《電子技術(shù)應(yīng)用》
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什么是NI VeriStand ,?
摘要: Ni VeriStand是一種配置實(shí)時測試應(yīng)用程序的軟件環(huán)境,。即買即用的NI VerStand有助于您配置針對多核處理器的實(shí)時引擎,以執(zhí)行以下任務(wù):模擬,、數(shù)字、通信總線,,和基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的I/O接口;可觸發(fā),,多文件數(shù)據(jù)記錄;實(shí)時激勵生成;計(jì)算通道;事件預(yù)警和預(yù)警響應(yīng)程序.
Abstract:
Key words :

 

Ni VeriStand是一種配置實(shí)時測試應(yīng)用程序的軟件環(huán)境。即買即用的NI VerStand有助于您配置針對多核處理器的實(shí)時引擎,,以執(zhí)行以下任務(wù):

  • 模擬,、數(shù)字、通信總線,,和基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的I/O接口
  • 可觸發(fā),,多文件數(shù)據(jù)記錄
  • 實(shí)時激勵生成
  • 計(jì)算通道
  • 事件預(yù)警和預(yù)警響應(yīng)程序

NI VeriStand 還能夠從NI LabVIEW 軟件和第三方環(huán)境中導(dǎo)入控制算法,仿真模型和其他任務(wù),。您可以使用運(yùn)行時可編輯的用戶界面監(jiān)測這些任務(wù),,并與其交互,該界面包含許多用于強(qiáng)制賦值,、警報監(jiān)控,、I/O校準(zhǔn)、激勵配置編輯的有效工具,。NI VeriStand的使用不需要掌握編程知識,,但是可以在多種不同的軟件環(huán)境進(jìn)行自定義和擴(kuò)展,,如NI LabVIEW,ANSI C/C++,,和其他建模和編程環(huán)境,。

 

NI VeriStand 面向?qū)崟r測試應(yīng)用

實(shí)時測試中將實(shí)時操作系統(tǒng)作為測試系統(tǒng)的一部分。與使用通用操作系統(tǒng)相比,,推動實(shí)時測試系統(tǒng)最常見的需求是需要實(shí)現(xiàn)更高的可靠性和更高的性能,。

實(shí)時測試系統(tǒng)的一個實(shí)例是硬件回路測試仿真器,在該系統(tǒng)中,,必須確定性地執(zhí)行系統(tǒng)模型,,以提供在物理上不屬于測試組件的準(zhǔn)確仿真。使用閉環(huán)控制的應(yīng)用程序是另一種實(shí)時測試應(yīng)用,。這些系統(tǒng)必須自動控制測試系統(tǒng)某部分,,如溫室,通過傳感器交互,,確定性定點(diǎn)設(shè)置的變化以實(shí)現(xiàn)達(dá)到系統(tǒng)的預(yù)想狀態(tài),。系統(tǒng)也必須檢測并對預(yù)警條件迅速地作出 響應(yīng),這有助于防止操作人員受傷或?qū)y試系統(tǒng)造成損害,。與這些應(yīng)用程序類似,,測試單元激勵和檢測應(yīng)用程序都已經(jīng)擁有一個完整的控制系統(tǒng),或者不需要閉環(huán)控制,,只需要能夠提供確定性激勵生成和測試單元檢測的工具,。

這些實(shí)時測試應(yīng)用程序必需的核心功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn),并在NI VeriStand架構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化——可以配置并使用,。這包括主接口通信,、數(shù)據(jù)記錄、激勵生成,、預(yù)警檢測和響應(yīng),,以及算法和模型執(zhí)行。在該框架的基礎(chǔ)上,,您可以通過使用LabVIEW,,ANSI C/C++和其他模型和編程環(huán)境,向NI VeriStand軟件環(huán)境添加定制功能,。

通過使用NI VeriStand 來建立您的實(shí)時測試系統(tǒng),,您既可以縮短開發(fā)時間與應(yīng)用程序維護(hù)成本,又能在每次版本升級時,,獲得軟件功能和性能的提升,。

