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仪器仪表设计的新方法
  • 发布日期:2010-08-30      浏览次数:1962
    • 为了造应仪器仪表发展的新特点,各种新型的设计工具和设计方法不断涌现。

      1仪器仪表的虚拟化设计与LabVIEW图形化发工具

        电子仪器与计算机技术更深层次的结合产生了一种新的仪器模式:虚拟仪器(Virtual Instrument)。虚拟仪器是指在通用计算机上添加一层软件和一些硬件模块,使用户操作这台通用计算机就像操作一台自己专门设计的仪器一样。虚拟仪器技术强调软件的作用,提出了软件就是仪器的概念。它是电子测试与仪器领域中发展方兴未艾的技术,特别适用于现代越来越复杂的测试系统。

        NI公司的LabVIEW是一套专为数据采集与仪器控制、数据分析和数据表达而设计的图形化编程软件。它增强了用户在标准的计算机上配以经济的硬件设备来构建自己的仪器系统的能力。将LabVIEW与一般的数据采集以及仪器设备加以组合,就可以设计出虚拟仪器,并将其应用于许多领域,而不象传统的仪器那样,受生产商所设计功能的限制。

        LabVIEW提供一种像数据流一样的编程方式,用户只要连接各个逻辑框即可构成程序。它的基本程序单位是VILabVIEW通过图形编程的方法,建立一系列的VI,来完成用户指定的测试任务。对于简单的测试任务,可由一个VI完成;对于复杂的测试任务,则可按照模块设计的概念,把一项复杂的测试任务变成一系列的子任务。设计时,先设计各种VI以完成每项子任务,然后把这些VI组合起来以完成更大的任务,zui后建成的顶层虚拟仪器就成为一个包括众多功能子虚拟仪器的集合。

        使用传统的程序设计语言开发仪器系统存在许多困难。不仅要关心程序流程方面的问题,还必须考虑用户界面、数据同步、数据表达等复杂的问题,这些问题在LabVIEW中都迎刃而解了。LabVIEW还带有多种基本的VI库。其中包括采用GP-IBVISAVXI和串行接口的仪器的驱动程序。LabVIEW还拥有功能超强且庞大的分析函数库,其涵盖了统计、估计、回归分析、线性代数、信号生成、时域频域分析及数字滤波等众多科学领域。

      2ESP在系统可编程技术

        ISP(In System Programmability)在系统可编程是指在用户自己设计的目标系统中或线路板上为重构逻辑器件进行编程或反复编程的能力。这种重构可以在实验开发过程中、制造过程中甚至在交付用户使用后在现场进行或通过Internet进行。ISP技术的应用,给仪器仪仪器仪表系统的设计带来了革命性的变化。它使得仪器仪表的硬件系统不再是固定结构,而是具有了软件的灵活性,在调试过程中不断更改软件就可达到硬件功能的改进,这种硬件的全新设计概念,使系统具有了极强的灵活性的适应性。

         传统上,在系统可编程技术主要用于数字系统设计中,如美国Xilinx公司的FPGA现场可编程门阵列和CPLD复杂可编程逻辑器件等均支持ISP技术。

        现代仪器仪表不再是功能单一的和固定的不可变结构,而是越来越表现出柔性化和智能化,适应性越来越强,功能越来越丰富。相应地,仪器仪表的设计需要更宽的知识面,因而也更富于挑战性。

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