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：例如BostonEngineering公司要开发一种牵力控制机用于数码照片打印系统。其中，彩色墨盒通过驱动马共模电感器达馈送到打印头，由卷带电机和推进电机来控制牵力。切割机底盘的振动、每次打印的照片数目和每个电机的速度变化都会影响到底层的牵力。控制系统通过两个电机的位置来保证卷带和推进的牵力处于设定范围之内，否则就会有色差。设计的牵力控制硬件需要两个脉宽调制输出来控制电机，两个编码器将转速反馈给电机，两个模拟输入通道连接霍尔传感器用来测量位置，两根数字线用于信令。传统的原型板无法满足这些要求，需要使用可以自定义I/O的原型平台，因此他们使用CompactRIO平台来进行原型化工作。他们在嵌入式控制器中运行管理程序，在FPGA中运行电机控制算法，这种资源配置使得原型化构建和最终系统发布在编程模式上是非常相似的。为了在FPGA中运行控制算法，他们将ZPK(zero-pole-gain）模型转化为LabVIEW数字滤波器设计工具包中提供的一种滤波器，由于这个工具包支持LabVIEWFPGA代码的自动生成和优化，所以原先的ZPK模型就可以直接转化成能够在FPGA上运行的代码。另外，他们还使用这个工具包对原先的浮点算法进行了定点转换，以节约FPGA资源，并对量化后的模型进行测试、验证、修正从而得到预期的结果。通过这种原型化方式，他们节约了大量的开发时间。
发布到任何32位处理器
LabVIEW包括一个广泛的工具集，该工具集构成了一个用于设计、控制和测试的图形化开发平台。新的NILabVIEW嵌入式开发模块是LabVIEW图形化编程环境的一款全新附加模块，是一个开放的框架差模电感，它可以集成任意的第三方工具链，将生成的C代码与LabVIEW运行库函数和板卡支持程序包，编译成为针对某一目标并能在之上运行的二进制代码。通过LabVIEW嵌入式开发模块和工具链，可以发布到运行任何操作系统的任何的32位处理器。该模块包含了近千个内建的库函数，涵盖了高等算法、文件I/O、逻辑和信号处理各个方面。原先无法利用到嵌入式编程的工程师们都可以进入32位微处理器的领域之中，通过LabVIEW中附加的状态图、控制图表、信号处理库函数等这一完整的工具来设计他们的应用，解决各种问题。此外，通过LabVIEW嵌入式方式，工程师和科学家可以使用一种叫做内联C节点(InlineCNode）的新特性，整合现有的嵌入式代码，来保持LabVIEW的开放架构。另外，在LabVIEW嵌入式项目环境中，还可以直接添加用C或者汇编开发的源代码，或者库文件，帮助开发人员充分利用以前的工作成果。
图2内联C节点
LabVIEW嵌入式环境的调试功能非常强大。除了用于快速调试的图形化用户接口显示件、探针、断点和函数单点电感生产调试之外，LabVIEW嵌入式开发模块为代码调试提供了另外两种无缝的接口。在嵌入式目标平台上，工程塑封电感器师可以使用“仪器调试”通过TCP/IP、RS232或CAN进行调试。使用内建的片上调试接口，工程师可在不影响程序性能基础上通过工业标准协议如JTAG、BDI和Nexus等进行调试。
减少与特定硬件以及操作系统的相关性
基于平台的工具，需要能够表达整个系统，而减少与特定硬件以及操作系统的相关性。在传统的开发模式中，嵌入式目标本身要求程序员在编写代码之前对目标有深入的了解。程序需要知道板卡上各种关于内存映射和寄存器的信息，才能在板卡上执行他们的代码。另外，大部分代码是专为某一特定目标编写的。这样，在一块板卡上使用不同的微处理器或是不同的外围设备，可能就需要重新编写大部分已有的代码，或是完全从头开始。这意味着最终产品的扩展性方面是有缺陷的。使用LabVIEW嵌入式开发模块，工程师和科学家们不需要了解最终的目标就可以进行代码开发，因为软件生成的是LabVIEW应用的ANSIC代码，而不是针对某个特定目标的二进制代码。如图3所示，灰色区域的部分对于开发员来说是透明的，他们在开发过程中不需要了解目标硬件上内存映射和寄存器的情况。同时，LabVIEW嵌入式大电流电感方式是一个开放的框架，它可以整合任意的第三方工具链，将生成的C代码、LabVIEW运行库函数和板卡支持程序包(BSP）编译成为针对某一目标并能在这个目标上运行的二进制代码。BSP是一种作为C代码与板上外围硬件接口的底层代码。因此，如果板卡需要升级，工程师可以简单地将不同的BSP链接到LabVIEW中，在现有的图形化代码上作一小部分改动就可以完成。
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