迎接第四次工业革命浪潮 NI祭出新版cRIO/myRIO
物联网掀起的第四次工业革命浪潮正逐步扩大，带动嵌入式系统讯号撷取与控制应用需求大量涌现，因此美商国家仪器（ni）推出采用开放式平台的可程式化自动控制器compactrio（crio），以及价格更平易近人的myrio方案，协助产业界加速新一代嵌入式系统开发。
着眼于rio在cps角色更加举足轻重，美商国家仪器除将rio设定为2013年ni week展会的主轴之外，更分别瞄准产学界推出核心处理器和即时作业系统架构皆大改造的crio-9068及myrio，以更迎合cps对于更开放平台和更快处理效率的要求。
8 月初，美国德州奥斯汀（austin）气温飙升至39℃，酷热难耐。位于塞萨尔.查韦斯（cesar chavez）街的奥斯汀会议中心（austin convention center）内，美商国家仪器（ni）正盛大举办一年一度、为期四天的大型活动--第十九届ni week，吸引超过四千位来自不同领域的各国制造商和学者齐聚一堂，一睹该公司2013年最新发布的产品与技术。
工业革命启动 ni gsd方案备战
由于美商国家仪器观察到信息物理融合系统（cyber-physical system， cps）已势不可当，未来负责运算工作以进行讯号分析的可重设输入输出（reconfigurable i/o， rio）角色将更加吃重，因此本届niweek亦特地选择rio做为展会的主轴，在开幕第一天与学术论坛中，分别发布采用rio架构所开发的最新款可程式化自动控制器compactrio系列--9068（crio-9068）和瞄准教学市场的全新产品myrio，准备大举抢滩cps市场。
图1 美商国家仪器创办人暨执行长james truchard表示，以软体定义硬体平台设计将为大势所趋，而该公司的产品策略亦朝此发展。
美商国家仪器创办人暨执行长james truchard（图1）于开幕第一天的论坛中表示，产业界正在经历第四次工业革命，信息物理融合系统将为大势所趋（图2）。该系统系由运算、通讯及控制所组合而成的系统架构（图3），将会大大改变交通运输、医疗保健、能源、制造业及农业等产业领域。
truchard进一步指出，无所不在的运算和即时系统将成为第四次工业革命的中心，而美商国家仪器已拥有真正协助重新定义产业运作的技术。
事实上，truchard所指的技术即是美商国家仪器旗下以labview软体为中心的图形化系统设计（graphical system design， gsd），该产品的发展走向与cps不谋而合，亦即朝更开放且处理速度更快的平台演进。也因此，truchard认为，该公司gsd将能协助客户群建置所需且完整的cps。
图2 工业革命的演进过程
图3 cps系统架构图
美商国家仪器的gsd包含compactdaq、pxi模组化仪器、compactrio及labview图形化介面软体，在cps中分别在撷取外部庞大的数据资料、进行分析，及呈现结果等功能上各司其职。今年niweek除推出新一代的compactdaq--cdaq-9188xt及labview 2013之外，针对cps对于兼顾更快资料处理速度和更开放平台的要求，亦推出新一代crio-9068因应；同时针对学术市场发表前所未有的划时代产品 myrio。
rtos/处理器大翻新 ni新版compactrio现身
美商国家仪器于今年ni week发布新一代compactrio系列crio-9068，无论是即时作业系统（rtos）或核心处理器皆大改造，其中即时作业系统从温瑞尔 （windriver）vxworks更改为全新linux架构的即时作业系统；核心处理器则由英特尔（intel）x86核心处理器替换成赛灵思 （xilinx）系统单晶片（soc）zynq-7020。
图4 美商国家仪器市场行销资深副总裁eric starkloff指出，crio-9068采用最先进的开放式系统设计，将瞄准控制与监测系统市场。
美商国家仪器市场行销资深副总裁eric starkloff（图4）表示，相较于vxworks为封闭式的架构，linux即时作业系统属于开放式的架构，能让众多相关业者开发出多元化的周边功能，如驱动程式等，因此提供使用厂商更丰富的开发资源。也因此，美商国家仪器将新一代的compactrio架构改弦易辙，并导入linux即时作业系统。
starkloff进一步指出，着眼于c/c++电脑程式设计语言使用族群广泛，该公司已于crio-9068内建的linux即时作业系统，支援产业界已应用广泛的跨平台开源整合式开发环境eclipse，期望藉此获得更多的c/c++应用程式开发工程师采用，扩大crio- 9068的市场渗透率。
