儀器儀表設(shè)計(jì)的新方法

為了造應(yīng)儀器儀表發(fā)展的新特點(diǎn)，各種新型的設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)方法不斷涌現(xiàn)。

1儀器儀表的虛擬化設(shè)計(jì)與LabVIEW圖形化發(fā)工具

　　電子儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)更深層次的結(jié)合產(chǎn)生了一種新的儀器模式：虛擬儀器（Virtual Instrument）。虛擬儀器是指在通用計(jì)算機(jī)上添加一層軟件和一些硬件模塊，使用戶操作這臺(tái)通用計(jì)算機(jī)就像操作一臺(tái)自己專門設(shè)計(jì)的儀器一樣。虛擬儀器技術(shù)強(qiáng)調(diào)軟件的作用，提出了“軟件就是儀器”的概念。它是電子測(cè)試與儀器領(lǐng)域中發(fā)展方興未艾的技術(shù)，特別適用于現(xiàn)代越來(lái)越復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)。

　　NI公司的LabVIEW是一套專為數(shù)據(jù)采集與儀器控制、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表達(dá)而設(shè)計(jì)的圖形化編程軟件。它增強(qiáng)了用戶在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)上配以經(jīng)濟(jì)的硬件設(shè)備來(lái)構(gòu)建自己的儀器系統(tǒng)的能力。將LabVIEW與一般的數(shù)據(jù)采集以及儀器設(shè)備加以組合，就可以設(shè)計(jì)出虛擬儀器，并將其應(yīng)用于許多領(lǐng)域，而不象傳統(tǒng)的儀器那樣，受生產(chǎn)商所設(shè)計(jì)功能的限制。

　　LabVIEW提供一種像數(shù)據(jù)流一樣的編程方式，用戶只要連接各個(gè)邏輯框即可構(gòu)成程序。它的基本程序單位是VI。LabVIEW通過(guò)圖形編程的方法，建立一系列的VI，來(lái)完成用戶的測(cè)試任務(wù)。對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)試任務(wù)，可由一個(gè)VI完成;對(duì)于復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)，則可按照模塊設(shè)計(jì)的概念，把一項(xiàng)復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)變成一系列的子任務(wù)。設(shè)計(jì)時(shí)，先設(shè)計(jì)各種VI以完成每項(xiàng)子任務(wù)，然后把這些VI組合起來(lái)以完成更大的任務(wù)，zui后建成的頂層虛擬儀器就成為一個(gè)包括眾多功能子虛擬儀器的集合。

　　使用傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開發(fā)儀器系統(tǒng)存在許多困難。不僅要關(guān)心程序流程方面的問題，還必須考慮用戶界面、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)表達(dá)等復(fù)雜的問題，這些問題在LabVIEW中都迎刃而解了。LabVIEW還帶有多種基本的VI庫(kù)。其中包括采用GP-IB、VISA、VXI和串行接口的儀器的驅(qū)動(dòng)程序。LabVIEW還擁有功能*且龐大的分析函數(shù)庫(kù)，其涵蓋了統(tǒng)計(jì)、估計(jì)、回歸分析、線性代數(shù)、信號(hào)生成、時(shí)域頻域分析及數(shù)字濾波等眾多科學(xué)領(lǐng)域。

2ESP在系統(tǒng)可編程技術(shù)

　　ISP（In System Programmability）在系統(tǒng)可編程是指在用戶自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或線路板上為重構(gòu)邏輯器件進(jìn)行編程或反復(fù)編程的能力。這種重構(gòu)可以在實(shí)驗(yàn)開發(fā)過(guò)程中、制造過(guò)程中甚至在交付用戶使用后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行或通過(guò)Internet進(jìn)行。ISP技術(shù)的應(yīng)用，給儀器儀儀器儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了革命性的變化。它使得儀器儀表的硬件系統(tǒng)不再是固定結(jié)構(gòu)，而是具有了軟件的靈活性，在調(diào)試過(guò)程中不斷更改“軟件”就可達(dá)到硬件功能的改進(jìn)，這種“軟”硬件的全新設(shè)計(jì)概念，使系統(tǒng)具有了*的靈活性的適應(yīng)性。

  　傳統(tǒng)上，在系統(tǒng)可編程技術(shù)主要用于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如美國(guó)Xilinx公司的FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件等均支持ISP技術(shù)。

　　現(xiàn)代儀器儀表不再是功能單一的和固定的不可變結(jié)構(gòu)，而是越來(lái)越表現(xiàn)出柔性化和智能化，適應(yīng)性越來(lái)越強(qiáng)，功能越來(lái)越豐富。相應(yīng)地，儀器儀表的設(shè)計(jì)需要更寬的知識(shí)面，因而也更富于挑戰(zhàn)性。