虚拟仪器和传统仪器的比较(图)

2006-04-27 21:37:11

虚拟仪器和传统仪器的比较(图)

align=right marginWidth=0 marginHeight=0 src="http://view.atdmt.com/DSF/iview/lctaets20030000019dsf/direct/01?click=" frameBorder=0 width=200 scrolling=no height=200 allowTransparency topmargin="0" leftmargin="0"> >!-- Inject Script Filtered --<0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" border="0" src="http://view.atdmt.com/DSF/view/lctaets20030000019dsf/direct/01/" /> 阐述了虚拟仪器技术和传统仪器之间的兼容性和区别。 虚拟仪器与传统仪器的区别 虚拟仪器由用户定义，而传统仪器则功能固定且由厂商定义。传统仪器和基于软件的虚拟仪器具有许多相同的结构组件，但是在体系结构原理上完全不同，如图1所示。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" src="http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/gxy20050912132323.GIF"> 图1-1：传统仪器 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" src="http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/gxy20050912132342.GIF"> 图1-2：虚拟仪器 每一个虚拟仪器系统都由两部分组成：软件和硬件。对于当前的测量任务，虚拟仪器系统的价格与具有相似功能的传统仪器相差无几，甚至比它低很多倍。而且，由于虚拟仪器在测量任务需要改变时具有更大的灵活性，随着时间的推移，节省的成本也不断累计。 不使用厂商定义的、预封装好的软件和硬件，工程师和科学家获得了最大的用户定义的灵活性。传统仪器把所有软件和测量电路封装在一起，并利用仪器前面板为用户提供一组有限的功能。而虚拟仪器系统提供的则是完成测量或控制任务所需的所有软件和硬件设备，功能完全由用户自定义。此外，利用虚拟仪器计数，工程师和科学家们还可以使用高效且功能强大的软件来自定义采集、分析、存储、共享和显示功能。以下是体现虚拟仪器灵活性的例子。 1. 一个应用，不同的设备 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" src="http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/gxy20050912132450.GIF"> 图2：在不同设备上使用同样的应用程序 图2所示的例子中， 一位工程师正在实验室的台式计算机PCI总线上使用NI LabVIEW和M系列DAQ设备开发一个应用程序，以创建一个直流（DC）电压和温度测量应用。在完成了系统构建之后，他需要在一个生产层PXI系统上配置应用程序以完成新产品的测试。或者，他可能需要应用程序具有便携性，所以选择了NI USB DAQ产品来完成任务。在这个例子中，无论是何种情况，他都可以在同一个程序中使用虚拟仪器而无须改变代码。 2. 许多应用程序，一个设备 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" src="http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/gxy20050912132551.GIF"> 图3：许多应用程序重复使用硬件 图3所示的例子中，一个工程师刚刚完成了一个利用最新的M系列DAQ设备和积分编码器测量电机位置的项目。他的下一个项目是监视和记录这个电机的功率。即使任务完全不同，他也可以重用同样的M系列DAQ设备，他所需要做的就是使用虚拟仪器软件开发出新的应用程序。此外，如果需要的话，项目既可以与一个单一的应用程序结合，也可以运行在一个单一的M系列DAQ设备上。 虚拟仪器的硬件性能 虚拟仪器的重要概念就是驱使实际虚拟仪器软件和硬件设备加速的策略。NI致力于适应或使用诸如Microsoft、Intel、Analog Devices、Xilinx及其他公司的高投入技术。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" src="http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/gxy20050912132656.GIF"> 图4：虚拟仪器硬件与传统仪器的比较 基本上，虚拟仪器系统是基于软件的，所以只要是可以数字化的东西，就可以对它进行测量。因此，测量硬件可以通过两根坐标轴进行评估，即分辨率（位）和频率。图4是虚拟仪器硬件测量性能与传统仪器的比较。NI的目标就是将曲线在频率和分辨率上延伸并且在曲线内不断进行推陈出新。 虚拟仪器和传统仪器能否兼容 许多工程师和科学家都在实验室里将虚拟仪器和传统仪器结合使用。除此之外，一些传统仪器提供了特定的测量，工程师和科学家宁愿厂商定义也不愿自己定义。这就引出了一个问题——虚拟仪器和传统仪器能够兼容吗？ 虚拟仪器可与传统仪器完全兼容，无一例外。虚拟仪器软件通常提供了与常用普通仪器总线 (如GPIB、串行总线和以太网) 相连接的函数库。 除了提供库之外，200多家仪器厂商也为NI仪器驱动库提供了4000余种仪器驱动。仪器驱动提供了一套函数和仪器接口，每一个仪器驱动都专为仪器某一特定的模型而设计，从而为它独特的性能提供接口。 虚拟仪器和综合性仪器的区别 自动测试工业中一个基本的趋势就是向基于软件的测试系统的重大转变。例如，美国国防部（DoD）是世界上最大的自动测试设备（ATE）客户之一。为了降低测试系统的成本并提高重用率，DoD通过海军的NxTest计划已经确定：将来的ATE要使用建立在模块化硬件和可重复配置的软件基础上的体系结构，称为综合性仪器。采用综合性仪器代表了将来军用ATE系统标准和规范的重大发展，并且反映出可重复配置的软件处于将来系统的核心地位这一基本转变。基于软件的测试系统的成功应用，例如综合性仪器，需要有对硬件平台和市场上软件工具的理解，以及对系统级体系结构和仪器级体系结构之间区别的理解。 综合性仪器执行团体将综合性仪器定义为“一个可重复配置的系统，它通过标准化的接口连接一系列基本硬件和软件组件，从而发生信号或者使用数值处理技术进行测量”。这与虚拟仪器的许多性质是相同的，虚拟仪器是“一个软件定义的系统，其中基于用户需要的软件定义了通用测量硬件的功能”。两种定义享有共同的性质，即运行于商用硬件之上的可自定义功能的仪器。通过将测量功能转向用户可接触并可重复配置的硬件，那些采用这种体系结构的仪器从具有更大灵活性和可重复配置功能的系统中受益，而且这些系统反过来又提高了性能并降低了成本。