Sondeur de canaux de télécommunication 5G conçu par l'opérateur télécoms AT & T avec les instruments PXIe et LabVIEW FPGA de National instruments

Les applications et nouveautés que National Instruments a présenté cette semaine à NIDays 2017

  • La 20ème édition de NIDays s’est tenue hier, 7 novembre 2017, au Palais des Congrès de Paris.
  • Malgré le changement de date, les visiteurs ont été fidèles au rendez-vous annuel de National Instruments.
  • Cette manifestation est l’occasion pour le constructeur texan et ses partenaires de présenter des produits lancés durant l’année écoulée, de mettre l’accent sur quelques technologies clés, et de faire le point sur la façon dont elles sont mises en œuvre sur le terrain.
  • Voici donc un aperçu de certaines solutions matérielles et logicielles ainsi que des applications industrielles que les visiteurs ont pu y découvrir.

 
Frédérick Drappier, directeur général de National Instruments France, observe d’un œil satisfait le départ des derniers visiteurs et les partenaires affairés par quelques ultimes échanges avant la clôture de l’exposition. La journée s’est bien déroulée. NIDays sera très certainement un bon cru, dans la lignée des éditions précédentes qui ont réuni un millier de participants. Ce qui n’était pas gagné d’avance. Car NIDays, la manifestation annuelle de National Instruments et de ses partenaires, a changé de date. Elle s’est déroulée le 7 novembre alors que les précédentes éditions se tenaient en début d’année. « Ce changement de date ainsi que les diverses perturbations dans les transports auraient pu impacter la fréquentation de NIDays. Cependant, dès le premier Keynotes, à neuf heures, j’ai été agréablement surpris : l’amphithéâtre du Palais des Congrès était quasiment plein », indique Frédérick Drappier qui a donné le coup d’envoi de la 20ème édition.

La salle était effectivement bien remplie, seuls quelques fauteuils épars restaient vides. Dans le monde du test et de la mesure, seul National Instruments (NI) peut se prévaloir de disposer de la capacité, avec l’aide de ses partenaires, de rassembler sur une seule journée autant d’ingénieurs, chercheurs et techniciens. La conférence démarre sur les chapeaux de roues. Le rythme est soutenu. Normal, on ne peut plus perdre de temps. L’heure est à l’accélération. Le maître de cérémonie, Richard Keromen, responsable marketing de la région Méditerranée, ne cesse-t-il pas de rappeler que les plates-formes logicielles et matérielles de NI ont pour vocation d’accélérer les tests ? Si bien que, ne disposant pas d’interface de communication Thunderbolt ni de liaison série PCI Express de troisième génération, le stylo de votre serviteur a du mal à suivre le débit soutenu. D’autant plus difficilement que le bloc notes, offert par Saphir à tous les visiteurs, n’offre aucune capacité de reconnaissance vocale.

Il faut aller vite. L’objectif de cette conférence inaugurale n’est pas de délivrer en 90 minutes chrono un cours magistral sur les nouvelles techniques de mesures mais de donner un aperçu rapide des produits lancés par NI durant l’année écoulée, de mettre l’accent sur quelques technologies clés, et de faire le point sur la façon dont elles sont mises en œuvre sur le terrain. Et donc de donner la parole à quelques entreprises utilisatrices afin d’expliquer les raisons de leurs choix et les bénéfices qu’elles en tirent.
 
Système des sondage de canaux 5G conçu par AT & T et NI

Sondeur de canaux de télécommunication 5G conçu par l’opérateur télécoms AT & T

 
Télécommunication mobile 5G
La première application abordée concerne une application techniquement très pointue concernant les recherches les plus avancées dans le secteur des télécommunication mobiles de 5ème génération (5G) mais sur laquelle les efforts des plus importants fabricants de test et mesure électroniques se focalisent : le sondage de canal. L’opérateur télécoms américain AT & T a développé un sondeur de canaux, surnommé le « Porc-épic », qui intègre les solutions modulaires au format PXIe et la plate-forme logicielle LabVIEW FPGA de National instruments. Cet équipement réalise la surveillance et la mesure des paramètres de canal en temps réel. Il met en œuvre une architecture basée sur le système émetteur-récepteur de NI dans le domaines des ondes millimétriques. Il permet des mesures d’angle d’arrivée (AoA) en 150 millisecondes et l’affichage des résultats en temps réel.
 
