虛擬儀器的誕生史
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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上的媒體播放器。對于天天與計算機打交道的人來說，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 機打過交道的人，都曾有過類似的經(jīng)歷。
仔細地想一想：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)代計算機上的光驅、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)音量和設置音調(diào)、查看播放進程、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，虛擬儀器的構成大致類似，它也是利用計算機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)代計算機上的光驅、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)音量和設置音調(diào)、查看播放進程、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，虛擬儀器的構成大致類似，它也是利用計算機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)制作計算機及打印設備。)設計出一種計算機與電子測量儀器之間可進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)制作計算機及打印設備。)設計出一種計算機與電子測量儀器之間可進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)定了計算機與可編程儀器間從電氣到機械等具體的要求，所以它被國際電工委員會IEEE接納批準為國際標準。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準，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國際標準發(fā)布一年后，正在美國德州的奧斯汀學習和工作的幾個年輕人看到了GPIB接口總線技術的發(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)定了計算機與可編程儀器間從電氣到機械等具體的要求，所以它被國際電工委員會IEEE接納批準為國際標準。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準，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國際標準發(fā)布一年后，正在美國德州的奧斯汀學習和工作的幾個年輕人看到了GPIB接口總線技術的發(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的奧斯汀分校完成了我的碩士論文。我設計、開發(fā)了一個超低噪音放大器，并 且在測量應用領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)留在德克薩斯大學讀完博士學位。
當我完成學業(yè)獲得了博士學位后，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應用研究實驗室（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)品應該是一個通用接口總線的具體應用，那樣工程師和科學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就準備開始設計我們自己的產(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?？墒牵斘覀兊谝淮芜f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可了我們的第一選擇——National Instruments。
當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的奧斯汀分校完成了我的碩士論文。我設計、開發(fā)了一個超低噪音放大器，并 且在測量應用領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)留在德克薩斯大學讀完博士學位。
當我完成學業(yè)獲得了博士學位后，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應用研究實驗室（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)品應該是一個通用接口總線的具體應用，那樣工程師和科學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就準備開始設計我們自己的產(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?？墒牵斘覀兊谝淮芜f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可了我們的第一選擇——National Instruments。
當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關頭。雖然大家竭盡全力，但是事情并沒有向我們預期的那樣發(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關頭。雖然大家竭盡全力，但是事情并沒有向我們預期的那樣發(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域是一個科技先鋒者和領導者，虛擬儀器這一創(chuàng)新理念已經(jīng)改變了各個領域的工程師和科學家們進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)化科學技術的飛速發(fā)展，其中包括行業(yè)標準、計算機及網(wǎng)絡。通過采用PC和現(xiàn)成的商業(yè) 技術，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 計領域應用的成本，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)化科學技術的飛速發(fā)展，其中包括行業(yè)標準、計算機及網(wǎng)絡。通過采用PC和現(xiàn)成的商業(yè) 技術，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 計領域應用的成本，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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虛擬儀器誕生
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