Modulare Instrumente für ATE-Systeme. National Instruments Germany GmbH

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1 Modulare Instrumente für ATE-Systeme National Instruments Germany GmbH

2 National Instruments Firmensitz: it Austin, Texas, USA seit 1976 Globale Präsenz: 40 Niederlassungen mit 5100 Mitarbeitern Kundenstamm: Kunden in über Unternehmen Netzwerk: >600 zertifizierte Alliance Partner zur Systemintegration Unabhängigkeit: max. 15% Umsatz pro Industriezweig Investment in R&D: 16% der jährlichen Einnahmen Mitarbeiterauszeichnungen: 5x 11x

3 Was sind Modulare Instrumente? DC-Netzte eil Oszillosko op Digitalmultimeter Funktionsgen erator

4 Kundenlösung Umbau von rackbasierten ATE-Systemen Aufgabe: Ersatz von Rack-Instrumenten mit modularen PXI-Instrumenten Keine Veränderung und Re-Validierung der existierenden Bediensoftware Zusammenführen der unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle und Schnittstellen unter Beachtung von Timing, undokumentierten Befehlen und Anpassung von Signalen Verwendete Produkte: LabVIEW, PXI/CompactPCI, RF, Digitalisierer WinSoft Inc. - USA Warum NI Kleinerer Formfaktor Erhalt getätigter Investition Modularität erlaubt Erweiterung Reduzierung der Ausfallzeit um den Faktor 25

5 Kundenlösung ATE für Platinentest Aufgabe: Erstellen eines ATE zur Prüfung von verschiedenen Platinen für Radarsysteme und militärische Kommunikationsgeräte Durchgeführte Tests: Frequenzgang, Verstärkungs-/Phasenfehler, Selektivität, Energieverbrauch, Incidental AM/FM, Modulationstiefe, SNR, IMD, HF-Leistung, Spannung, Strom, Anstiegs- /Abfallzeit, Oberwellenunterdrückung NI Produkte: LabVIEW, PXI/Compact PC QmaxTest Equipments Pvt. Ltd. Warum NI Automatisierter Testablauf Berichterstellung Datenbankanbindung

6 Anforderungen an ein ATE-System Flexibel, modular und erweiterbar Hohe Bandbreite, geringe Latenzzeiten Triggerung und Synchronisation verschiedener Komponenten Langfristige ge Verfügbarkeit e Einfache Integration neuer Technologien Grad der Automatisierung Systemzuverlässigkeit, Robustheit und geringer Platzbedarf Verringerte Systemkosten

7 PXI eine Industrieplattform PCI extensions for Instrumentation PXI-Chassis Embedded PC Steckplätze für Module

8 PXI für unterschiedlichste Anforderungen Labor Industrie Mobil/Embedded Herstellungstest Design Validierung Datenerfassungssysteme Hardware-in-the-Loop Produktionstest Datenerfassungssysteme Maschinenzustandsüberwachung Mobile Testsysteme Design Validierung Rapid Control Prototyping

9 PXI Weniger ist mehr Hh Hohe Modularität Niedrigere Kosten Kompakte Bauform Erweiterbarkeit Photos courtesy of Agilent, Keithley, Advantest, and Nicolet

10 Weitere Vorteile Zeitersparnis durch einfache Implementierung Produktvielfalt It Integration ti bestehender Schnittstellen: t GPIB, Serial, Ethernet, t USB Erweiterbarkeit Schnelle Einarbeitung durch gewohnte Benutzerführung Verwendung von Standardtechnologie Hohe Flexibilität Hohe Leistungsfähigkeit

11 PXI im Vergleich zu Industrie- & Standard-PCs Für die Messtechnik optimierte Belüftung Geringere Schwankungen der Temperatur Messgeräte erfordern konstanten t Temperaturbereich und konstante Temperaturverteilung Gute EMV Schaltregler, Lüfter, PCI-Bus, schnelle Digitalleitungen liegen nicht nah an den Messkarten Bessere mechanische Stabilität gegenüber Standard-PCs Erweitertes Timing und Synchronisation