Test de signaux RF & Hyper
C’est l’occasion pour NI de rappeler le lancement d’une tête radio destinée à ce type d’application couvrant la gamme de fréquence de 28 GHz qui vient compléter celle déjà disponible à 74 GHz. Les applications traitant des signaux radiofréquences sont gourmandes en bande passante et en capacité de traitement. Aussi, la gamme d’instruments modulaires VST, qui combine dans le même module PXI des capacités de génération et d’analyse de signaux vectoriels conjuguées à une personnalisation des tests via un circuit FPGA embarqué, vient d’être complétée par le module PXIe-5820. « Il s’agit du premier VST en bande de base avec 1 GHz de bande passante I / Q . Il est conçu pour répondre aux applications de test RF les plus complexes telles que les tests d’amplificateurs, de pré-distorsion numérique, d’agrégation de porteuse LTE et de composants pour la 5G », déclare Richard Keromen.
 
Contrôleur PXI communiquant via une liaison Thunderbolt présenté à NIDays 2017

Présentation du contrôleur PXI communiquant via une liaison Thunderbolt

 
Une vague de nouveautés
La présentation d’un grand nombre d’autres nouveautés défilent ensuite à vitesse grand V sur l’écran géant de l’amphithéâtre :

  • Un module FlexRIO doté d’un circuit FPGA Ultrascale, capable de traiter 1024 points de FFT par seconde.
  • Une API Phyton compatible avec l’instrumentation modulaire de NI
  • Un contrôleur PXI communiquant via une liaison Thunderbolt
  • La gamme de générateurs arbitraires PXIe-54×3 au format PXI Express
  • La famille d’oscilloscopes PXIe-5172 au format PXI Express
  • Un contrôleur PXI doté d’une interface PCI Express 3.0
  • Une source d’horloge Rubidium au format PXI
  • Une unité Sourcemètre (SMU) de forte densité au format PXI
  • Des racks 19 » clés en mains configurables et prééquipés de l’infrastructure mécanique, électrique et de sécurité requise par des bancs de test.

 

Bâtis-racks configurables de National Instruments pour test automatique
Bâti-rack configurable pour test automatique

 
Hager uniformise ses moyens d’essais
Après cette liste d’annonces qu’on imagine non exhaustive, c’est Christophe Hilic responsable industriel d’Hager qui est invité sur l’estrade. Hager est une entreprise familiale française, spécialisée depuis 1955 dans les produits et solutions électriques pour l’habitat et le tertiaire et la gestion technique des bâtiments. Elle souhaitait standardiser les moyens de test exploités sur ses 25 sites de production répartis à travers le monde. L’objectif : «  réduire les coûts, uniformiser les outils de test, et favoriser l’échange et le partage d’expériences entre les différentes usines », rapporte Christophe Hilic. Pour ce faire, Hager a bien entendu opté pour les solutions de NI : instrumentation PXI, unité de radio logicielle (USRP) pour traiter les communications sans fil selon les protocoles standards actuels et à venir, et TestStand, l’environnement logiciel de gestion de test. Résultat : « une réduction de 50 % en volume de nos bancs de test », assure Christophe Hilic.
 
TSN : synchronisme et déterminisme sur Ethernet
NI a profité de ce keynotes pour rappeler son engagement en faveur de l’émergence de standards. Pierre Guillemaud de Cisco, est donc venu expliquer les motivations de son entreprise à s’engager depuis 2012 avec le constructeur texan ainsi qu’une douzaine d’autres partenaires, dans le développement de la technologie TSN (Time Sensitive Networking). TSN vise à fournir les moyens de construire des systèmes distribués, dotés de capacités de synchronisation d’Entrées/Sorties, d’exécution de code et de communication déterministe entre boucles de contrôle et de mesure distribuées, en s’appuyant sur le protocole Ethernet standard. « L’industrie du futur et l’exploitation massive de données exigent la mise en place d’infrastructures réseaux adaptées et sécurisées. La technologie TSN fait partie des briques essentielles pour relever ce défi », souligne Pierre Guillemaud. Un module d’acquisition CompactDAQ supportant ce standard permettant de cascader et de synchroniser plusieurs unités déportées vient d’être annoncé en complément de la solution CompactRIO déjà disponible depuis un an.
 
