National Instruments

National Instruments (также известна как NI) — американская компания, специализирующаяся на разработке и производстве оборудования и программного обеспечения для автоматизации измерений, сбора данных, тестирования и управления технологическими процессами. Основана в 1976 году в Остине, штат Техас, США. Ключевые продукты компании включают платформу графического программирования LabVIEW, модульные измерительные системы PXI, компактные контроллеры CompactRIO и программно-определяемые радиоустройства USRP. В 2023 году компания была приобретена Emerson Electric Co. и в настоящее время функционирует в составе этого конгломерата.

История

Основание и первые годы

Компания National Instruments была основана в 1976 году тремя инженерами — Джеймсом Тручардом, Джеффом Кодоски и Уильямом Новалином. Первоначально компания занималась разработкой интерфейсных плат для мини-компьютеров, позволяющих подключать измерительные приборы. В 1983 году компания выпустила первый продукт — GPIB-адаптер для IBM PC, что позволило подключать стандартные измерительные приборы к персональным компьютерам.

Разработка LabVIEW

В 1986 году компания представила первую версию LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) — среды графического программирования, предназначенной для создания виртуальных приборов. LabVIEW стала ключевым продуктом NI, определившим её дальнейшее развитие. В отличие от традиционных текстовых языков программирования, LabVIEW использует графический язык G, где программы создаются в виде блок-схем. Это сделало разработку измерительных и управляющих систем доступной для инженеров, не имеющих глубоких навыков программирования.

Расширение продуктовой линейки

В 1990-е годы компания активно расширяла ассортимент. В 1997 году была представлена платформа PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) — модульная архитектура для создания измерительных и тестовых систем на базе шины PCI. В 2000-е годы появились компактные контроллеры CompactRIO (cRIO), предназначенные для встраиваемых систем и промышленной автоматизации, а также программно-определяемые радиоустройства USRP (Universal Software Radio Peripheral).

Приобретение Emerson Electric

В 2023 году компания была приобретена американским промышленным конгломератом Emerson Electric Co. за 8,2 миллиарда долларов США. После завершения сделки бренд National Instruments продолжил существование в составе Emerson, а её продукты интегрированы в портфель решений для автоматизации и управления.

Продукты и технологии

LabVIEW

LabVIEW — это среда графического программирования, используемая для создания приложений сбора данных, управления приборами, обработки сигналов и визуализации. Программы в LabVIEW называются виртуальными приборами (Virtual Instruments, VI). LabVIEW поддерживает работу с широким спектром оборудования, включая платы сбора данных, модульные измерительные системы и контроллеры. Среда доступна для операционных систем Windows, macOS и Linux, а также для встраиваемых платформ.

PXI

PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) — это открытая модульная архитектура для создания измерительных и тестовых систем. Системы PXI состоят из шасси, контроллера и модульных приборов (например, осциллографов, генераторов сигналов, мультиметров). PXI широко используется в аэрокосмической, автомобильной и оборонной промышленности для автоматизированного тестирования электроники.

CompactRIO

CompactRIO (cRIO) — это семейство компактных контроллеров реального времени, предназначенных для встраиваемых систем и промышленной автоматизации. Контроллеры cRIO оснащены программируемой вентильной матрицей (FPGA) и поддерживают подключение различных модулей ввода/вывода (I/O). Они используются в робототехнике, мониторинге состояния оборудования, управлении производственными линиями и научных исследованиях.

USRP

USRP (Universal Software Radio Peripheral) — это семейство программно-определяемых радиоустройств, предназначенных для разработки и тестирования систем беспроводной связи. USRP используются в исследованиях в области когнитивного радио, прототипирования 5G/6G, а также в образовательных целях. Устройства поддерживают работу в широком диапазоне частот — от постоянного тока до 6 ГГц и выше.

NI-DAQmx

NI-DAQmx — это драйвер и программное обеспечение для управления платами сбора данных (DAQ). DAQmx предоставляет единый API для работы с аналоговыми и цифровыми сигналами, таймерами и счётчиками. Поддерживается интеграция с LabVIEW, C/C++, Python и другими языками программирования.

Применение

Научные исследования и образование

Продукты National Instruments широко используются в университетах и научно-исследовательских институтах. LabVIEW и оборудование NI применяются для проведения лабораторных работ, создания экспериментальных установок и обработки данных. Компания активно поддерживает образовательные программы, предоставляя лицензии на LabVIEW для учебных заведений.

Промышленная автоматизация

В промышленности контроллеры CompactRIO и системы PXI используются для мониторинга и управления технологическими процессами, тестирования качества продукции и диагностики оборудования. NI также предлагает решения для автоматизации испытаний в автомобильной, аэрокосмической и электронной промышленности.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

В аэрокосмической отрасли системы PXI и CompactRIO применяются для тестирования авионики, систем управления полётом и бортового оборудования. В оборонной сфере NI поставляет решения для создания испытательных стендов, систем радиолокации и связи.

Телекоммуникации

Программно-определяемые радиоустройства USRP используются для разработки и тестирования протоколов беспроводной связи, включая LTE, 5G и Wi-Fi. NI также предлагает платформы для тестирования базовых станций и мобильных устройств.

Критика и конкуренция

Критика

Основные претензии к National Instruments связаны с высокой стоимостью продуктов и лицензий на программное обеспечение. LabVIEW, несмотря на свою популярность, критикуется за закрытость и ограниченную совместимость с другими языками программирования. Кроме того, некоторые пользователи отмечают сложность миграции с LabVIEW на другие платформы из-за привязки к экосистеме NI.

Конкуренты

Основными конкурентами National Instruments являются компании Keysight Technologies (ранее Agilent Technologies), Rohde & Schwarz, Tektronix, а также производители открытых платформ, такие как Raspberry Pi и Arduino (в образовательном сегменте). В области программного обеспечения для сбора данных конкуренцию составляют MATLAB/Simulink от MathWorks и Python с библиотеками SciPy и NumPy.

Интересные факты

• Название «National Instruments» было выбрано основателями, чтобы подчеркнуть национальный масштаб деятельности компании, хотя впоследствии она стала международной.
• LabVIEW изначально разрабатывался только для Macintosh, но позже был портирован на Windows и другие платформы.
• Компания ежегодно проводит конференцию NIWeek, на которой представляет новые продукты и технологии. После приобретения Emerson конференция была переименована в Emerson Exchange.
• В 2020 году National Instruments была включена в список 100 лучших компаний для работы по версии журнала Fortune.

Источники

• National Instruments. (2023). LabVIEW User Manual. National Instruments Corporation.
• Emerson Electric Co. (2023). Emerson Completes Acquisition of National Instruments. Emerson Press Release.
• Truchard, J. (2016). The History of LabVIEW. National Instruments White Paper.
• Kodosky, J. (2020). Graphical Programming and the Evolution of LabVIEW. IEEE Spectrum.