使用图形化的开发环境——LabView开发嵌入式系统
来源： 作者： 发布时间：2015-11-29 17:56:09 浏览量：对于时间和平行性的支持
20年来，科学家和工程师一直在使用LabVIEW为他们的设计实验室、验证实验室和生产现场构建自动化数据采集和仪器控制解决方案，并在这些应用领域成为业界的事实标准。其核心在于，LabVIEW图形化编程语言使没有太多软件背景的技术专家能够快速搭建高级自动化测量和控制系统。和传统的文本编程相比，LabVIEW天生是一种并行结构的编程语言，而时间和并行性在现在的嵌入式系统中是必不可少的。比如，LabVIEW在已有的定时循环结构上新加了硬件定时功能，它是一种表示时间和并行的语义，可以设置操作系统优先级、延时、循环速率等等，如图1所示。如果我们将图1所示的两个并行任务的执行目标扩展到嵌入式对象，比如FPGA或微处理器，就可以发现通过编程环境的一致性和可升级性，LabVIEW能够容易地实现和管理嵌入式系统的并行性。回想在文章前面所提到的向多处理器转移的趋势，现在我们可以憧憬使用可扩展的直观图形化编程来开发应用，并将处理过程分配到不同的处理器上。
图1LabView对两个并行任务的编程
支持多种算法设计
谈到嵌入式系统设计，人们所指的其实包括两部分工作：算法设计和固件设计。对于嵌入式系统设计来说，另一个关键要求是软件平台必须能够兼顾实时嵌入式设计中常见的多种算法设计，即计算模型。这些计算模型符合系统设计师们筹划系统时的方式，从而降低从“系统要求”转换到“软件设计”的复杂性。近年来LabVIEW已经包含了多种计算模型以更好地满足不同专业背景的嵌入式系统开发者的需求。LabVIEW现在可以通过连续时间仿真、状态图、图形化数据流模型和基于文本的数学语言mathscript等多种方式来表达各种算法，同时它提供了很多交互式的工具用来帮助数字滤波器、控制模型、通信系统的设计以及数字信号处理算法的开发，从而在这些顶层应用中进一步简化设计师的工作。
快速构建原型—沟通虚拟世界与物理世界的桥梁
如前所述，很多设计比预期时间晚上市，并且有一些在投入市场以后发现未达到预定的功能和指标，因此必须采取一定的措施来加快设计流程、提高设计质量。一种解决方案就是更早地将真实世界的信号和硬件引入到设计流程之中，进行更好的系统原型化，从而在早期就发现并修正潜在的问题。
但是在任何设计和开发流程中，基于软件设计和仿真工具的虚拟世界与电子或机械测量的物理世界之间有一个很大的鸿沟，而LabVIEW平台最明显的价值就是在虚拟和物理世界的鸿沟上建一座桥梁。物理测量是与设计和仿真完全不同的挑战，要求与广泛的测量和控制硬件紧密集成，并以优化的性能处理大量的通道数或超高速吞吐量。LabVIEW平台经过不断演进，在物理测量领域具有很高的性能和灵活性。更重要的是，LabVIEW平台是开放的，设计人员可以将测量数据与仿真结果相映射，甚至互换仿真和物理数据，以用于设计中的行为建模或者以仿真激励驱动物理测试，从而更有效快速地进行系统原型构建。
嵌入式系统开发人员如果要定制硬件用于最终的发插件电感布，很难同时并行地开发软件和硬件。而如果直到系统集成测试的时候差模电感器才引入I/O用真实世界的信号检验设计，一旦发现存在问题，那就意味着很难在预期时间完成设计任务了。大多数设计师当前用评估板来进行系统的原型化，但是，原型板往往只具备少量的模拟和数字I/O通道，也很少支持视觉、运动或同步的功能。此外，设计师经常因为需要传感器或特殊I/O的支持而花费大量时间来开发定制的原型板，而这些仅仅是为了设计概念的验证。使用灵活的、商业化的原型平台可以大大简化这个过程，消除其中硬件验证和板级设计的大量工作。对于大多数系统，原型化平台必须包括最终发布系统的同样部件，比如用于执行算法的实时处理器、用于高速处理的可编程逻辑器件，或者将实时处理器接口到其他部件。因此，如果这个商业化的系统不能满足所有的要求，那么这个平台必须是可扩展的，并且支持自定义。NI提供了各种硬台庆电感件平台与LabVIEW集成，完成从设计、原型到部署的全过程。例如使用LabVIEW和NI可重复配置I/O(RIO）设备或NICompactRIO平台，可以快速而便捷电感生产地创建嵌入式系统的原型。
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