虛擬儀器的誕生史

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(shí)例就是計(jì)算機(jī)上的媒體播放器。對(duì)于天天與計(jì)算機(jī)打交道的人來(lái)說(shuō)，在緊張繁忙的工作一段時(shí)間后，通常會(huì)選擇聽(tīng)一段輕松的音樂(lè) 或觀看一部大片，目的就是來(lái)緩解一下因緊張工作所帶來(lái)的壓力和煩躁。商業(yè)化的計(jì)算機(jī)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(jì)算 機(jī)打過(guò)交道的人，都曾有過(guò)類似的經(jīng)歷。

仔細(xì)地想一想：我們身邊并沒(méi)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(jì)算機(jī)上的光驅(qū)、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(guò)計(jì)算機(jī)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(shè)置音調(diào)、查看播放進(jìn)程、慢放或快放等等操作。 宛如我們身邊確實(shí)有一臺(tái)媒體播放器一樣。

實(shí)際上，虛擬儀器的構(gòu)成大致類似，它也是利用計(jì)算機(jī)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(cè)量應(yīng)用軟件（類似于播放軟件）共同組成了一臺(tái)“虛擬”的測(cè)量?jī)x器。
通過(guò)這樣簡(jiǎn)單的對(duì)比，相信大家已經(jīng)對(duì)虛擬儀器有一個(gè)大致的理解。

虛擬儀器的理念源自于美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments Corporation，簡(jiǎn)稱美國(guó)NI公司，成立于1976年）。

上世紀(jì)60年代末，已處于儀器儀表制造業(yè)鼎盛時(shí)期的美國(guó)HP公司(1999年HP-Hewlett-Packard公司的檢測(cè)儀器部被拆分出成立了現(xiàn)在的 安捷侖公司，原來(lái)HP公司改為專門生產(chǎn)制作計(jì)算機(jī)及打印設(shè)備。)設(shè)計(jì)出一種計(jì)算機(jī)與電子測(cè)量?jī)x器之間可進(jìn)行并行通訊的接口總線HP- IB（Hewlett-Packard Instrument Bus），也就是后來(lái)的GPIB（General Purpose Interface Bus）。

GPIB總線的出現(xiàn)解決了計(jì)算機(jī)和電子測(cè)量?jī)x器之間的連接和通訊問(wèn)題，同時(shí)也為組建自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)提供了最佳的解決方案。
當(dāng)時(shí)，HP公司是世界上最大的綜合性儀器儀表制造公司。市場(chǎng)上許多高精尖測(cè)試、測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x器都配備有GPIB接口。
鑒于GPIB接口總線規(guī)定了計(jì)算機(jī)與可編程儀器間從電氣到機(jī)械等具體的要求，所以它被國(guó)際電工委員會(huì)IEEE接納批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。也就是IEEE-488-1975（IEEE-488.1）以及后來(lái)修訂的IEEE-488-1987（IEEE- 488.2）。
事實(shí)上，IEEE-488.1定義了GPIB接口部分的硬件電氣標(biāo)準(zhǔn)，而隨后出現(xiàn)的IEEE-488.2則定義了GPIB接口部分的軟件語(yǔ)法規(guī)則。

大約是在IEEE-488.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布一年后，正在美國(guó)德州的奧斯汀學(xué)習(xí)和工作的幾個(gè)年輕人看到了GPIB接口總線技術(shù)的發(fā)展未來(lái)，他們決定開(kāi)發(fā)這方面的產(chǎn)品，并著手創(chuàng)辦一個(gè)屬于自己的公司。
他們就是，NI公司的三個(gè)共同創(chuàng)始人：James Truchard，Jeff Kodosky and Bill Nowlin (也有資料稱其為William Nowlin)。

關(guān)于NI公司的創(chuàng)立，最有說(shuō)服力的資料還是來(lái)自NI公司的總裁、CEO、公司的創(chuàng)立者之一James Truchard博士在后來(lái)回憶公司創(chuàng)建之初時(shí)所寫(xiě)下的一封信(這封信原來(lái)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(xiě)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(shí)我剛剛在德克薩斯大學(xué)的奧斯汀分校完成了我的碩士論文。我設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了一個(gè)超低噪音放大器，并 且在測(cè)量應(yīng)用領(lǐng)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(jué)到憑借這個(gè)成功我已經(jīng)可以去獨(dú)闖天下了?？墒?，最終我還是放棄 了這個(gè)想法，決定繼續(xù)留在德克薩斯大學(xué)讀完博士學(xué)位。

當(dāng)我完成學(xué)業(yè)獲得了博士學(xué)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(xué)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室（ARL）的伙伴，我們?cè)谝黄鹣嗬^工作有2年多。
1976年，我們開(kāi)始共同策劃創(chuàng)建一個(gè)小公司，并很快決定我們最初的產(chǎn)品應(yīng)該是一個(gè)通用接口總線的具體應(yīng)用，那樣工程師和科學(xué)家就可以用它連接測(cè)量?jī)x器和電腦，并用電腦來(lái)讀取測(cè)量值，比如溫度、電壓和壓力等。
從1976年4月開(kāi)始，我、Jeff和Bill就準(zhǔn)備開(kāi)始設(shè)計(jì)我們自己的產(chǎn)品，同時(shí)也為即將成立的新公司選擇了很多個(gè)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?dāng)我們第一次遞交公司的申請(qǐng)時(shí)，這些名稱全部都遭到了拒絕。
在接下來(lái)的一輪名稱遞交申請(qǐng)中，令人非常吃驚的是他們認(rèn)可了我們的第一選擇——National Instruments。
當(dāng)我們集體簽名從本地銀行借出10,000美元后，購(gòu)買了一臺(tái)電腦并開(kāi)始了產(chǎn)品研發(fā)。我們最初使用的工作間是我們的車庫(kù)，后來(lái)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(guó)家儀器搬進(jìn)了它的第一個(gè)300平方英尺的辦公室。

在1977年，我們通過(guò)陌生的電話將我們的首個(gè)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(jì)3套產(chǎn)品，并且雇傭了一個(gè)兼職的行政助理。
1978 年7月，公司搬遷到了一個(gè)600平方英尺的場(chǎng)地。9月份，公司的發(fā)展遇到了一個(gè)十分危機(jī)關(guān)頭。雖然大家竭盡全力，但是事情并沒(méi)有向我們預(yù)期的那樣發(fā)展。然 而，我們沒(méi)有放棄，而是投入更多的金錢和決心，并且有計(jì)劃的行動(dòng)。我們給大約1000多名工程師和科學(xué)家寄去了產(chǎn)品宣傳單，建議他們使用通過(guò)電腦傳送和處 理測(cè)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(yīng)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B(niǎo)ill則是在1980年4月1日加入的。從此，我們開(kāi)始了新的征程。

圖 1－4 躊躇滿志

今天，我可以十分驕傲的說(shuō)：美國(guó)國(guó)家儀器公司在虛擬儀器領(lǐng)域是一個(gè)科技先鋒者和領(lǐng)導(dǎo)者，虛擬儀器這一創(chuàng)新理念已經(jīng)改變了各個(gè)領(lǐng)域的工程師和科學(xué)家們進(jìn)行測(cè)試測(cè)量和自動(dòng)化的方式。
30 多年的發(fā)展歷程中，美國(guó)國(guó)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(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，其中包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)采用PC和現(xiàn)成的商業(yè) 技術(shù)，虛擬儀器通過(guò)集成的軟件，比如圖形化開(kāi)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(cè)量和控制硬件，降低了用戶在測(cè)試、控制和設(shè) 計(jì)領(lǐng)域應(yīng)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！