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LabVIEW嵌入式技术:嵌入式设计需求的迁移

Kirtimaya Varma?? EDN Asia主编?? 2005年09月06日 ?? 收藏0

  很多因素导致设计的复杂性增加,而且这种增长趋势还在继续。10年前,一个嵌入式系统平均只有100 000行代码。到2001年,这个数字超过了100万,到今天,甚至远远超过500万。由于硅芯片变得越来越经济高效,开发人员正在转向32位微处理器单元(MPU)。市场研究公司Venture Development NICorporation (VDC)的一项调查显示,在今后两年将有61%的被调查者采用32位 MPU,因为硬件成本不再是决定性的因素。此外,嵌入式设计的需求在很多不同的应用领域都在增长。例如,多媒体正在促进更多面向数字信号处理系统的应用;汽车通信系统需要高性能的处理能力;工业机器和传感器需要嵌入式控制,这些需求使工程师和科学家,或领域专家,或非典型DSP开发人员,寻求不同的方法来对嵌入式系统编程。随着这些不断增长的复杂性,传统的嵌入式系统的开发方法已经不能满足需求。例如,基于文本的面向对象的设计工具不能提供有效的建模方法,尤其是在有时间和并行性要求的时候。传统的编程语言,例如机器代码、汇编语言、C、C++,都因为缺乏固有的语义结构而不能实现并行。对于嵌入式软件来说时间和并行就像平台

一样是基本的需求。美国国家仪器公司(National Instruments,NI)一直在提供最优的工具以解决复杂的、分布式控制系统的并行问题。NI公司实时和嵌入式软件项目经理Shelley Gretlein解释,实时和嵌入式系统设计复杂性的增加产生了对整个设计流程不同方法的需求。Graphical System Design(GSD)提供一种基于平台的设计方法,它可以大幅增加整个设计(包括算法和滤波器的设计)的效率,它同时为创记录的概念验证时间提供了一种可升级的快速原型化平台。
  GSD为不断增加的系统复杂性提供了必需的高水准的软件抽象。
  GSD是一种嵌入式系统设计方法,利用该方法,一个单一的设计工具就可以提供实现实时嵌入式系统的全部方法,而且可以利用更少的人更快地实现设计。很多领域专家,包括工程师、科学家和算法开发人员,利用该方法可以准确地描述他们的系统。使用一个集成的工具链,学习曲线缩短了,从概念到设计、到原型再到产品开发的时间都缩短了。

  图形化编程
  目前市场上的设计工具都正在朝图形化方向转移,但这其中有些工具是面向垂直市场的,对它们来说,还存在一定局限。采用图形化方法解决问题是正确的,但是图形化方法并不足以应对未来的挑战。而完全的图形化编程语言具有足够的灵活性和功能,可以用于很多应用领域。换句话说,图形化编程是GSD最关键的特点,同时这也是它和其它方法最大的不同。
  NI LabVIEW是一种完全的图形化开发环境。使用该语言,以及内置的超过450种功能库,开发人员可以在很多计算平台上集成众多I/O,并进行分析、计算和信号处理,这些平台包括PC、实时系统、FPGA、DSP和32位微处理器。

NI LabVIEW是一种完全的图形化开发环境

  LabVIEW一个固有的特点是它的图形化代码可以准确地处理并行任务,并且效率很高。
  Southwest Applied Technology 公司的设计工程师Sam Webe承认需要更好的工具,他指出,图形化编程是嵌入式市场需要的一种革命性的转变,而LabVIEW正好满足了这种需求。
NI  LabVIEW面向很多计算平台,包括桌面PC、PDA和其它移动设备;工业PC、实时工业控制器,例如PXI、NI FieldPoint、NI CompactRIO;以及嵌入式应用,例如FPGA、DSP和32位微处理器。因此,很多用户可以从LabVIEW受益,完成测试、控制和设计。
  NI大中国区总经理陈大庞指出,LabVIEW平台面向很多不同的应用,因而集成了很多第三方的设计工具。这种开放集成通过一个单一的工具完成仿真、原型设计以及实现,从而将嵌入式设计的各个部分合并在了一起。
  NI目前为嵌入式设备提供几个软件模块:LabVIEW Real-Time模块、LabVIEW FPGA模块、LabVIEW Embedded开发模块,以及LabVIEW DSP模块。

  LabVIEW Real-Time模块
  NI的实时产品结合了LabVIEW图形化开发环境专有的实时性能和FPGA,满足实时性、可靠性和无需用户干预的需求。这些工具非常适合开发相关的测量和控制系统,这些系统可以满足很多行业对于实时性和最大灵活性的需求。
  LabVIEW Real-Time模块以及它的实时对象,扩展了LabVIEW图形化开发环境的功能,实现了其在目标硬件上的可靠、确定的运行。对于高级软件分析,LabVIEW Execution Trace Toolkit生成详细的应用记录,用于优化实时应用。对于增加的决定性的需求,LabVIEW FPGA 模块结合可配置I/O等硬件,提供纳秒

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