12 PXI-Chassis von National Instruments 4 bis 18 PXI-Steckplätze DC-Spannungsversorgung Rauscharm (elektrisch) Einbaumöglichkeiten für 19 -Schränke Lösungen mit integrierter Signalkonditionierung verfügbar

13 PXIe-Chassis under the hood

14 PXI-Technologie PXI-Bus Lokaler Bus PXI Trigger Bus (8 Leitungen) 10 MHz Referenztakt Star Trigger Bus Controller PXI-Module Timing-Slot PXI-Module

15 zur PXI-Express -Technologie für verbesserte Störfestigkeit und Timing-Performance PXI Express mit bis zu 4 GB/s pro Richtung pro Slot 100 MHz PXI-Bus Lokaler Bus PXI Trigger Bus (8 Leitungen) 10 MHz Referenztakt Star Trigger Bus SYNC100 Differentiell

16 Peripherie- und Backplanebusse im Vergleich

17 Embedded System Controller Express Card 2,2 GHz Quad Core 4 GB RAM Gigabit Ethernet USB VGA/ DVI Serial Ti Trigger GPIB Parallel l

18 Betriebssysteme für PXI-Controller Windows/Linux gewohnte ht Umgebung Applikationsvielfalt Echtzeitbetriebssystem Determinismus Zuverlässigkeit

19 Steuerung von PXI-Systemen über den PC Laptop ExpressCard MXI PXI Express Desktop MXI-Express >200 MBytes/s Datendurchsatz Glasfaserverbindung erlaubt 200 m Abstand

20 Offener Standard mit 68+ Herstellern

21 Über 1500 PXI Module Data Acquisition iti and Control Modular Instrumentation t ti Bus Interfaces Wit Weitere Multifunction I/O Analog Input/Output Digital I/O Digital Waveform Generator Digital Waveform Analyzer Digital Multimeter Ethernet, USB, FireWire SATA, ATA/IDE, SCSI GPIB IRIG-B, GPS Direct-to-Disk Reflective Memory Counter/Timer FPGA/Reconfigurable I/O Machine Vision LCR Meter Oscilloscope/Digitizer Source/Signal Generator CAN, DeviceNet Serial RS-232, RS-485 VXI/VME DSP Optical Resistance Simulator Motion Control Signal Conditioning Temperature Strain/Pressure/Force/Load Switching RF Signal Generator RF Signal Analyzer RF Power Meter Boundary Scan/JTAG MIL-STD-1553, ARINC PCMCIA/CardBus PMC Fault Insertion Prototyping/Breadboard Graphics Audio Synchro/Resolver Frequency Counter Profibus u.v.m... LVDT/RVDT u.v.m... Programmable Power Supply u.v.m... LIN u.v.m...

22 Modulare Messgeräte Oszilloskope (Hochgeschwindigkeits-Digitizer) bis zu 2 GS/s bei 8 bis 24 bit Auflösung bis zu acht Prüfkanäle für PCI, PXI, PXI Express und USB Funktions- und Arbiträrsignalgeneratoren maximale Datenrate von 400 MS/s Auflösung von 12 bzw. 16 bit High-Speed-Digital-I/O und Logikanalysatoren Max. Bitrate von 400 MBit (200 MHz) Programmierbare Spannungspegel (-2,0 V bis 5,5 V) Multifunktions Datenerfassung Bis zu 32 Analogeingänge, bis zu 2 MS/s, 16 bit, ±10 V Bis zu 48 Digital-I/O-Kanäle und 4 Onboard-Counter

