2007年測(cè)試測(cè)量?jī)x器業(yè)回顧

四種總線各顯千秋

　　測(cè)試測(cè)量業(yè)已經(jīng)擁有兩種IEEE總線標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE488（GPIB）和IEEE1515（VXI），還有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即PXI和LXI。當(dāng)前四種總線并存，各有特點(diǎn)、各有用戶。GPIB是HP公司在1970年代初獨(dú)自開(kāi)發(fā)的臺(tái)面儀器總線，至今三十多年仍在應(yīng)用。到了1985年，TEK等公司推出模塊儀器使用的VXI總線，當(dāng)時(shí)業(yè)界開(kāi)始議論到有關(guān)GPIB總線的前途，根據(jù)通用測(cè)量?jī)x器的平均壽命二十年來(lái)推算，GPIB總線開(kāi)始進(jìn)入衰減期。事實(shí)上GPIB總線并未受到VXI總線的強(qiáng)烈沖擊，因?yàn)槟K儀器總線需要在機(jī)箱的背板上實(shí)現(xiàn)，對(duì)于分立的臺(tái)面儀器并不適用。隨后，1997年再由NI公司開(kāi)發(fā)成功PXI總線，它簡(jiǎn)化和提高了VXI總線的性能，目的是取代VXI總線。顯然，同樣具有模塊儀器總線特點(diǎn)的PXI總線取得不錯(cuò)的成績(jī)，但直至2007年PXI的銷售額才超過(guò)VXI。VXI和PXI總線近年的全球市場(chǎng)變化如表1所示，可見(jiàn)VXI總線推出二十年了才開(kāi)始進(jìn)入衰減期，壽命還要延續(xù)十年左右。此時(shí)PXI總線將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)期2010年的全球銷售額將比2006年增加一倍，達(dá)到5.2億美元。過(guò)去VXI總線曾獲得最高3.5億美元的全球銷售額，預(yù)期今年P(guān)XI總線將以3.6億美元超過(guò)VXI總線全球市場(chǎng)的最高點(diǎn)。2005年，Agilent科技和VXI科技共同倡議成立LXI總線聯(lián)合體，推出基于局域網(wǎng)的儀器總線。LXI總線1.0版本吸取前述三種總線的優(yōu)點(diǎn)，以局域網(wǎng)為載體加上IEEE1588協(xié)議的精密同步定時(shí)功能，目標(biāo)是替代GPIB總線，并且構(gòu)建成既適用臺(tái)面亦適用模塊式測(cè)量?jī)x器的新一代總線標(biāo)準(zhǔn)。LXI總線市場(chǎng)發(fā)展迅速，2007年底全球銷售額超過(guò)2億美元，可謂先聲奪人。相比先前推出的三種總線要用五年至八年才能達(dá)到年銷售額2億美元來(lái)說(shuō)，LXI總線將占有更大的市場(chǎng)份額，發(fā)揮更大的作用。

　　如果深入剖析GPIB總線和VXI總線具有異常的壽命，以及LXI總線市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的原因，不難發(fā)現(xiàn)國(guó)防、航天應(yīng)用起著主導(dǎo)作用。以美國(guó)為例，光是發(fā)動(dòng)伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)四年多即消耗掉4500億美元，大量電子裝備需要維護(hù)、擴(kuò)充、更新、升級(jí)。對(duì)于年產(chǎn)值不到20億美元的通用測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)，或者再擴(kuò)大到包括集成電路自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的200多億美元的廣義測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)的發(fā)展，美國(guó)國(guó)防航天電子應(yīng)用的大量研發(fā)和采購(gòu)的支撐和投入是極為重要的。以2007年美國(guó)國(guó)防部預(yù)算4393億美元來(lái)說(shuō)，電子、光電子和信息技術(shù)的預(yù)算約占15%，總額達(dá)到650億美元。其中空軍占110.6億美元，陸軍42.7億美元，海軍17.5億美元，國(guó)防部機(jī)構(gòu)41.2億美元，高級(jí)研究計(jì)劃局32.9億美元，導(dǎo)彈防御局32億美元等尖端項(xiàng)目的支出，約270億美元，其他約400億美元是電子含量較大的各種電子裝備的采購(gòu)支出。

