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发布时间:2019-05-10

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强大的图形化设计平台 详全的附加工具包

  我们知道,作为功能强大的图形化系统设计平台,LabVIEW所涉及的应用领域变得越来越广泛,因此为了让不同应用领域的工程师们都能以一种更灵活的方式来使用LabVIEW进行系统开发,安装附加工具包成为了一个很好的解决方法。

  无论是信号处理、自动化测试、工业控制还是嵌入式设计等等,LabVIEW都提供了的附加工具包,从而方便工程师们通过灵活的组合实现高效的开发。

  例如,仅仅在信号处理方面,LabVIEW就提供了声音与振动分析套件(倍频程及阶次分析等)、调制工具包(AM、FM、ASK、QAM等调制算法)、频谱测量工具包(星座图、I-Q数字解调等)、数字滤波器设计工具包以及高级信号处理工具包(时频联合分析、小波分析等等)。与其它编程语言有所不同,这些LabVIEW工具包将各自领域的算法和程序进行了优化的封装,让工程师通过直接调用其中的子VI(甚至仅仅通过简单的配置)得到相应的分析结果,大大减少了开发的时间和精力。

  值得一提的是,除了NI提供的附加工具包以外,LabVIEW爱好者们也会共享一些自己编写的小型工具包,帮助LabVIEW应用在更多更广的领域。这种类似于Wiki百科的大规模协作的发展模式使LabVIEW能够以一种更积极、开放的方式不断发展创新。

  灵活多样的计算模型

  计算模型,简而言之,是一种用于描述软件模块功能的表达方式,在学术界这个术语一直被用来抽象定义计算机系统。由于不同的计算模型在不同领域和场合的应用上往往都存在相对的优势和劣势,为了实现图形化系统设计的远景目标,LabVIEW必须具备使用不同计算模型进行编程的能力,而让我们欣喜的是,这个想法已经逐渐成为现实。

  如今的LabVIEW已经不再仅限于数据流编程这一种方式,它还包括了可以通过DLL将C或Java等文本语言直接调用,使用Math节点实现文本数学编程,在LabVIEW下进行仿真建模以及使用基于UML规范的状态图实现高抽象层的系统架构等等。这些灵活多样的计算模型允许工程师们根据不同的应用领域选择为合适的一种进行开发,一方面能够让工程师们使用他们熟悉的计算模型进行开发,另一方面,又可以充分利用其它计算模型的优势和特性,实现系统级开发的效率优。

  例如,LabVIEW用户在设计一个激光控制系统时,可以使用状态图来定义状态,使用数据流方式在FPGA芯片中实现控制逻辑,并使用仿真模型来对激光进行动态仿真。可见,这种“采各家之长”的理念,让LabVIEW甚至越了编程语言的范畴,成为了更高层的系统级的设计平台。


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从PC、FPGA到芯片级的运行平台

  自LabVIEW诞生以来,NI的工程师们就有一个梦想,希望能够将LabVIEW的代码“编译直接下载到目标硬件”中,但在当时他们并不清楚如何将其变为现实。

  2005年推出的LabVIEW 8中为分布在不同计算目标上的各种应用程序的开发与发布提供了有力的支持。这种“分布式智能”的架构使相同的LabVIEW代码可以下载到不同的硬件平台中运行,而这正是实现上述梦想的一个基础条件。

  如今的LabVIEW已经可以通过不同的模块将代码下载到从PC、FPGA到芯片级的硬件平台中,这个特性使工程师们在产品设计、原型到发布三个过程中都能利用相同的代码,减少了代码移植所带来的风险和问题。

  其中,LabVIEW与FPGA的结合是为靓丽的一抹。FPGA作为一种主流的技术,它通常需要使用VHDL这样的硬件语言来开发,这种语言需要很长的学时间,以及深厚的硬件技术背景,“进入门槛”相对较高。而LabVIEW本身并行化的编程方式允许工程师们能以直观的方式来实现FPGA的逻辑功能(图3),因此无需VHDL就可以让更多的工程师都能得益于FPGA技术。

  图3  LabVIEW简化FPGA的开发过程


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