据了解，目前仅有crio-9068提供eclipse开发环境，未来美商国家仪器将计划逐步导入在其他compactrio产品线。
除即时作业系统有新转变之外，crio-9068也一改过去所采用的英特尔x86核心处理器，转向采用赛灵思最新的zynq系列soc。starkloff 强调，过去该公司采用英特尔x86核心处理器架构开发compactrio，产品架构须设法与现场可编程闸阵列（fpga）配搭，然赛灵思zynq系列 soc问世后，已整合高性能的安谋国际（arm）双核心cortex-a9和fpga，可显著降低开发复杂度并提升效率。
据悉，未来美商国家仪器仍将持续规画搭载英特尔x86核心处理器架构的compactrio，并与采用赛灵思zynq系列soc的compactrio产品线市场定位有所区隔，将分别瞄准高阶和中高阶的应用领域（图5）。
图5 ***半导体设备商万世扬已率先采用crio-9068试开发出新一代元件取放机台。
starkloff 补充，无论是前一代crio-9074或新一代的crio-9068，皆可借助美商国家仪器labview图形化介面软体达成无缝接轨的目的，完全毋须因 crio-9068核心处理器架构不同而改变开发环境，导致面临设计时间延长的窘境，因此客户可轻松从crio-9074转换使用crio-9068。
扩张教学市场势力版图 ni新兵myrio出击
此外，美商国家仪器日前针对教学市场亦发布compactrio的延伸产品线myrio（图6），该产品采用与compactrio相同的技术，但价格更平易近人且操作更为简化，打破过去产业界对于compactrio价格昂贵的刻板印象，可助力学生轻松打造出多元化应用的酷炫嵌入式系统。
图6 美商国家仪器新推出的myrio将助力学生能在一学期内完成精密系统设计，大幅缩短学生作品开发的时间。
图7 美商国家仪器学术计划总监dave wilson强调，myrio具将协助学生以最短的时间与最低的成本，开发出酷炫的嵌入式系统。
美商国家仪器学术计划总监dave wilson（图7）表示，myrio系产业界前所未有的新概念产品，与最新的compactrio同样采用赛灵思zynq soc当作控制核心，并搭配i/o介面；而两者主要的差别在于选用的zynq系列soc等级和i/o类型与数量不同，藉此打造出更贴近学生开发嵌入式系统所需的控制器方案。
据了解，美商国家仪器新一代compactrio 9068系采用赛灵思zynq-7020系列soc，且i/o数量较丰富；myrio则是搭载较低功耗的zynq-7010系列soc，并搭配简单的i /o，如通用异步收发传输器（uart）、串列周边介面（spi）、内部整合电路（i2c）、通用序列汇流排（usb）等学生开发嵌入式系统较常用的i /o。
wilson指出，过去学生仅能透过传统制式的系统设计工具开发嵌入式系统，不仅操作复杂且耗费的设计时间冗长，无法符合学生开发嵌入式系统缩短时间的要求。有鉴于此，该公司依据学生的设计诉求：嵌入式系统设计复杂度不高，却要求短时间内迅速开发完成，以缴交作品，开发出划时代的产品myrio。
据悉，myrio拥有所有学生开发嵌入式系统所需的i/o，并具备坚固的外观，以及可使用美商国家仪器长期建置完整且成熟的生态系统（ecosystem）资源，如lego sensor、fpga personality library、arduino shield等，助力学生拥有更多资源加快嵌入式系统开发；此外，该款新产品的单板式（single board）系列的主机板省却无线区域网路（wi-fi）天线及与微系统埠（minisystems port， msp），不仅可节省整体物料清单（bom）成本，亦可缩小外观设计，故能轻易整合至任何尺寸的嵌入式系统。
wilson强调，myrio除硬体设计颠覆传统compactrio之外，内部仍内建该公司所有平台的软体核心labview，不仅能透过labview图形化介面轻松整合通讯、控制、讯号处理等功能，设计出嵌入式系统，并能藉由labview fpga编程fpga。
wilson认为，美商国家仪器的daq、pxi模组化仪器已分别针对学术市场开发出mydaq和模组化工程教学平台（elvis），而该公司myrio问世后，将让旗下瞄准学术市场的产品线更完整，提供学生开发嵌入式系统更周全的设计环境与方案。
面对第四次工业革命来临，美商国家仪器旗下的gsd已蓄势待发，并持续透过compactdaq、compactrio，及labview等产品推陈出新，强化整体产品的竞争力。可以预期的是，随着该公司compactrio的即时作业系统和处理器架构改朝换代，gsd资料分析能力亦将大幅跃进，未来cps 的效能亦将更加强大。
