連接系統(tǒng)的工具是否安全？必須能應(yīng)對的四大挑戰(zhàn)

我們應(yīng)當(dāng)張開雙臂擁抱快節(jié)奏的技術(shù)變革，它推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，讓人們更加緊密相連并感到安全自信，它改變了我們此前認(rèn)為的不可能。這些成果的影響不再只孤立于一個(gè)狹窄的垂直市場，它滲透進(jìn)了各行各業(yè)，對現(xiàn)有的從業(yè)企業(yè)既具有破壞性又帶來增長的潛力。

但在這種背景下，推動(dòng)業(yè)務(wù)影響力的壓力和挑戰(zhàn)也令人望而卻步。在對未來技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模投資時(shí)，您會(huì)如何刺激增長，同時(shí)不明顯改變您的商業(yè)模式？當(dāng)涉足不相關(guān)的專業(yè)知識的領(lǐng)域時(shí)，企業(yè)觀察到他們的經(jīng)營成本不斷增長。同時(shí)，高度專注且沒有前期包袱的小型初創(chuàng)公司能完全將新技術(shù)用于成熟競爭者無法涉及的領(lǐng)域。

那么，你如何在不用大幅提高經(jīng)營成本的情況下進(jìn)行創(chuàng)新？這歸結(jié)為一個(gè)簡單的問題：你是否對正在使用的工具感到安全？這是一個(gè)神奇的問題，不論是你的個(gè)人財(cái)務(wù)、職業(yè)生涯，還是未來的工程系統(tǒng)。例如，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)的潛力與顯著的風(fēng)險(xiǎn)都推到了一個(gè)新紀(jì)元。為了更好地了解哪款軟件能讓你最安全地設(shè)計(jì)未來的系統(tǒng)，你應(yīng)當(dāng)回顧最近的情況。

2005年，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾以一個(gè)簡單的觀察定義了過去三十年的技術(shù)。根據(jù)近期的情況，摩爾定律預(yù)測，集成電路上每平方英寸的晶體管數(shù)目每隔18個(gè)月會(huì)增加一倍。表面上看到的線性增長只是指數(shù)增長的開始。在我們知曉這一定律之前，每家半導(dǎo)體制造商的CEO都在談?wù)撐磥韼啄瓴⑿刑幚砗说臄?shù)量。英特爾CEO保羅·歐德寧許諾未來五年內(nèi)嵌80個(gè)核心芯片。對更強(qiáng)處理能力與低延遲的要求持續(xù)不斷，于是可替代的處理架構(gòu)就此產(chǎn)生。首先，FPGA憑借軟件定義的時(shí)序和大規(guī)模復(fù)雜的底層編程語言席卷用戶。其次，異構(gòu)處理的誕生，將傳統(tǒng)處理器和FPGA結(jié)合到單一芯片上。

伴隨著處理器結(jié)構(gòu)的爆發(fā)，一大批新的編程環(huán)境、編程語言、以及開源概念出現(xiàn)并尋找機(jī)會(huì)，直到無可避免地被人遺忘。當(dāng)然，搞清楚如何高效實(shí)現(xiàn)處理器編程的重任在你們的身上。

但現(xiàn)在，我們要展望未來。處理能力的爆炸式增長將我們帶到了超高速連接的世界。工程系統(tǒng)更加分散，這個(gè)世界連接更加緊密。如5G和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等潮流承諾會(huì)連接基礎(chǔ)設(shè)施、交通和消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)，豐富全世界人們的生活。毫無爭議的是，軟件將成為任何工程系統(tǒng)的決定性方面。不久以后，硬件就將完全商品化，系統(tǒng)中唯一不同的部分是定義邏輯的IP。