 

用NI VerStand軟件環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序

NI VeriStand 實(shí)時測試應(yīng)用程序通常包括一個或多個實(shí)時執(zhí)行目標(biāo),這些目標(biāo)通過以太網(wǎng)與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信,。每個實(shí)時執(zhí)行目標(biāo)運(yùn)行NI VeriStand 引擎,,該引擎通過Windows主系統(tǒng)進(jìn)行配置,,通過以太網(wǎng)部署。一旦您的NI VeriStand引擎配置完成部署,,您就可以使用NI VeriStand 工作區(qū)窗口和其所提供的工具,,如激勵配置文件編輯器,在運(yùn)行時與您的測試系統(tǒng)進(jìn)行交互,。

當(dāng)開發(fā)和運(yùn)行NI VeriStand應(yīng)用程序時,,您可以使用三個主要窗口:系統(tǒng)資源管理器,工作區(qū),,和激勵配置文件編輯器,。

系統(tǒng)資源管理器

您可以使用系統(tǒng)資源管理器窗口來創(chuàng)建一個系統(tǒng)定義。該系統(tǒng)定義包含了執(zhí)行NI  VeriStand引擎任務(wù)的設(shè)置選項(xiàng),,如硬件I/O,,還有從其他程序或模型環(huán)境中導(dǎo)入的功能。您可以通過添加選項(xiàng)到位于系統(tǒng)資源管理器左側(cè)的系統(tǒng)定義樹上,,和在右側(cè)窗口的配置選項(xiàng)上設(shè)置選項(xiàng),,進(jìn)行系統(tǒng)的定義。一旦系統(tǒng)定義完成,,您就部署了您的執(zhí)行目標(biāo)的系統(tǒng)定義,,并開始使用NI VeriStand 工作區(qū)來創(chuàng)建一個針對您的測試系統(tǒng)的運(yùn)行界面,。

SysExp - DAQ.bmp

工作區(qū)

工作區(qū)是部署后的系統(tǒng)定義用戶界面,。使用該運(yùn)行時可編輯的用戶界面,您可以放置界面輸入控件和顯示控件,,并將它們映射到您的實(shí)時應(yīng)用程序的通道中,。您可以使用多個工作區(qū)屏幕,將您的控件和指示組織成您的邏輯組,,從而對應(yīng)各類不同的應(yīng)用任務(wù),,或者僅是為了增加用戶界面的可用空間。用戶接入管理功能允許您基于不同用戶的登錄賬號,,對不同的用戶控制其訪問權(quán)限,。

NIVS 2010 Workspace.bmp

激勵配置文件編輯器

激勵配置文件編輯器是NI VeriStand工作區(qū)上的一種工具,用于創(chuàng)建激勵生成,,以及記錄部署于NI VeriStand引擎,、對測試配置文件確定性執(zhí)行的任務(wù)。

激勵配置文件是通過指定一組NI VeriStand實(shí)時引擎將會執(zhí)行的激勵生成步驟而創(chuàng)建的,。在您的激勵生成器中,,產(chǎn)生波形、回放數(shù)據(jù),、設(shè)置通道值有多個步驟,,以及執(zhí)行分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)有一個條件步驟,。您還可以以獨(dú)立的日志速率添加多個日志任務(wù)和激勵條件到您的激勵配置文件中。例如,,對于變化緩慢的通道,,一個日志文件能夠以較低的速率采集數(shù)據(jù),如果在測試期間,,觸發(fā)條件發(fā)生,,那么另一個日志文件能夠被設(shè)置為較高的速率進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。

激勵配置文件在NI VeriStand實(shí)時引擎中執(zhí)行,,然而,,您可以從主機(jī)界面中使用NI VeriStand 工作宏記錄,或者使用其他工具,,如NI TestStand或Iron Python添加額外的測試自動化功能,。