23 Modulare Messgeräte Digitalmultimeter (DMM) und LCR-Meter Messgenauigkeit von 5 ½, 6 ½ und 7 ½ Stellen Spannungsbereich +/- 10 nv bis 1000 VDC (700 VAC) Netzteile und Source Measure Units Ausgangsspannungen von +/-20 V Stromabgabe bis 1 A/Kanal Erzeugung und Analyse dynamischer Signale Bis zu 24 bit Auflösung Dynamikbereich von 118 db Schaltmodule für einen Frequenzbereich bis zu 6,6 GHz Echtzeitbandbreite von 100 MHz

24 Modulare Instrumente für den Prototypentest Digitalmultimeterit lti t Oszilloskop PXI-4071 Abtastrate 18 1,8 MS/s Frequenzbereich khz Auflösung 26 bit (7 ½-digits) Max. Onboard-Speicher 1024 kb Max. Spannungsbereich ±1000V (100µV) Min. Spannungsbereich ±100mV (10nV) Max. Strombereich ±3A (1µA) Min. Strombereich ±1µA (1pA) PXI-5105 Abtastrate 60 MS/s/Kanal Frequenzbereich MHz Kanäle 8 Auflösung 12 bit Max. Onboard-Speicher 512 MB Max. Spannungsbereich ±15 V (596 nv) Min. Spannungsbereich ±25 mv (119 nv)

25 Modulare RF-Messgeräte Vektorsignalgenerator/-analysator Frequenzbereich bis 2,7 GHz Bandbreite 20 MHz 3-GHz-Vorverstärker Kanal 0 :+30dB / Kanal 1: -10 bis +20 db -165 dbm/hz ext. noise floor RF-Schaltmodule und Multiplexer Frequenzbereich bis 26 GHz Über 40 Variationen ContinuousWave-Generator Bis 6,6 GHz FM, 2-FSK, OOK-Modulation

26 Modulare Instrumente für den Prototypentest Programmierbares Netzteil RF-Signalanalysator PXI 4110 Anzahl der Kanäle 3 Auflösung 16 bit Max. Spannungsbereich ±20 V (0,4 mv) Min. Spannungsbereich V (0,12 mv) Max. Strombereich A (0,02 ma) Min. Strombereich ma (0,4 µa) Signalformen Gleichstrom Gesamtleistung 46 W PXI-5661 Frequenzbereich 9 khz bis 2,7 GHz Bandbreite 20 MHz

27 NI PXI Semiconductor Suite schnelle Multiband-RF- Messungen bis 6,6 GHz Parametrische DC- Flexible Mixed-Signal Messungen bis 10 pa Prüfplattform Digitale it Messungen bis 200 MHz Import von WGL/STIL- Prüfvektordateien DUT

28 Kundenlösung Entwicklung eines flexiblen ATE- Systems zur IC-Charakterisierung Der Hauptvorteil unseres Systems ist die nahtlose Integration von analogen- und digitalen Signalen in einem System. Das PXI-System bietet präzise Kontrolle über das Timing und minimiert den Einfluss durch Jitter, dadurch wird es zu einem viel besseren System als mit mehreren Standalone-Geräten möglich wäre. Ward van der Tempel Vrije Universiteit

29 Datendurchsatz in der Messtechnik 28 ng in Bit Auflösu K 10K 100K 1M 10M 100M 1G 10G 100G Abtastrate in S/s Traditionelle Messgeräte NI Produkte 2009

30 Datendurchsatz in der Messtechnik 28 Bit sung in Auflö >10 GS/s >3 GHz Bandbreite Geplant für 2010: NI PXI Express Digitalisierer mit Tektronix Technologie 8 4 0G 5G 10G 15G 20G Abtastrate in S/s Traditionelle Messgeräte NI Produkte

31 Software für modulare Messgeräte Stand-Alone-Anwendungen NI Softfrontpanel, NI SwitchExecutive Interaktive Softwarewerkzeuge NI LabVIEW SignalExpress Programmierumgebungen NI LabVIEW, LabWindows/CVI, MeasurementStudio, C/C++ Testmanagement NI TestStand