大部分測試和測量供應(yīng)商對不可避免的軟件興起反應(yīng)遲緩，眼下才憑借能夠幫助工程領(lǐng)域的軟件環(huán)境進(jìn)入市場。但即便這些也只能讓你越來越脫離時(shí)代。隨著工業(yè)繼續(xù)進(jìn)步，工程師用來設(shè)計(jì)連接系統(tǒng)的工具必須能應(yīng)對四個(gè)重要挑戰(zhàn)：透過抽象化實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力、軟件互操作性、綜合數(shù)據(jù)分析以及分布式系統(tǒng)的高效管理。

通過抽象提高生產(chǎn)力

“抽象”這個(gè)詞用的很多，簡言之，就是化繁為簡。在設(shè)計(jì)工程系統(tǒng)中，復(fù)雜性往往來自于編程。為智能系統(tǒng)添加自定義邏輯一般需要十分復(fù)雜的編程，對編程者要求較高。但化繁為簡。為解決這一挑戰(zhàn)，工程師需要一種“編程可選”工作流程，發(fā)現(xiàn)并配置測量硬件，獲取真實(shí)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從數(shù)據(jù)中得到有價(jià)值的結(jié)論。NI在LabVIEW NXG中引入一種新的工作流程：基于配置。它通過LabVIEW的圖形化數(shù)據(jù)流編程進(jìn)行輔助，在近30年的時(shí)間里提升開發(fā)者設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的效率而聞名。憑借這種基于配置的交互式方式，您可以從傳感器連接直接獲取結(jié)果進(jìn)行操作，無需編程。如果你還需要進(jìn)行重復(fù)測量和自定義，使測試過程更加自動(dòng)化，你可以使用配置階段自動(dòng)生成的代碼來進(jìn)行自定義。
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圖1 - LabVIEW NXG的新工作流程意味著用戶無需編程就能獲取、分析和輸出測量數(shù)據(jù)。

軟件互操作性
隨著應(yīng)用需求越來越復(fù)雜，結(jié)合多種軟件語言、環(huán)境和方法的需求很快變得十分普遍。但集成這些軟件模塊的成本相當(dāng)驚人，且在繼續(xù)增長。由于這些計(jì)算平臺正在被整合成單一的設(shè)備，專業(yè)硬件平臺的語言必須與其他語言集成。這個(gè)問題一般是由集成方解決，成為其負(fù)擔(dān)。但這治標(biāo)不治本。軟件供應(yīng)商必須解決根本原因。

NI的平臺以軟件為中心，將軟件互操作性置于開發(fā)中的首要位置。盡管LabVIEW一直是該軟件中心的核心，許多其他公司的補(bǔ)充軟件產(chǎn)品分別只針對特定的任務(wù)，如測試序列、硬件在環(huán)原型、基于服務(wù)器的數(shù)據(jù)分析、用于工程師教學(xué)的電路模擬、以及在線資產(chǎn)監(jiān)控。這些產(chǎn)品特意限制在工程師和技術(shù)人員執(zhí)行任務(wù)的常見工作流程中。出于相同的目的，業(yè)內(nèi)其他軟件也具有同樣的特性。但對于NI軟件而言，LabVIEW是一種專注于工程的編程語言，提供了終極的可擴(kuò)展能力，打破了定制軟件的限制。例如DAQExpress?。
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圖2 - 產(chǎn)品在NI軟件產(chǎn)品組合中的互操作性簡化了更復(fù)雜開發(fā)中的IP分享和代碼傳輸。

DAQExpress是一款新的配套軟件，用于USB和低成本插件NI數(shù)據(jù)獲取采集硬件，大幅簡化了硬件的發(fā)現(xiàn)和配置，點(diǎn)擊兩下就能獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。產(chǎn)品中所有的配置“任務(wù)”都可以全部傳輸至LabVIEW NXG，簡化了從硬件配置到測量自動(dòng)化的轉(zhuǎn)換。