NIVS 2010 Stimulus Profile Editor 1.bmp

除了激勵配置文件編輯器,NI VeriStand工作區(qū)包括許多其他工具,,當(dāng)與實(shí)時測試應(yīng)用程序協(xié)同工作時,,這些工具是很有用的。這些工具可用來檢測預(yù)警,、校準(zhǔn)硬件I/O,,和強(qiáng)制為通道賦值。還有一個實(shí)時控制瀏覽器,,其能夠監(jiān)控您的實(shí)時執(zhí)行目標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài),。

NIVS 2010 Consol Viewer.bmp

 

NI VeriStand 引擎架構(gòu)

NI VeriStand 引擎是非可見執(zhí)行機(jī)制,負(fù)責(zé)執(zhí)行硬件I/O,、模型,、過程、預(yù)警和在系統(tǒng)定義文件中指定的其他測試系統(tǒng)任務(wù),。引擎不但控制整個系統(tǒng)的定時,,而且控制NI VeriStand 引擎和工作區(qū)的主機(jī)之間的通信。

NI VeriStand 引擎包括多個定時循環(huán),,其執(zhí)行定時由硬件事件控制,,精度為微妙。確定性內(nèi)存緩沖器在不同循環(huán)任務(wù)間提供通信,,不會在引擎執(zhí)行中引起數(shù)據(jù)抖動,。采用多循環(huán)架構(gòu),NI VeriStand引擎自然利用了多核處理器并行處理能力的優(yōu)勢,,提升了系統(tǒng)性能,。創(chuàng)建系統(tǒng)定義時,包括在高吞吐量、并行性和低延時,、順序結(jié)構(gòu)間選擇的能力,,可以配置各種不同的引擎執(zhí)行設(shè)置。此外,,NI VeriStand引擎發(fā)布了各種系統(tǒng)參數(shù),,您可以在運(yùn)行時訪問?;蛘吣梢允褂肗I 實(shí)時執(zhí)行跟蹤工具更細(xì)致地查看您的應(yīng)用程序的執(zhí)行,。

引擎的實(shí)時I/O任務(wù)使用硬件定時,單點(diǎn)I/O結(jié)構(gòu),,是仿真,,控制,和逐點(diǎn)分析任務(wù)的理想選擇,。然而,,使用NI VeriStand定制設(shè)備可以添加對較高速率,緩沖信號生成和采集的支持,,這些內(nèi)容將會在下一節(jié)進(jìn)行討論,。

NI VeriStand引擎可以在NI PCI,NI PXI實(shí)時系統(tǒng),,還有NI CompactRIO和具有128MB或更大 的DRAM RIO接口上的單板RIO上運(yùn)行,。實(shí)時系統(tǒng)使您能夠結(jié)合同步I/O確定性地執(zhí)行您的測試——這對于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制或與真實(shí)組件交互的系統(tǒng)仿真應(yīng)用程序來說是關(guān)鍵的能力。然而,,對于低性能系統(tǒng)需求或?qū)崿F(xiàn)模型在環(huán)(MIL)或軟件在環(huán)(SIL)的測試,,您還可以在同一臺計(jì)算機(jī)上將NI VeriStand 引擎作為您的用戶界面加以運(yùn)行。

 

自定義NI VerStand

NI VeriStand通過使用基于配置的開發(fā)方法,,為創(chuàng)建實(shí)時測試應(yīng)用程序提供軟件架構(gòu),。實(shí)時測試應(yīng)用程序所需要的所有常見任務(wù)已經(jīng)在NI VeriStand引擎內(nèi)部進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化,。然而,,您還可以使用LabVIEW和其他軟件工具添加功能到您的NI VeriStand應(yīng)用程序中。