32 Standalone-Anwendung Beispiel: Oszilloskop Datenspeicherung Einfache Mess- und Analysefunktionen Intuitive Bedienung

33 Software definiert die Funktion Entwicklung von Mixed-Signal-Anwendungen mit NI LabVIEW Synchronisation von Messgeräten Synchronisation Mixed-Signal von Messgeräten Umfangreiche Mess- und Selektive Analysefunktionen Datenspeicherung

34 Kundenlösung Strukturüberwachung Durch die Verwendung von GPS- Synchronisation zum Zeitabgleich, dynamischer Signalanalyse mit NI PXI und LabVIEW konnten wir ein robustes, zuverlässiges, wartungsarmes und präzises äi Überwachungssystem für die Donghai Brücke erstellen. Yonglin Zhan, JUST ONE Technology

35 Donghai Brücke

36 Test Management Framework Benutzeroberflächen Test 2 Benutzerkontenverwaltung Test 3 Unit Under Test (UUT) tracking Definition der Ablaufsteuerung Test1 Archivierung von Ergebnissen Erstellung von Prüfberichten

37 TestStand-Architektur NI TestStand LabVIEW LabWindows/ CVI.NET C/C++ ActiveX- Server HT Basic LabVIEW GPIB / Serial und VXI Modulare PXI Bildverarbeitung Verteilte I/O Datenerfassung Messgeräte CompactPCI Motorsteuerung SPS

38 Kundenlösung: Funktionsprüfung von Windkraftanlagensteuerung Wir konnten die Zeit für den Test der Elektronik von Windkraftanlagen von fünf auf einen Tag reduzieren, wodurch wir die Produktionskapazität signifikant erhöhen konnten. Jetzt können wir sämtliche Funktionen automatisiert testen, was uns einen eindeutigen Marktvorteil verschafft. Michael Bove - Morten Pedersen kk-electronic Verwendete NI Produkte: PXI/CompactPCI, PXI-6143, PXI-4070, 0 SCXI- 1130, SCXI-1127, NI LabVIEW, NI TestStand

39 NI Factory Installation Services (FIS) Schnell und einfach zu einem komplett lauffähigen System Alle Komponenten sind bereits installiert und getestet Konfiguration des Systems online Erweiterte Leistungen durch NI Custom Installation Service» ni.com/advisor

40 NI Services Save Development Time Minimize Project Risk Reduce Deployment Costs Software Services Software Subscriptions Volume Programs Hardware Services Warranty and Repair Calibration System Services Training and Certification cato Product Training Custom Training Plans Professional Certifications Value-Added Services Technical Support Programs Professional Services Partner-Provided Services

41 NI Calibration Services National Instruments Partners Kosten Erweiterte Kalibrierdienstleistungen Standard Kalibrierdienst- i leistungen Kalibrierservicevertrag Vor-Ort Kalibrierung ~Wochen Tage Stunden Ausfallzeit ni.com/calibration

42 Globally Deploying a Standardized Test Platform Global production test standardization allows Hella to maintain its high product quality in a cost-effective and scalable manner. NI was an integral partner in this effort. Michael Follmann Executive Vice President Hella KGaA Hueck & Co. Results 57% increase in production test throughput 46% decrease in operational test costs 27% decrease in total cost of test 36% decrease in required production test floor space 37% return on investment 8-month payback period

43 Multiplying Throughput as Complexity Increases For more than a decade, the NI platform has met our escalating needs and helped us save hundreds of thousands of dollars while helping us meet aggressive time-to-market demands. Global Director Consumer Printer Division Lexmark Results 500X increase in test throughput over 10 years using a scalable test architecture Constant test time of only seconds per printhead maintained while complexity of testing significantly increased 170% return on investment on training all Lexmark engineers on LabVIEW

44 Haben Sie noch Fragen?

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