　　眾所周知，VXI模塊儀器總線最早是為滿足美國(guó)空軍對(duì)電子測(cè)量系統(tǒng)的高可靠性、機(jī)動(dòng)性、維護(hù)性、互換性的嚴(yán)格要求而開(kāi)發(fā)的。美國(guó)空軍是VXI儀器最大的用戶，Agilent、TEK、NI是最重要的供應(yīng)商。但是在2000年后隨著PXI總線的推出，以及電子儀器供應(yīng)商對(duì)產(chǎn)品的重新定位，VXI儀器市場(chǎng)呈現(xiàn)收縮。首先Agilent公司出售VXI產(chǎn)品線，TEK公司宣布不再生產(chǎn)VXI儀器，NI公司亦不再開(kāi)發(fā)和供應(yīng)VXI總線控制器，Racal儀器公司被并購(gòu)，使得VXI總線聯(lián)合體名存實(shí)亡。VXI儀器的開(kāi)發(fā)和供應(yīng)主要落在以VXI科技公司為首的十多家中小型測(cè)試測(cè)量?jī)x器公司肩上，它們具有生產(chǎn)PC插卡儀器和模塊儀器的經(jīng)驗(yàn)，靈活機(jī)動(dòng)地填補(bǔ)大型測(cè)試測(cè)量?jī)x器公司退出VXI儀器市場(chǎng)所留下的空缺，為延長(zhǎng)VXI儀器的壽命作出貢獻(xiàn)。停頓一段時(shí)間后，2007年VXI總線聯(lián)合體恢復(fù)活動(dòng)，主要從事技術(shù)交流和產(chǎn)品推介。據(jù)最新資料介紹，當(dāng)前有3萬(wàn)臺(tái)/套VXI儀器在運(yùn)作，大型電子儀器商的VXI產(chǎn)品線已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中小型企業(yè)。由于VXI儀器具有很高可信度，經(jīng)過(guò)十多年的考驗(yàn)，現(xiàn)在舊型號(hào)可繼續(xù)供應(yīng)，停產(chǎn)型號(hào)可重新設(shè)計(jì)和提高性能，保證原來(lái)在國(guó)防、航天、高可靠應(yīng)用的VXI儀器正常運(yùn)作，延長(zhǎng)壽命。中小型電子儀器商運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，共享2億美元的VXI市場(chǎng)，同時(shí)為美國(guó)國(guó)防部節(jié)省開(kāi)支，實(shí)現(xiàn)雙方共贏。

　　PXI系統(tǒng)聯(lián)盟在推動(dòng)PXI儀器方面成績(jī)顯著，目前有60多家測(cè)試測(cè)量?jī)x器商加盟，供應(yīng)1400種產(chǎn)品，每月新產(chǎn)品就有十多種。最初設(shè)定的代替VXI中小測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但是應(yīng)用頻率主要集中在6GHz以下。為了擴(kuò)展更高頻率，提高傳輸速度，構(gòu)建更大型測(cè)量系統(tǒng)，PXI系統(tǒng)聯(lián)盟采取擴(kuò)大模塊和機(jī)箱尺寸，增加供電功率，保持原有PCI總線的基礎(chǔ)上采用傳輸速度高得多的PCIExpress總線，將PXI儀器提升為PXIExpress儀器。這樣一來(lái)，構(gòu)建大型測(cè)量系統(tǒng)和進(jìn)入6GHz以上頻段擁有了可靠的平臺(tái)，PXI儀器將實(shí)現(xiàn)大中小型并舉。此外，PXI系統(tǒng)聯(lián)盟在2007年增添的成員中包括Agilent公司，Agilent在2006年底并購(gòu)了PXIT和Acqicis兩家專長(zhǎng)生產(chǎn)PXI儀器的公司，正式向PXI儀器市場(chǎng)進(jìn)軍，同時(shí)也加強(qiáng)了PXI系統(tǒng)聯(lián)盟的實(shí)力。

