Neuer VST von National Instruments Jedes Detail anpassen

Der NI PXIe-5840 – die zweite Generation des VST von National Instruments – benötigt nur noch zwei Steckplätze im PXI-Chassis.
Der NI PXIe-5840 – die zweite Generation des VST von National Instruments – benötigt nur noch zwei Steckplätze im PXI-Chassis.

Im IoT kommunizieren unterschiedliche Geräte mit unzähligen anderen Geräten. Jedes Gerät muss möglichst günstig sein und zuverlässig funktionieren. Das bedeutet, dass auch die Entwicklungs- und Testkosten klein bleiben müssen. Wie kann man das auch bei sich schnell verändernden Techniken erreichen?

Noch immer sind Messgeräte meist fertige Boxen, die vom Hersteller so, wie sie sind, zur Verfügung gestellt werden. Meist sind höchstens kleine Anpassungen möglich. Messsysteme im Entwicklungslabor oder Testsysteme in der Produktion können damit nicht schnell und einfach auf neue Anforderungen umgestellt werden.

Doch in Zeiten des Internet der Dinge kann nicht für jedes Gerät und jede neue Technik ein neues Mess- oder Testsystem beschafft werden, ohne die Kosten stark zu erhöhen. Ein Ansatz zur Lösung des Problems sind modulare Messgeräte: Anstatt eine Box mit fester Funktion zu verwenden, besteht das System aus einzelnen austauschbaren Elementen.

Ein Beispiel ist das PXI-System. Für jede spezifische Anforderung können unterschiedliche Module verwendet werden, ohne das komplette Messsystem austauschen zu müssen. Dadurch wird auch die Aktualisierung deutlich einfacher: Wenn beispielsweise der Prozessor des Controllers veraltet ist, reicht es, den Controller auszutauschen. Umgekehrt müssen nur einzelne Signalgeneratoren und -analysatoren ausgetauscht werden, wenn ein neuer Kommunikationsstandard verwendet werden soll. Der Controller und andere Module wie zum Beispiel Spannungsquellen oder Multimeter bleiben gleich.

Doch die Modularisierung der Hardware alleine reicht nicht aus. Nur wenn auch die Software anpassbar ist, kann man unterschiedlichen Anforderungen schnell begegnen. Das gilt nicht nur für die Software zur Datenerfassung und -analyse, sondern geht bis zur Firmware des Messgeräts. Mit diesem Ansatz hat National Instruments 2012 den PXI-VST (Vector Signal Transceiver) vorgestellt, bei dem das FPGA per LabView programmiert werden kann.

Nun stellt National Instruments die zweite Generation des VST vor. Beim NI PXIe-5840 wurde die Bandbreite auf 1 GHz erweitert, um besonders für Design- und Prüfanwendungen im HF-Bereich geeignet zu sein. Der NI PXIe-5840 bietet einen 6,5-GHz-HF-Vektorsignalgenerator, ein anwenderprogrammierbares FPGA sowie serielle und parallele Hochgeschwindigkeits-Digitalschnittstellen in einem PXI-Express-Modul, das nur zwei Steckplätze im Chassis belegt. Bei der ersten Generation des VST waren es noch drei Steckplätze. Dadurch könnten in einem einzelnen PXI-Chassis mit 18 Steckplätzen alle Module für eine 8x8-MIMO-Konfiguration (Multiple Input, Multiple Output) untergebracht werden. Dank der Bandbreite von 1 GHz eignet sich der neue VST für unterschiedlichste Anwendungen, darunter das Testen von 802.11ac/ax- sowie Mobilfunk- und IoT-Geräten, Entwicklung und Test von 5G-Technologien, RFIC-Tests sowie die Prototypenerstellung von Radarsystemen.

Die Firmware eines Messgeräts wie des VST anzupassen gehört natürlich nicht zu den einfachsten Problemen eines Entwicklers. Doch hier zeigt sich ein weiterer Vorteil eines offenen Systems wie PXI: Mit der Zeit hat sich ein gut funktionierendes Ökosystem um den Standard gebildet. Es gibt im Internet Beispielcode, der sich einfach anpassen lässt, Foren, in denen man nach Hilfe fragen kann und insgesamt eine sehr aktive Community für den Austausch über beliebige Probleme und Erfahrungen.