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8 月初，美国德州奥斯汀（austin）气温飙升至39℃，酷热难耐。位于塞萨尔.查韦斯（cesar chavez）街的奥斯汀会议中心（austin convention center）内，美商国家仪器（ni）正盛大举办一年一度、为期四天的大型活动--第十九届ni week，吸引超过四千位来自不同领域的各国制造商和学者齐聚一堂，一睹该公司2013年最新发布的产品与技术。
工业革命启动 ni gsd方案备战
由于美商国家仪器观察到信息物理融合系统（cyber-physical system， cps）已势不可当，未来负责运算工作以进行讯号分析的可重设输入输出（reconfigurable i/o， rio）角色将更加吃重，因此本届niweek亦特地选择rio做为展会的主轴，在开幕第一天与学术论坛中，分别发布采用rio架构所开发的最新款可程式化自动控制器compactrio系列--9068（crio-9068）和瞄准教学市场的全新产品myrio，准备大举抢滩cps市场。
图1 美商国家仪器创办人暨执行长james truchard表示，以软体定义硬体平台设计将为大势所趋，而该公司的产品策略亦朝此发展。
美商国家仪器创办人暨执行长james truchard（图1）于开幕第一天的论坛中表示，产业界正在经历第四次工业革命，信息物理融合系统将为大势所趋（图2）。该系统系由运算、通讯及控制所组合而成的系统架构（图3），将会大大改变交通运输、医疗保健、能源、制造业及农业等产业领域。
truchard进一步指出，无所不在的运算和即时系统将成为第四次工业革命的中心，而美商国家仪器已拥有真正协助重新定义产业运作的技术。
事实上，truchard所指的技术即是美商国家仪器旗下以labview软体为中心的图形化系统设计（graphical system design， gsd），该产品的发展走向与cps不谋而合，亦即朝更开放且处理速度更快的平台演进。也因此，truchard认为，该公司gsd将能协助客户群建置所需且完整的cps。
图2 工业革命的演进过程
图3 cps系统架构图
美商国家仪器的gsd包含compactdaq、pxi模组化仪器、compactrio及labview图形化介面软体，在cps中分别在撷取外部庞大的数据资料、进行分析，及呈现结果等功能上各司其职。今年niweek除推出新一代的compactdaq--cdaq-9188xt及labview 2013之外，针对cps对于兼顾更快资料处理速度和更开放平台的要求，亦推出新一代crio-9068因应；同时针对学术市场发表前所未有的划时代产品 myrio。
rtos/处理器大翻新 ni新版compactrio现身
美商国家仪器于今年ni week发布新一代compactrio系列crio-9068，无论是即时作业系统（rtos）或核心处理器皆大改造，其中即时作业系统从温瑞尔 （windriver）vxworks更改为全新linux架构的即时作业系统；核心处理器则由英特尔（intel）x86核心处理器替换成赛灵思 （xilinx）系统单晶片（soc）zynq-7020。
图4 美商国家仪器市场行销资深副总裁eric starkloff指出，crio-9068采用最先进的开放式系统设计，将瞄准控制与监测系统市场。
美商国家仪器市场行销资深副总裁eric starkloff（图4）表示，相较于vxworks为封闭式的架构，linux即时作业系统属于开放式的架构，能让众多相关业者开发出多元化的周边功能，如驱动程式等，因此提供使用厂商更丰富的开发资源。也因此，美商国家仪器将新一代的compactrio架构改弦易辙，并导入linux即时作业系统。
starkloff进一步指出，着眼于c/c++电脑程式设计语言使用族群广泛，该公司已于crio-9068内建的linux即时作业系统，支援产业界已应用广泛的跨平台开源整合式开发环境eclipse，期望藉此获得更多的c/c++应用程式开发工程师采用，扩大crio- 9068的市场渗透率。
据了解，目前仅有crio-9068提供eclipse开发环境，未来美商国家仪器将计划逐步导入在其他compactrio产品线。