Eurovia déploie des moyens de mesures distribués sur le terrain
Cette technologie a déjà fait ses preuves sur le terrain. Bertrand Pouteau et Kamal Berrada d’Eurovia sont venus en témoigner. Le fabricant d’infrastructures de transport se doit de valider en conditions opérationnelles les solutions qu’il met en œuvre. Cela passe par des campagnes de mesures à l’aide de solutions embarquées et autonomes. Ce qui représente pas moins de 400 capteurs déployés sur dix sites dont il faut acquérir les mesures, les transférer sur serveurs, les sauvegarder et les traiter. Pour le dernier tronçon de la ligne TGV entre Paris et Bordeaux, mise récemment en service par la SNCF, Eurovia a mis en place, avec le concours de l’intégrateur Saphir, une application tournant sur LabVIEW et exploitant la plate-forme d’entrées/sorties et de traitement déportée CompactRIO embarquant un circuit FPGA pour les traitements embarqués. « Une grande panoplie de capteurs, incluant des capteurs à fibres optiques, a été installée sur les rails. Ces capteurs opérant à différentes fréquences, leur synchronisation était primordiale », note Kamal Berrada.
 

Solutions de test automobile de National Instruments
Solutions PXI pour les tests automobiles

 
Les défis des tests d’asssistance à la conduite automobile
Une multitude de capteurs sont également depuis longtemps embarqués dans les automobiles. Mais avec la multiplication des radars, des systèmes de vision et les promesses de la conduite autonome, leur nombre et leur complexité ne cessent d’augmenter. Ce qui ne facilite pas la tâche des équipes de test d’autant qu’il n’est pas possible, et trop coûteux, de valider le fonctionnement de ces capteurs sur route en conditions réelles. « On ne peut pas garantir la répétabilité des mesures lorsqu’on ne maîtrise pas l’environnement. Et il n’est pas envisageable, car trop risqué, de provoquer des erreurs de fonctionnement lors de tests sur route d’autant qu’elles sont aléatoires et incontrôlables », explique Laurent Chatard de Konrad Technologies venu exposer les avancées des travaux d’ADAS IIT. Ce consortium rassemble quatre partenaires allemands de l’Alliance National Instruments (Konrad Technologies GmbH, SET GmbH, S.E.A. Datentechnik GmbH, measX GmbH & Co. KG) qui collaborent pour la conception de solutions de test de systèmes d’assistance à la conduite (ADAS pour Advanced Driver Assistance Systems) afin de contribuer au développement des véhicules autonomes. Ces spécialises des systèmes ADAS proposent des solutions pour le test virtuel de véhicules reposant sur une plate-forme NI et combinant la fusion de capteurs, les tests HIL (Hardware in the Loop), les technologies de communication V2X (véhicule vers tout autre équipement), la simulation de géolocalisation GNSS et les systèmes intégrés de gestion de données.
 
Enregistrement et affichage de données en quelques clics
Cette solution de test avancé repose sur l’environnement logiciel LabVIEW et une instrumentation PXI. Toutes les applications de mesure ne réclament cependant pas un tel arsenal. Pour l’acquisition de quelques points à plusieurs dizaines de points de mesures, un tel outillage logiciel peu être surdimensionné. Aussi, Richard Keromen s’est réjouit d’annoncer le lancement de FlexLogger, un logiciel d’enregistrement de données, basé configuration, n’exigeant pas de programmation. Le responsable marketing de NI a alors démontré qu’il était possible en quelques clics de collecter et visualiser sur un graphe aux dimensions ajustables les valeurs acquises par un système CompactDAQ et d’en extraire les valeurs détaillées.
 

Logiciel LabVIEW NXG de National Instruments
LabVIEW NXG la nouvelle génération du logiciel de conception graphique de systèmes

 
LabVIEW change de génération
Ce keynotes matinal, ne pouvait s’achever sans un coup de projecteur sur LabVIEW, produit phare et chef d’orchestre de la plate-forme de NI, et qui a révélé quelques instants auparavant sa faculté d’adaptation à une diversité d’applications par son utilisation tout aussi bien par Eurovia et ADAS IIT. Le cru 2017 de LabVIEW est cependant passé sous silence. Cette année, la part belle est donnée à la première version de la nouvelle génération du logiciel de conception graphique de systèmes : LabVIEW NXG qui a été repensée afin de réaliser rapidement des mesures et d’accéder instantanément aux résultats tout en rendant la programmation graphique accessoire. A terme, LabVIEW NXG remplacera la plate-forme LabVIEW actuelle. La version NXG 2.0 est déjà sur la rampe de lancement. Quelques éléments de la version Béta seront dévoilés, mais l’annonce de toutes les nouvelles fonctionnalités sera réservée aux participants de NIWeek qui se tiendra en mai prochain à Austin, la ville texane où siège National Instruments.
 
Youssef Belgnaoui