混合總線系統(tǒng)獲得共識(shí)

　　測(cè)試測(cè)量業(yè)的四種儀器總線，代表測(cè)試測(cè)量?jī)x器的不斷進(jìn)步，推動(dòng)各類儀器的發(fā)展。過(guò)去曾有一種見(jiàn)解，認(rèn)為新出現(xiàn)的總線會(huì)很快代替舊的總線，舊總線很快消失。事實(shí)證明，這種見(jiàn)解具有片面性，各種開(kāi)放式儀器總線各有特點(diǎn)，適應(yīng)不同的用戶群，壽命往往超過(guò)二十年。在這種情況下，混合系統(tǒng)的概念占了上風(fēng)，“百花齊放”比“一枝獨(dú)秀”更為可取。測(cè)試測(cè)量?jī)x器公司各自對(duì)不同的儀器總線有所側(cè)重，如果PXI總線強(qiáng)調(diào)機(jī)箱內(nèi)各模塊之間具有極短的同步時(shí)間，看不到LXI總線實(shí)現(xiàn)全球軟件同步的方便性，這種對(duì)比顯然是不全面的。因?yàn)榇蟛糠蛛娮訙y(cè)量?jī)x器之間，并不需要PXI總線那樣小于1ns的嚴(yán)格同步，許多儀器本身的響應(yīng)時(shí)間往往是ms級(jí)甚至ms級(jí)，只有少量數(shù)字電路需要ns級(jí)時(shí)間同步。LXI儀器主要代替使用多年GPIB臺(tái)面儀器，它的100ns軟件同步時(shí)間完全適用于大量臺(tái)面儀器，在成本方面又比PXI儀器便宜。相反地，用PXI儀器代替GPIB臺(tái)面儀器會(huì)出現(xiàn)資源過(guò)剩，增加成本。

　　根據(jù)表1可知，VXI和PXI的全球市場(chǎng)在2007年分別是2.3億美元和2.8億美元，從LXI總線聯(lián)合體發(fā)表的LXI全球市場(chǎng)是2億美元，三種總線儀器總銷售額為7.1億美元。相對(duì)測(cè)試測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)2007年的總銷售額20億美元來(lái)說(shuō)，VXI、PXI和LXI儀器總共占三分之一，余下還有13億美元屬其它總線儀器和GPIB儀器市場(chǎng)，GPIB儀器仍保持10億美元的銷售額。據(jù)此再估計(jì)2010年全球形勢(shì)，相對(duì)測(cè)試測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)的25億美元預(yù)測(cè)值，VXI和PXI分別是2.1億美元和5.2億美元，其余17.7億美元屬GPIB、LXI和其他總線儀器分享。由于沒(méi)有獲得LXI儀器的預(yù)測(cè)值，這里假定5至6億美元，亦即GPIB儀器還有8至9億美元的銷售額。換句話說(shuō)，到2010年P(guān)XI儀器和LXI儀器的市場(chǎng)都上升，銷售額不相上下，GPIB儀器和VXI儀器銷售額趨于下降，而且GPIB儀器仍占測(cè)試測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)的首位。再?gòu)乃姆N總線儀器的產(chǎn)品型號(hào)來(lái)看，2007年GPIB有5000種，PXI有1500種，VXI有400種，LXI只有300多種。由此得知、GPIB的產(chǎn)品在數(shù)量亦超過(guò)其他三種總線產(chǎn)品的總和，無(wú)論從銷售額還是產(chǎn)品數(shù)量來(lái)考量，其影響都不容忽視。