自定義設(shè)備

您可以使用NI VeriStand自定義設(shè)備,,通過客戶自定義時間經(jīng)驗(yàn),,向NI Veristand引擎中添加運(yùn)行時功能。創(chuàng)建NI VeriStand自定義設(shè)備的LabVIEW使用的模板庫中,,包含針對NI VeriStand數(shù)據(jù)和定時資源的接口,。這使得自定義設(shè)備能夠向NI VeriStand 引擎中的本地任務(wù)一樣運(yùn)行。該接口使用方式的示例包括:對第三方硬件I/O接口添加支持,,或執(zhí)行緩沖信號采集,,以提供高速率測量。

模型

NI VeriStand能夠?qū)肽贚abVIEW、MathWorks公司的Simulink®,、ITI公司的SimulationX,、Gamma技術(shù)公司的GT-POWER,和其他建模和編程環(huán)境中創(chuàng)建的編譯代碼,。具有該功能,,您可以添加實(shí)時閉環(huán)控制、系統(tǒng)仿真,、信號處理和信號發(fā)生器到NI VeriStand應(yīng)用程序中,。盡管許多軟件環(huán)境已在NI VeriStand下支持,您還是可以添加產(chǎn)品提供的NI VeriStand模型框架所產(chǎn)生C代碼的從而支持其他環(huán)境,。

FPGA特性

當(dāng)添加實(shí)時I/O硬件接口到NI VeriStand中,,您可以快速配置各種不同的標(biāo)準(zhǔn)模擬,數(shù)字和通信總線接口,;然而,,NI VeriStand還提供LabVIEW基于FPGA可重配置I/O(RIO)設(shè)備的用戶定義I/O 硬件。您可以使用該功能來創(chuàng)建用戶定義I/O硬件接口,,實(shí)現(xiàn)自定義信號處理,、仿真、觸發(fā)和/或 控制任務(wù),,并以25納秒的速率執(zhí)行,,不占用任何您實(shí)時應(yīng)用程序的處理帶寬。此外,,因?yàn)镮/O 接口是基于FPGA的,,您可以很容易地重新配置特性或設(shè)備的行為,以適應(yīng)新的需求,,或者創(chuàng)建能夠用于多個應(yīng)用程序的測試系統(tǒng),,而不需要改變I/O接口硬件。

工作區(qū)工具

NI VeriStand 提供了許多工具,,您可以使用這些工具來監(jiān)測NI VeriStand引擎,,并與之進(jìn)行互動。您可以使用LabVIEW 來創(chuàng)建您自己的運(yùn)行工具,,將它們添加到NI VeriStand工作區(qū)中,。例如,您可以創(chuàng)建一個自定義運(yùn)行工具,,該工具與數(shù)字萬用表或示波器交互,,提供專門測試數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證程序的一部分。

工作區(qū)對象

當(dāng)與運(yùn)行可編輯工作區(qū)協(xié)同工作時,, 您可以添加各種不同的輸入和輸出控制和指示到工作區(qū)上,,并將它們與NI VeriStand通道連接。盡管NI VeriStand包含各種不同的工作區(qū)對象,您仍需使用LabVIEW來創(chuàng)建能夠在運(yùn)行時被加入NI VeriStand工作區(qū)的自定義控制和指示,。其中的一些實(shí)例包括添加更接近系統(tǒng)界面的UI對象,,或用自定義功能創(chuàng)建UI對象,如順序處理或預(yù)警,。

API 庫

NI VeriStand為工作區(qū)和系統(tǒng)資源管理器 提供基于.NET的API,,您可以使用該API 來創(chuàng)建NI VeriStand自定義接口,或?qū)崿F(xiàn)配置和/或NI VeriStand應(yīng)用程序操作的自動化,。例如,,您可以使用系統(tǒng)資源管理器API庫來創(chuàng)建一個自定義配置窗口,限制用戶對NI VeriStand應(yīng)用程序作出改變,,或使應(yīng)用程序參數(shù)指定在表格中,,以簡化配置過程。此外,,您可以使用工作區(qū)API 庫使NI VeriStand應(yīng)用程序操作進(jìn)行自動化,,或使用LabVIEW軟件創(chuàng)建一個完全的自定義運(yùn)行接口。

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