除即时作业系统有新转变之外，crio-9068也一改过去所采用的英特尔x86核心处理器，转向采用赛灵思最新的zynq系列soc。starkloff 强调，过去该公司采用英特尔x86核心处理器架构开发compactrio，产品架构须设法与现场可编程闸阵列（fpga）配搭，然赛灵思zynq系列 soc问世后，已整合高性能的安谋国际（arm）双核心cortex-a9和fpga，可显著降低开发复杂度并提升效率。
据悉，未来美商国家仪器仍将持续规画搭载英特尔x86核心处理器架构的compactrio，并与采用赛灵思zynq系列soc的compactrio产品线市场定位有所区隔，将分别瞄准高阶和中高阶的应用领域（图5）。
图5 ***半导体设备商万世扬已率先采用crio-9068试开发出新一代元件取放机台。
starkloff 补充，无论是前一代crio-9074或新一代的crio-9068，皆可借助美商国家仪器labview图形化介面软体达成无缝接轨的目的，完全毋须因 crio-9068核心处理器架构不同而改变开发环境，导致面临设计时间延长的窘境，因此客户可轻松从crio-9074转换使用crio-9068。
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此外，美商国家仪器日前针对教学市场亦发布compactrio的延伸产品线myrio（图6），该产品采用与compactrio相同的技术，但价格更平易近人且操作更为简化，打破过去产业界对于compactrio价格昂贵的刻板印象，可助力学生轻松打造出多元化应用的酷炫嵌入式系统。
图6 美商国家仪器新推出的myrio将助力学生能在一学期内完成精密系统设计，大幅缩短学生作品开发的时间。
图7 美商国家仪器学术计划总监dave wilson强调，myrio具将协助学生以最短的时间与最低的成本，开发出酷炫的嵌入式系统。
美商国家仪器学术计划总监dave wilson（图7）表示，myrio系产业界前所未有的新概念产品，与最新的compactrio同样采用赛灵思zynq soc当作控制核心，并搭配i/o介面；而两者主要的差别在于选用的zynq系列soc等级和i/o类型与数量不同，藉此打造出更贴近学生开发嵌入式系统所需的控制器方案。
据了解，美商国家仪器新一代compactrio 9068系采用赛灵思zynq-7020系列soc，且i/o数量较丰富；myrio则是搭载较低功耗的zynq-7010系列soc，并搭配简单的i /o，如通用异步收发传输器（uart）、串列周边介面（spi）、内部整合电路（i2c）、通用序列汇流排（usb）等学生开发嵌入式系统较常用的i /o。
wilson指出，过去学生仅能透过传统制式的系统设计工具开发嵌入式系统，不仅操作复杂且耗费的设计时间冗长，无法符合学生开发嵌入式系统缩短时间的要求。有鉴于此，该公司依据学生的设计诉求：嵌入式系统设计复杂度不高，却要求短时间内迅速开发完成，以缴交作品，开发出划时代的产品myrio。
据悉，myrio拥有所有学生开发嵌入式系统所需的i/o，并具备坚固的外观，以及可使用美商国家仪器长期建置完整且成熟的生态系统（ecosystem）资源，如lego sensor、fpga personality library、arduino shield等，助力学生拥有更多资源加快嵌入式系统开发；此外，该款新产品的单板式（single board）系列的主机板省却无线区域网路（wi-fi）天线及与微系统埠（minisystems port， msp），不仅可节省整体物料清单（bom）成本，亦可缩小外观设计，故能轻易整合至任何尺寸的嵌入式系统。
wilson强调，myrio除硬体设计颠覆传统compactrio之外，内部仍内建该公司所有平台的软体核心labview，不仅能透过labview图形化介面轻松整合通讯、控制、讯号处理等功能，设计出嵌入式系统，并能藉由labview fpga编程fpga。
wilson认为，美商国家仪器的daq、pxi模组化仪器已分别针对学术市场开发出mydaq和模组化工程教学平台（elvis），而该公司myrio问世后，将让旗下瞄准学术市场的产品线更完整，提供学生开发嵌入式系统更周全的设计环境与方案。
面对第四次工业革命来临，美商国家仪器旗下的gsd已蓄势待发，并持续透过compactdaq、compactrio，及labview等产品推陈出新，强化整体产品的竞争力。可以预期的是，随着该公司compactrio的即时作业系统和处理器架构改朝换代，gsd资料分析能力亦将大幅跃进，未来cps 的效能亦将更加强大。
解读物联网在实际生活中的十大应用
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