　　2007年測(cè)試測(cè)量業(yè)獲得了推廣混合總線測(cè)量系統(tǒng)的共識(shí)，四種儀器開(kāi)放式總線的供應(yīng)商除了推介自身特點(diǎn)外，都同時(shí)提出混合系統(tǒng)的解決方案。在這方面Agilent的表述比較早，推介L(zhǎng)XI總線時(shí)重視發(fā)揮其他總線儀器的作用，較早提出開(kāi)放結(jié)構(gòu)的測(cè)量系統(tǒng)。Agilent的開(kāi)放結(jié)構(gòu)方案實(shí)際上就是混合系統(tǒng)，它的儀器都安裝有LAN/USB/GPIB總線，通過(guò)LAN局域網(wǎng)直接連接LXI儀器，借助GPIB/LAN網(wǎng)關(guān)或轉(zhuǎn)換器連接GPIB儀器，利用O槽插卡或控制器的LAN總線等硬件組成開(kāi)放結(jié)構(gòu)，軟件通過(guò)虛擬儀器接口（IVI）驅(qū)動(dòng)器或通行的LabVIEW驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)各種常用語(yǔ)言的編程。Agilent公司還開(kāi)發(fā)了執(zhí)行IEEE1588精密定時(shí)協(xié)議的LXI同步觸發(fā)器模塊，將傳統(tǒng)的GPIB儀器變換成具有B級(jí)LXI儀器的時(shí)間同步功能，使非LXI總線儀器能夠在分布的開(kāi)放系統(tǒng)中發(fā)揮更大作用。相應(yīng)地，NI公司亦開(kāi)發(fā)了執(zhí)行IEEE1588協(xié)議的定時(shí)控制器PXI插卡，提高PXI儀器的遠(yuǎn)程同步定時(shí)能力。VXI科技公司推出VXI/LXI轉(zhuǎn)換插卡，便于VXI儀器接入LXI儀器系統(tǒng)。LXI標(biāo)準(zhǔn)的1.1最新版本還單獨(dú)增加混合系統(tǒng)章節(jié)，闡述混合系統(tǒng)的硬件和軟件的構(gòu)建。這些舉措表明，測(cè)試測(cè)量業(yè)開(kāi)始接受混合儀器系統(tǒng)的概念，承認(rèn)每種開(kāi)放總線各有特長(zhǎng)，兼容并蓄、取長(zhǎng)補(bǔ)短，各盡所能才能興旺發(fā)展，對(duì)測(cè)量?jī)x器供應(yīng)商和用戶都有好處，真正實(shí)現(xiàn)共贏。

并購(gòu)中的輸家和贏家

　　在2007年測(cè)試測(cè)量業(yè)并購(gòu)案例中，以TEK公司被Danaher公司動(dòng)用28億美元并購(gòu)成功的消息令業(yè)界和用戶最引起震動(dòng)。因?yàn)門EK是業(yè)界位居第二的測(cè)試測(cè)量?jī)x器供應(yīng)商，在電子示波器銷售市場(chǎng)方面更是首屈一指，各類儀器的年銷售額近年都在10億美元以上，而且TEK公司是具有六十多年歷史的電子儀器供應(yīng)商，相對(duì)美國(guó)立國(guó)二百多年來(lái)說(shuō)，TEK作為“百年”老店突然被并購(gòu)，倍受業(yè)界和用戶的關(guān)心。關(guān)心重點(diǎn)是TEK被并購(gòu)后的走向和對(duì)測(cè)試測(cè)量業(yè)，特別是電子示波器發(fā)展的影響。由于收購(gòu)方具有電子儀表、醫(yī)療技術(shù)、工業(yè)技術(shù)的背境，先前已并購(gòu)Fluke公司的儀器部門，TEK加上Fluke合并重組，TEK的傳統(tǒng)和技術(shù)力量必然會(huì)繼續(xù)得到發(fā)展，不必杞人憂天。獲得資金注入的運(yùn)營(yíng)有困難的高科技公司，經(jīng)過(guò)重組和選定攻關(guān)目標(biāo)后，往往能夠擺脫困境而得到重生，這是符合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律的。