拡張性を常に�T識、テクノロジーを未来へ発�tさせるNIの成長戦�S
半導��企業やその関連企業はすべてテクノロジー企業である。テクノロジー企業を成長させるためには����や�\術に発�t性あるいは拡張性を�eたせることが��要だろう。拡張性があれば�J�Tの�v路やシステムは、再�W(w┌ng)��し低コストで次の世代のテクノロジーにつなげることができる。半導��メーカーではないが、�R定�_(d│)メーカーから出発したNational Instruments社は、拡張性あるテクノロジーを開発し��け成長している(図1)。
図1 ITバブル、リーマンショックを除き成長を��けるNI 出�Z：National Instruments
オシロスコープやスペクトラムアナライザ等の�R定�_(d│)はかつて専��機だった。���R�霾�の検出�_(d│)やサンプラーなどからアンプを経て、�R定データはA-D変換されデジタル的に処理される。統��的データ処理やディスプレイ表��の�霾�もある。そこで、デジタルデータ処理やディスプレイはパソコンで代��できるだろうと考えれば、�R定�霾�だけをハードウエアボードに組み、そのハードウエアボードにプロセッサやマイコンなどのプログラム半導��を載せ、�U御するためのソフトウエアを設ければ、�@��の�R定�_(d│)ができる。これをNI社は当初、Virtual Instrument（仮�[���R�_(d│)）と�}んだ。ソフトウエアとハードウエアボードを��えると、オシロにもシンクロにも、スペアナ、カーブトレーサにもなる。
NI社は、アップルのパソコン「マッキントッシュ」をモデルにしてGUIを�W(w┌ng)��する�v路設��ツール「LabVIEW」を開発した。LabVIEWは電子�v路だけではなく、機械����をつないで����を作るための機械設��ツールとしても使える。モノづくりの�@��的な設��ツールである。このためLabVIEWのユーザーは、電子�v路エンジニア、機械設��エンジニアなど幅広い。しかも、シミュレーションモデルも搭載されているためテスト機�Α⊆��R機�Δ發△襦�NIのマーケティング担当バイスプレジデントのEric Starkloff��は、「（子供のおもちゃである）レゴブロックを使ったさまざまなモノづくりから、�c間宇宙ロケットのSpaceXやCERNの巨�j(lu┛)加�]�_(d│)の設��・テストまでLabVIEWが使われている(図2)」と語る。
図2 設��・テストツールであるLabVIEWはレゴからSpaceXの設��にまで使われている 出�Z：National Instruments
1986�Qに最初のLabVIEW1.0を開発して以来、1990�QにLabVIEWコンパイラ、2011�QはLabVIEW FPGA IP BuilderやLabVIEW DSP Design Module等を発表し、今�QはLabVIEW 2012をリリースした。同社の創業�vの�k人でありCEOでもある、ドクターTこと、James Truchard��は、最初の基調講演で、やはり創業�vの�k人でビジネス＆テクノロジー・フェローであるJeff Kodosky��をLabVIEWの�zとして紹介した。Jeffは「マッキントッシュのGUIは直�菘�にわかりやすく、�R定�_(d│)もプログラムコードからできるだけ高いレベルの抽��(j┫)度を求めてLabVIEWを開発した」と述べている。
LabVIEW 2012では、新しいテンプレートとサンプルプロジェクトという機�Δ鮴澆韻拭�テンプレートには、ユーザーが作る新しいシステムの����確認と拡張性を考慮した設��を最初から�Eり込んでいる。最もよく�W(w┌ng)��する設��パターンを表��すると共に、いろいろな応��に向けたビルディングブロックとしても機�Δ垢襦�テンプレートに含まれる機�Δ魯好董璽肇泪轡鵝▲瓮奪察璽献魯鵐疋蕁次▲侫譟璽爛錙璽�など。サンプルプロジェクトは、いくつかのテンプレートを実際の応��に使えるような例を表��する。例えば、デスクトップ���R�_(d│)、組み込み�U御監��システム、RFシステム、マルチプロセッサシステムなどがある。これらのサンプルプロジェクトはGUIを�△─�誤差の扱いやマルチタスクの実行などが可�Δ任△襦��k言でいえば使い�M�}がさらに良くなったということだろう。
