公司選擇了很多個可能使用的名稱——德克薩斯數(shù)碼以及我們姓名首字母的一些排列組合等等。可是,當(dāng)我們第一次遞交公司的申請時,這些名稱全部都遭到了拒絕。
在接下來的一輪名稱遞交申請中,令人非常吃驚的是他們認(rèn)可了我們的第一選擇——National Instruments。
當(dāng)我們集體簽名從本地銀行借出10,000美元后,購買了一臺電腦并開始了產(chǎn)品研發(fā)。我們最初使用的工作間是我們的車庫,后來又圍繞在我們的房子周圍的地方到處打游擊。
我們的首款通用接口總線在1977年4月完成。此后,國家儀器搬進(jìn)了它的第一個300平方英尺的辦公室。
創(chuàng)立公司的想法第一次閃現(xiàn)在我的腦海里是在1967年,那時我剛剛在德克薩斯大學(xué)的奧斯汀分校完成了我的碩士論文。我設(shè)計、開發(fā)了一個超低噪音放大器,并 且在測量應(yīng)用領(lǐng)域得到了很廣泛使用。這不僅使我品嘗到了成功的滋味,特別是讓我隱隱約約感覺到憑借這個成功我已經(jīng)可以去獨闖天下了??墒?,最終我還是放棄 了這個想法,決定繼續(xù)留在德克薩斯大學(xué)讀完博士學(xué)位。
當(dāng)我完成學(xué)業(yè)獲得了博士學(xué)位后,我再次有了創(chuàng)辦企業(yè)的想法。
早在1976年前,我就遇到了Jeff Kodosky 和Bill Nowlin,他們是我在奧斯汀德克薩斯大學(xué)應(yīng)用研究實驗室(ARL)的伙伴,我們在一起相繼工作有2年多。
1976年,我們開始共同策劃創(chuàng)建一個小公司,并很快決定我們最初的產(chǎn)品應(yīng)該是一個通用接口總線的具體應(yīng)用,那樣工程師和科學(xué)家就可以用它連接測量儀器和電腦,并用電腦來讀取測量值,比如溫度、電壓和壓力等。
從1976年4月開始,我、Jeff和Bill就準(zhǔn)備開始設(shè)計我們自己的產(chǎn)品,同時也為即將成立的新公司選擇了很多個可能使用的名稱——德克薩斯數(shù)碼以及我們姓名首字母的一些排列組合等等。可是,當(dāng)我們第一次遞交公司的申請時,這些名稱全部都遭到了拒絕。
在接下來的一輪名稱遞交申請中,令人非常吃驚的是他們認(rèn)可了我們的第一選擇——National Instruments。
當(dāng)我們集體簽名從本地銀行借出10,000美元后,購買了一臺電腦并開始了產(chǎn)品研發(fā)。我們最初使用的工作間是我們的車庫,后來又圍繞在我們的房子周圍的地方到處打游擊。
我們的首款通用接口總線在1977年4月完成。此后,國家儀器搬進(jìn)了它的第一個300平方英尺的辦公室。
在1977年,我們通過陌生的電話將我們的首個產(chǎn)品出售給德克薩斯州圣安東尼奧的凱利空軍基地。到年底,我們已經(jīng)發(fā)售出去了總計3套產(chǎn)品,并且雇傭了一個兼職的行政助理。
1978 年7月,公司搬遷到了一個600平方英尺的場地。9月份,公司的發(fā)展遇到了一個十分危機(jī)關(guān)頭。雖然大家竭盡全力,但是事情并沒有向我們預(yù)期的那樣發(fā)展。然 而,我們沒有放棄,而是投入更多的金錢和決心,并且有計劃的行動。我們給大約1000多名工程師和科學(xué)家寄去了產(chǎn)品宣傳單,建議他們使用通過電腦傳送和處 理測量數(shù)據(jù)的新方法。那些郵件使我們獲得了成功,那一年公司銷售了78,000美元的產(chǎn)品,應(yīng)該是前途一片光明了。
1979年11月9日我專職加入NI公司,Jeff的加入是在1980年2月1日,而Bill則是在1980年4月1日加入的。從此,我們開始了新的征程。
1978 年7月,公司搬遷到了一個600平方英尺的場地。9月份,公司的發(fā)展遇到了一個十分危機(jī)關(guān)頭。雖然大家竭盡全力,但是事情并沒有向我們預(yù)期的那樣發(fā)展。然 而,我們沒有放棄,而是投入更多的金錢和決心,并且有計劃的行動。我們給大約1000多名工程師和科學(xué)家寄去了產(chǎn)品宣傳單,建議他們使用通過電腦傳送和處 理測量數(shù)據(jù)的新方法。那些郵件使我們獲得了成功,那一年公司銷售了78,000美元的產(chǎn)品,應(yīng)該是前途一片光明了。
1979年11月9日我專職加入NI公司,Jeff的加入是在1980年2月1日,而Bill則是在1980年4月1日加入的。從此,我們開始了新的征程。
圖 1-4 躊躇滿志
今天,我可以十分驕傲的說:美國國家儀器公司在虛擬儀器領(lǐng)域是一個科技先鋒者和領(lǐng)導(dǎo)者,虛擬儀器這一創(chuàng)新理念已經(jīng)改變了各個領(lǐng)域的工程師和科學(xué)家們進(jìn)行測試測量和自動化的方式。
30 多年的發(fā)展歷程中,美國國家儀器公司的虛擬儀器解決方案完全依仗于商業(yè)化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,其中包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)。通過采用PC和現(xiàn)成的商業(yè) 技術(shù),虛擬儀器通過集成的軟件,比如圖形化開發(fā)環(huán)境NI LabVIEW,以及基于PXI、PCI、PCIe、PXIe、USB、1394、WiFi和以太網(wǎng)的模塊化測量和控制硬件,降低了用戶在測試、控制和設(shè) 計領(lǐng)域應(yīng)用的成本,并大幅提高了生產(chǎn)效率。
這封信中,充滿了創(chuàng)業(yè)的喜悅和成功后的自豪!
30 多年的發(fā)展歷程中,美國國家儀器公司的虛擬儀器解決方案完全依仗于商業(yè)化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,其中包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)。通過采用PC和現(xiàn)成的商業(yè) 技術(shù),虛擬儀器通過集成的軟件,比如圖形化開發(fā)環(huán)境NI LabVIEW,以及基于PXI、PCI、PCIe、PXIe、USB、1394、WiFi和以太網(wǎng)的模塊化測量和控制硬件,降低了用戶在測試、控制和設(shè) 計領(lǐng)域應(yīng)用的成本,并大幅提高了生產(chǎn)效率。
這封信中,充滿了創(chuàng)業(yè)的喜悅和成功后的自豪!
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