除了NI平臺內(nèi)部的互操作，LabVIEW 2017等產(chǎn)品還具有與IP和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的增強(qiáng)互操作性。對于需要與工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備互操作的嵌入式系統(tǒng)，LabVIEW 2017包括了對IEC 61131-3、OPC-UA和安全DDS消息標(biāo)準(zhǔn)的原生支持。它還提供了新的交互式機(jī)器學(xué)習(xí)算法以及與亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的原生集成。

每種產(chǎn)品創(chuàng)新背后，是NI承諾對軟件持續(xù)投資的成果。這一獨(dú)特的軟件產(chǎn)品組合及固有的互操作性使得NI的平臺從其他產(chǎn)品中脫穎而出。其他供應(yīng)商目前只發(fā)現(xiàn)了軟件是關(guān)鍵，但NI對軟件的投資已經(jīng)增長了30年。

綜合數(shù)據(jù)分析
全球大規(guī)模連接系統(tǒng)最大的好處或許就是即時(shí)獲取數(shù)據(jù)并分析，制定自動(dòng)化決策、以及出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)消除可預(yù)防的必要糾正措施的延遲，這一流程至關(guān)重要。為了創(chuàng)造能滿足這種需要的未來網(wǎng)絡(luò)，數(shù)十億的資金投入到研究中，全球各地的算法專家競相滿足1 ms延遲與10 Gbps生產(chǎn)力的需求。這一方向帶來了對軟件的新需求。首先是確保處理單元能在各種處理架構(gòu)上輕松部署，然后在不同的處理器上以最低（期望是零）的返工重新部署。其次是足夠開放，可以與無限數(shù)量的節(jié)點(diǎn)和無限數(shù)量的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行對接。

NI對服務(wù)器產(chǎn)品的投資能讓您智能且輕松地標(biāo)準(zhǔn)化、分析和匯報(bào)整個(gè)測試機(jī)構(gòu)的大量數(shù)據(jù)。除了執(zhí)行基本分析和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查外，一個(gè)主要部分是提供算法來預(yù)處理文檔和自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化元數(shù)據(jù)、單元和文檔類型等項(xiàng)目。根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容，軟件能智能選擇運(yùn)行哪種腳本。這種接口類型對避免復(fù)雜的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析十分重要，您可以將注意力放在真正重要的內(nèi)容上：即數(shù)據(jù)。

分布式系統(tǒng)的高效管理

系統(tǒng)的大規(guī)模部署和連通性更新了從集中式位置——也常常是遠(yuǎn)程——高效管理所有分布式硬件的需求。如今，這通常需要在成百上千的系統(tǒng)復(fù)制單點(diǎn)部署。集中化管理能從遠(yuǎn)程depot查看硬件實(shí)時(shí)儀表板，無需物理進(jìn)入系統(tǒng)。
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圖3 - SystemLink引入了基于網(wǎng)絡(luò)的借口來管理分布式硬件系統(tǒng)。

SystemLink是NI的創(chuàng)新軟件，幫助您集中化系統(tǒng)設(shè)備配置、軟件部署和數(shù)據(jù)管理的協(xié)調(diào)。它能減少系統(tǒng)管理運(yùn)行產(chǎn)生的管理負(fù)擔(dān)和物流成本。它還能通過促進(jìn)操作意識和健康標(biāo)準(zhǔn)，改善測試和嵌入式系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間。它簡化了分布式系統(tǒng)的管理，并提供來自LabVIEW和C++等其他軟件語言的API。

再詢問自己一遍

該軟件超越了每種產(chǎn)品的單獨(dú)創(chuàng)新，是NI年復(fù)一年承諾對軟件持續(xù)投資的巔峰。這一獨(dú)特的軟件產(chǎn)品組合及固有的互操作性使得NI平臺從其他產(chǎn)品中脫穎而出。從發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子到將高通的測試時(shí)間縮短100倍，到為諾基亞和三星5G研究提供解決方案，NI以軟件中心的平臺是工程師用于應(yīng)對全球最復(fù)雜工程挑戰(zhàn)的基石。

再問自己一遍：你是否對正在使用的工具感到安全？