第二以软件定义的模块化仪器系统精要.ppt

混合总线的虚拟仪器系统架构总结 测试系统管理软件 测控系统开发软件环境 模块化仪器 驱动 内部仪器总线 模块化仪器 分立式仪器总线 分立式仪器 现成 仪器 驱动 IVI 或 VISA+底层接口驱动 本课程对应学习重点 测试系统管理软件 测控系统开发软件环境 模块化仪器 驱动 内部仪器总线 模块化仪器 分立式仪器总线 分立式仪器 现成 仪器 驱动 IVI 或 VISA+底层接口驱动 本课程使用基于USB总线的NI ELVIS/myDAQ，虽然是外部总线，不过可看做基于USB总线的模块化仪器，在编程使用方面，与基于其他总线的模块化仪器是完全一样的 主要使用DAQmx驱动 使用方法与模块化仪器驱动基本一样 不作为学习重点，今后工作中如有需要可自学，较容易贯通 以LabVIEW学习为主，是课程重点 仅要求有所了解 系统开发软件环境 常见的开发环境 NI LabVIEW 直观的图形化开发编程环境，有时LabVIEW语言也叫G语言 内置丰富的测控相关控件和处理函数 本课程学习的主要语言 应用开发环境LabVIEW 提供大量现成的符合测控系统风格的前面板控件，简化界面设计与数据表达 直观的数据流编程方式，符合工程思维方式，并且无需学习文本编程语法规则，容易上手 LabVIEW与硬件的无缝连接 模块化仪器 通过VISA进行仪器控制 通过PlugPlay仪器驱动 进行仪器控制 通过IVI控制仪器 LabVIEW与硬件的无缝连接 (续) Personal Computers PXI Systems CompactRIO Custom Design Single-Board RIO LabVIEW `` Real-Time LabVIEW Desktop LabVIEW FPGA LabVIEW MPU/MCU 代码可发布到不同的执行对象，包括嵌入式控制器、FPGA等 LabVIEW集成的诸多功能 基于配置的助手工具简化开发 多种模块和工具包加速应用开发 内置超过1,000种信号处理与分析函数 近10种射频与无线协议工具包 机器视觉、运动控制 报表生成, 数据库连接 更多… 针对多核处理器的优化 大型项目开发 软件配置管理 源代码控制 应用开发环境（续） 其他常见的一些开发环境 NI LabWindows/CVI 基于标准C的虚拟仪器开发环境 同样集成了测控相关的控件和函数，相比单纯的C/C++开发环境可简化开发过程 Microsoft Visual Studio 支持VB.net、C#等基于.NET的开发语言 进一步结合NI Measurement Studio可简化测控系统的开发 测试系统管理软件 系统管理软件提供了测试系统的软件框架，并且将共用的一些功能抽象出来提供现成的功能，从而简化测试系统软件框架的搭建，并确保软件架构的稳健性；此外，一些系统管理软件还可以对测试序列进行并行优化，从而优化硬件资源的使用效率 系统管理软件 测试序列引擎 处理模型 操作员界面 测试组件1 测试程序 测试参数 测试结果报告 测试开发软件编写的具体测试程序 （可能由不同开发环境编写而成） 驱动 I/O 测试组件2 测试程序 驱动 I/O 测试组件3 测试程序 驱动 I/O 总结与后续学习 基于LabVIEW进行虚拟仪器系统开发 今天课堂重点介绍了基于PXI总线的模块化仪器以及分立式仪器的控制等内容；由于教学条件限制，后续虚拟仪器实验及练习所使用的硬件平台主要是基于USB总线的NI ELVIS和NI myDAQ 操作使用和软件编程基本是一样的，如今后实际工作中应用基于PCI/PXI或其他总线的硬件设备，应能够很快上手 课后准备: 安装LabVIEW学生版软件, 建议结合参考书熟悉LabVIEW的编程开发环境 PXI机箱背板上集成了一个10MHz的专用系统参考时钟，通过等长的背板走线传输到各插槽，各插槽之间的时钟偏差小于1ns；10MHz系统时钟的精度是由机箱决定的，典型值小于25ppm，并且通过在机箱的定时插槽安装一块具有更稳定时钟源的板卡，可进一步提高系统参考时钟的精度。这样可以用这个具有更高稳定性的参考时钟来取代背板的10MHz时钟。不同模块上速率更高的采样时钟可以锁相至该稳定的10MHz参考时钟，从而提高多个模块化仪器之间的同步性能。也可以输出这个10MHz时钟，用以同步多个PXI机箱。除了参考时钟，PXI背板上也提供由8条TTL传输线组成的触发总线，从而允许系统中的任意模块都可设置一个可以被其他任意模块检测到的触发信号。 预留的Local Bus通常不是必须的, 主要用于数据采集模块与同一机箱内的信号调理等模块通信; 所以在PXI Express标准中, Local Bus就被PCI Express总线替换掉了. Sys