拡張性のあるハードウエア����には、PCベースの�@���R定�_(d│)であるPXI（PCI eXtension for Instrument）と、小型化し再構成可�Δ�CompactRIO、そして応��に��化しながらも拡張性のあるセミ専��ボード、がある。�@��の�R定�_(d│)としてモノづくりの試作現場や�j(lu┛)学などでLabVIEWと共に設��・テスト(���R)に�擇�すことができる。
PXIボードは、�@���R定�_(d│)のシャーシーに差しこむ構�]になっており、その�j(lu┛)きさは統�kされている(図3)。オシロ��のボード、スペアナ��のボード、RF���R��のボードなどに加え、さらにコンピュータボードも揃えている。�`的に応じて、PXIボードを差し��えることでさまざまな�R定�_(d│)に変身する。もちろん、複合的な�R定�_(d│)としてボードを�{加してもよい。PXIシステムはLabVIEWを使って設��やテストが可�Δ澄�
図3 PXIシャーシー(����)と差し込むモジュールボード
ワイヤレス応��に向けて今�v発表されたVST（参考�@料1)は、このPXIモジュールの�k�|である。��定の����に��定の周�S数スペクトルをマスクし、カスタマイズできるという。通信��格がまだ�Y��化されないような変調復調��(sh┫)式のテストを行う場合、変復調��(sh┫)式のアルゴリズムをFPGAで構成することができるため、他社に先�~けて新しい通信?d─ng)?sh┫)式を試すことができる。ファブレス半導��メーカーのクアルコムはいち早くこのVSTを採��、新しいWi-Fi��(sh┫)式であるIEEE 802.11acのモデムの試作・検証に使っている。��格が世�cで40�|類もあるLTEのモデムチップの試作・検証にも�]ってつけといえる。
CompactRIOもやはり、統�kされた小型のシャーシー（図4）を�eつが、FPGAが組み込まれており、再構成可�Δ扮R定�_(d│)であり、データ収�{システムでもあり、組み込み�U御����でもある。基本構成として、I/OモジュールとFPGAシャーシー、組み込みコントローラのボードがある。再構成可�Δ任△襪燭瓠△い蹐い蹐柄箸濆�み�U御機�_(d│)や監��システムとしても使える。CompactRIOもまたLabVIEWで設��・テストできる。
図4 CompactRIOシャーシー(����)とモジュールボード
ある��度応��を限定した専��ボードとして今�v発表したものは、パワー半導��IGBT��のボードである（図5）。この専��ボードは、プロセッサとFPGAを搭載したNIのシングルボードRIOにGPIC（General Purpose Inverter Controller）を組み合わせた、IGBTドライバボードとなっている。ソーラーシステムからのDC電��をACに変換したり、風��発電機からのAC電��をIGBTを使ってインバータ�U御したりするもの。
図5 IGBTパワー半導��（���篝^真の放�Xフィンに�Dり��け）を�~動するGPICボード
ソーラーからのDC電源を交流に��えるためのインバータにはIGBTをスイッチングさせて3相交流や単相交流を発�擇気擦詢磴�図6である。このボードは、最�j(lu┛)出��500kWのインバータを�~動できる。加えて、FPGAを使ってゲートドライバをカスタマイズすることができる。�j(lu┛)電��スイッチング��のIGBTだと4kHz��度しかスイッチングできないが、このGPICボードはスイッチングできる最�j(lu┛)周�S数として100kHzを���Tしている。��(j┤ng)来、SiC MOSFETの�~動にも使えるようにするためだ。
図6 GPICボードの応��例はソーラーやバッテリからAC電��を�收�したりモータを�~動したりする�v路 出�Z：National Instruments
参考�@料
1. NIがワイヤレス分野に本格参入、ハンドヘルドの802.11ac�R定�_(d│)を開発 (2012/08/09)
