לארי דז’ארדן, Agilent Technologies
רבים מכם שמעו בוודאי את החדשות אודות ההשקה הרחבה של Agilent למכשור הבדיקה המודולארי מסוג PXI ו-AXIe (AdvancedTCA Extensions for Instrumentation and Test). מדובר בהשקה הבודדת הנרחבת ביותר בתולדות Agilent של מוצרים מודולאריים וייתכן שאף ההשקה הרחבה ביותר בתולדות הענף כולו. מחויבותה העמוקה של Agilent לניצול נסיונה בתחום המדידות והרחבתו גם לזירה המודולארית תבטיח למשתמש חופש בחירה חסר תקדים לאופן יצור ותכנון מערכות הבדיקה.
המאמר מתייחס גם להיבט נוסף של השקה זו, תוך התמקדות בחשיבה ש”מאחורי הקלעים” אשר הובילה לאירוע זה, וכן במשמעות האירוע לענף כולו.
מעצם מהותו, ענף מיכשור המדידה מקדם חדשנות ומספק תובנות קריטיות והבטחה לפיתוח ולמסחור של טכנולוגיות חדשות. המגוון הרחב של היישומים – החל מאלה המיועדים לשימוש במעבדה, דרך בדיקות אוטומטיות– מצריך זמינות של מגוון רחב של מכשירים שיוכלו לתת מענה לצרכים אלה; בין אם במכשור מעבדתי, נייד או מודולארי. Agilent אינה חדשה בתחום המכשור המודולארי, וזאת לאור העובדה שהיא מספקת מוצרים מודולאריים מאז שנות ה-70 ושימשה ככוח המניע מאחורי ה-VXIbus. עם זאת, מאז ראשית שנות ה-2000, Agilent מילאה תפקיד שולי בלבד בזירה המודולארית.
הצמיחה הגלויה של המכשור המודולארי הביאה לכך, כי בשנת 2009 פתחה Agilent במחקר מקיף שמטרתו הייתה לזהות את גורמי המפתח אשר מניעים את צרכי הלקוחות ואת משלבי המערכות בתהליך ההטמעה של גורמי תצורה מודולאריים. תוצאות המחקר הובילו לזיהוי של ארבעה מאפיינים עיקריים בקרב הלקוחות:
עלות, מהירות, גמישות וגודל. עלות אינה מחיר בלבד, אלא למעשה “עלות הבעלות הכוללת”, (כולל עלויות פיתוח, שירות ותמיכה). המהירות קשורה בתפוקה הכוללת של מערכת הבדיקה וכוללת את זמן המדידה הטרנזקציונאלי. גמישות היא התפיסה המופשטת מכולם ועם זאת הקריטית ביותר, הקשורה במערכות פתוחות, ערבוב והתאמה של מודולים ויצרנים שונים, הגדרה מחדש של תצורת מערכת הבדיקה וכן הלאה. לבסוף, סוגיית הגודל התבררה כקשורה בעיקרה (אולם לא תמיד) בצמצום שטח המדף, כיוון שרוב המערכות מותקנות בארונות EIA.
בחירה בנתיב חדש
מתוך מודעות לארבעת מרכיבים אלה, Agilent קיבלה החלטה פנימית לחדור בצורה מסיבית לשוק המודולארי, במטרה לספק מענה לצרכים המודולאריים. כדי לעשות זאת, נאלצה Agilent להתמודד עם שאלה קריטית: כיצד להתארגן?
Agilent מתאפיינת בפריסה רוחבית אדירה של טכנולוגיות, אשר מסווגות לפי חטיבות אנכיות. האם עליה למקד את המאמצים או לשמור על השקעות מבוזרות? רון נרססיאן, הנשיא והמנכ”ל של קבוצת המדידה האלקטרונית של Agilent, החליט כי התשובה טמונה בגיבוש מערך פעילות חדש – חטיבת המוצרים המודולאריים (MPO) – אשר תפעל תחת שני כובעים. המערך החדש יתמקד בהשקת מוצרים מודולאריים משלו ובד בבד יגדיר את התוצרים הארכיטקטוניים והמאפיינים עבור המוצרים שמקורם בחטיבות השונות של Agilent.
חטיבת ה-MPO הגדירה תחילה את ערכת המוצרים המודולאריים הייחודית שלה. לאחר מכן, גובשה ערכת הנחיות לפיתוח ולהשקה של המוצרים המודולאריים של כלל Agilent. על-ידי התבססות על הנחיות אלה, כל אחת מחטיבות Agilent תוכל לתרום מודולים לקו המוצרים המודולאריים, אשר יתאפיינו במראה ובתחושה של המודולים שפותחו על-ידי MPO. “חוויית לקוח משותפת” זו מבטיחה רמת עקביות גבוהה של כלל המוצרים המודולאריים של Agilent וכיוון שהמוצרים ניתנים לפיתוח בתוך כל אחת מחטיבות Agilent, היא אף מהווה ערובה למספר גדל והולך של מכשירים מודולאריים. זו אחת מאבני היסוד של מוצרי Agilent.
