《電子技術(shù)應(yīng)用》
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什么是NI VeriStand
中國電子應(yīng)用網(wǎng)[原創(chuàng)]
摘要: 應(yīng)用LabVIEW通信數(shù)字計算機(jī)NI傳感器可靠性NiVeriStand是一種配置實時測試應(yīng)用程序的軟件環(huán)境,。即買即用的NIVerStand有助于您配置針對多核處理器的實時引擎,,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)記錄實時激勵生成計算通道事件預(yù)警和預(yù)警響應(yīng)程序NIVeriStand還能夠從NILabVIEW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。
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Ni VeriStand是一種配置實時測試應(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
• 實時激勵生成
• 計算通道
• 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
實時測試中將實時操作系統(tǒng)作為測試系統(tǒng)的一部分,。與使用通用操作系統(tǒng)相比,推動實時測試系統(tǒng)最常見的需求是需要實現(xiàn)更高的可靠性和更高的性能,。

實時測試系統(tǒng)的一個實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,確定性定點設(shè)置的變化以實現(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,。

這些實時測試應(yīng)用程序必需的核心功能已經(jīng)實現(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 實時測試應(yīng)用程序通常包括一個或多個實時執(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,。每個實時執(zhí)行目標(biāo)運行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,,在運行時與您的測試系統(tǒng)進(jìn)行交互。

當(dāng)開發(fā)和運行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,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)窗口的配置選項上設(shè)置選項,,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)的運行界面,。

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,。

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,。

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,。還有一個實時控制瀏覽器,其能夠監(jiān)控您的實時執(zhí)行目標(biāo)的運行狀態(tài),。

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),,您可以在運行時訪問,。或者您可以使用NI 實時執(zhí)行跟蹤工具更細(xì)致地查看您的應(yīng)用程序的執(zhí)行,。

引擎的實時I/O任務(wù)使用硬件定時,,單點I/O結(jié)構(gòu),是仿真,,控制,,和逐點分析任務(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上運行,。實時系統(tǒng)使您能夠結(jié)合同步I/O確定性地執(zhí)行您的測試——這對于實現(xiàn)閉環(huán)控制或與真實組件交互的系統(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算機(jī)上將NI VeriStand 引擎作為您的用戶界面加以運行,。

自定義NI VerStand
NI VeriStand通過使用基于配置的開發(fā)方法,為創(chuàng)建實時測試應(yīng)用程序提供軟件架構(gòu),。實時測試應(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,,向NI Veristand引擎中添加運行時功能。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,,不占用任何您實時應(yīng)用程序的處理帶寬,。此外,因為I/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)作為驗證程序的一部分,。

工作區(qū)對象
當(dāng)與運行可編輯工作區(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行接口,。

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