בחירת תקן מודולארי
לאחר הקמת הארגון החדש, Agilent מיקדה את מאמציה בשאלה: איזה תקן מודולארי עליה להטמיע?
בסופו של דבר, הוחלט לבחור בתקן המודולארי PXI – הידוע יותר – ו-AXIe – החדש יותר.
תקן PXI נבחר, אולם הוא לכשעצמו בא לידי ביטוי בשלוש צורות: תקן ה-PXI-1 המקורי, המבוסס על PCI, PXIe המבוסס על PCI Express וכן תקן PXI-1 היברידי, אשר משתמש ב-PCI אולם מתאפיין בשילוב מחברים אשר מאפשר את הכנסתו לחריץ היברידי תואם. כל השלושה מתאפיינים במחברים שונים! החברה קיבלה החלטה, כי יותר השימוש אך ורק במודולים המסוגלים לעבוד בחריץ היברידי, והמשמעות היא כמובן מודולי PXIe או מודולים PXI-1 בעלי תאימות היברידית. אילו היה מישהו ממציא תושבת המצוידת ב-16 חריצים היברידיים, היינו יכולים להגשים את החזון המודולארי, הגורס כי ניתן להכניס כל מודול לכל חריץ ולמנוע מן המשתמש את ההתמודדות עם מורכבות זו. גם חזון זה הפך ליעד מבחינת Agilent.
הבחירה ב-PXI הייתה פשוטה למדי לאור היותו תקן מבוסס, אולם מימוש פוטנציאל המכשירים המודולאריים במלואו חייב יצירה של תקן חדש עבור היישומים התובעניים ביותר, והצורכים הספק גבוה במיוחד. למרבה המזל, גם שתי חברות אחרות – Aeroflex ו-Test Evolution Corporation – חשבו אף הן בצורה דומה. יחד עימן יצרה Agilent את קונסורציום ה-AXIe, במטרה לפתח תקן מסוג זה. בדומה ל-VXI, PXI ואחרים, ה-AXIe שפותח הנו תקן תעשייה, הפתוח לכלל היצרנים. כיום כולל הקונסורציום שמונה חברות.
מפרט ה-AXIe ההתחלתי פורסם ב-30 ביוני, 2010, 7 חודשים בלבד לאחר הקמתו של קונסורציום ה-AXIe. בעיקרון, ה-AXIe הוא “אחיו הגדול” של ה-PXI ומתאפיין בביצועים גבוהים יותר. הוא דומה ל-PXI מנקודת המבט של הבקר וחולק את ממשק ה-I/O הסטנדרטי PCIe, אולם מספק שטח לוח הגדול פי 6 וכן קירור, אשר מתאים למכשירים המודולאריים גבוהי ההספק. בנוסף, ה-AXIe מתאפיין ביכולת הרחבה מעולה (1 עד 14 חריצים, תצורות אופקיות ואנכיות ומתאמי PXI/PCI), צפיפות גבוהה לאינץ’ מדף וערוץ תקשורת מקומי התומך במהירויות נתונים שגבוהות מ-600Gb/s מדובר בארכיטקטורה מצוינת עבור ממירים דיגיטליים וממירי נתונים, שהנם מוצרים חיוניים עבור כל יישום מודולארי הקיים בשוק.
אחת ההחלטות הקריטיות שעמה נדרשה Agilent להתמודד נגעה לסביבת פיתוח התוכנה המצריכה תמיכה. נושא זה עלול לגרום תסכול רב ללקוח. במקרה זה קולו של הלקוח נשמע בצורה ברורה וחד-משמעית: תמיכה בכל סביבות הפיתוח הפופולריות – וכך בדיוק נוהגת Agilent. כל מודול של Agilent כולל דרייברים לסביבות: IVI-C, IVI-COM ו G ו LabVIEW.
בין אם מדובר ב-Microsoft Visual Studio, .NET, Agilent VEE, MatLAB, LabVIEW ואפילו Excel, הדרייברים IVI-C, IVI-COM ו-LabVIEW מאפשרים ללקוח לפתח יישומים במהירות בסביבה הרצויה לו. התקן דרייברים אלה ממוטבים לניצול ארכיטקטורת ה-PCIe, המבוססת על מיפוי זיכרון, תוך שימוש בגישה ישירה לאוגרי הזיכרון לצורך אפשור יכולות התפוקה הגבוהות של PXI ו-AXIe.
ההשקה מהדהדת ברחבי העולם
במהלך כינוס IEEE AUTOTESTCON 2010 שנערך בחודש ספטמבר השיקה Agilent את משפחת המוצרים המודולאריים שלה תוך הכרזה של 46 מוצרים אשר מכסים למעשה את כל מגוון הישומים, מ-DC ועד lightwave. מוצרים אלה מספקים ללקוחות הרחבה דרמטית של היכולות וכוללים למשל את נתח האותות בתדרי מיקרוגל הראשון בענף, הפועל עד 26.5 גה”צ, כולל 250 מה”צ של רוחב פס מיידי. מוצרים נוספים כוללים מולטימטר דיגיטלי מהיר במיוחד (DMM), יותר מ-20 סוגי מתגים, מחולל צורת גל אקראית (AWGs) וכן דיגיטייזרים, סקופ המשמש לדגימה, כמו גם BERT ונתח תקשורת דיגיטלי, המסוגל לבצע בדיקות מקמ”שים אופטיים במהירות גבוהה (איור 2). עם המוצרים שהוצגו בזירת ה-PXI נכללת גם תושבת (main frame) עם 16 חריצים היברידיים – המספר הגבוה ביותר של חריצים שקיים בכל תושבת שהיא – וטכניקה חדשנית של זרימת אוויר, אשר מותירה את גובה המדף ברמה מינימלית. החריצים ההיברידיים מאפשרים למהנדסים לערבב ולהתאים באופן חופשי את מודולי ה-PXIe או ה-PXI, לצורך השגת הגמישות הנדרשת על-ידי מרכיבי המערכות.
בכל הנוגע למבנה החדש של ה-AXIeי,Agilent הציגה את המכשיר הראשון המסוגל לעבוד בסביבת AXIe 1.0: נתח PCIe Gen 3 גבוה מהירות. הנתח, המפזר עד 150 ואט בחריץ, מהווה דוגמה מוצלחת לפונקציונליות שאותה לא ניתן להשיג בקלות באמצעות PXI. בנוסף, הוצגו גם תושבות AXIe של 2 ושל 5 כרטיסים, המספקים לענף סביבת פיתוח מוצרים עבור תקן חדש זה.
אף על פי שה-AXIe הנו תקן חדש, קיימת סבירות כי טמון בו פוטנציאל רב מבחינת המכשירים המודולאריים. העובדה כי שטח הלוח הגדול יכול להוביל לשטח מדף קטן יותר עשויה להיראות כפרדוקס, אולם הדבר בהחלט נכון: המארז שבנוי אופקית מספק טביעות רגל שלרוב הנן קטנות יותר מאשר אלה שמספק ה-PXI – מדובר בגודל 2U בלבד עבור 2 חריצי מכשירים ובגודל 4U עבור 5 חריצי מכשירים, בהספק של 400 ו-1000 ואט עבור קירור מכשירים, בהתאמה.
הערכת ההצלחה בהווה ובעתיד
מה הייתה אפוא התוצאה של ההחלטות שקיבלה Agilent? התשובה הברורה היא כי הלקוחות נהנים מגישה למגוון רחב של מוצרים מודולאריים. היצע מכשירי המדידה ש- Agilent מציגה עבור המכשור המודולארי צפוי להרחיב את השימוש במוצרים מודולאריים באפליקציות רבות. הדבר יאפשר יכולות חדשות, אשר לא היו זמינות כלל לרוחב טכנולוגיות אנלוגיות ודיגיטליות, כמו גם לרוחב טכנולוגיות RF, מיקרוגל ו-lightwave.
המכשירים המודולאריים מספקים גם ל Agilent עצמה יתרון מעניין. Agilent משקיעה מיליוני דולרים בפיתוח טכנולוגיות מדידה מהפכניות, כגון ממירי נתונים ורכיבי מיקרוגל. לאחר הפיתוח עשויות לחלוף שנים עד להפיכת הטכנולוגיה למכשיר מסורתי. כעת, הנתיב המודולארי מספק ל Agilent אופציה נוספת ומאפשר להפוך את הטכנולוגיה החדשה למודול בתוך זמן קצר (חודשים במקום שנים). יש לצפות, כי טכנולוגיות מהפכניות נוספות תהפוכנה למודולים בקרוב!
לסיום, השקת המוצרים של Agilent נותנת גושפנקא למוצרים המודולאריים בעיני לקוחות רבים, שבעבר חככו בדעתם לגבי השימוש במערכות המודולאריות. הצמיחה המואצת של השוק המודולארי תהפוך אותו לאטרקטיבי בעיני כלל היצרנים ומשלבי המערכות.
עתיד הבדיקות
גם אם חדירתה הדרמטית של Agilent לשוק המוצרים המודולאריים מהווה אירוע משמעותי בענף, עלינו לזכור כי פלח המכשור המודולארי עדיין מהווה חלק זעיר משוק המכשירים המסורתי. רק לעתים רחוקות עשויה הבחירה בפלטפורמה בלעדית אחת לספק את התשובה הנכונה עבור כל תרחיש בדיקה. בדרך כלל, המהנדס יידרש להתמודד עם חופש בחירה רחב – בהקשר עם מכשירים מודולאריים ומסורתיים כאחד. להערכת המחבר, ברגע שהמכשירים המסורתיים יטמיעו את ה-PCIe כפרוטוקול תקשורת פנימי וחיצוני, הגבולות ביניהם ייטשטשו. אין ספק, כי העתיד צופן בחובו שלל הזדמנויות מרתקות!
