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选择LabVIEW RT(实时)硬件平台

文章来源:edn博客 作者:EDN_001 访问次数:


文章导读:LabVIEW Real-Time可用于开发各种应用,包括高可靠性的测试系统、确定性的闭环控制应用和独立操作系统,本文对如何选择LabVIEW RT(实时)硬件平台给出了说明.

简介

National Instruments的实时与嵌入式开发工具具有一系列快速开发实时应用特性,包括:

  • 确定性闭环控制

  • 高可靠性测试

  • 嵌入式和独立运行

这篇文档对NI的各个LabVIEW Real-Time目标硬件作了比较,包括:PCI、PXI、FieldPoint?、Compact FieldPoint和 Compact Vision Systems(紧凑型视觉系统)。对于每个目标硬件,都从确定性、鲁棒性、可靠性以及应用程序开发方面进行了评估。

LabVIEW Real-Time开发软件

实时平台为应用程序提供了一个运行架构:

  • 确定性地运行(在一段可预测的时间内)

  • 可靠性提高

  • 能嵌入在其它设备中

NI LabVIEW Real-Time模块对NI LabVIEW的开发环境进行了扩展,包括可靠性和时间确定性。使用LabVIEW Real-Time,您可在整个开发过程中使用同一种工具定义程序运行,包括系统配置、算法原型设计和应用程序的发布。您可以在Windows 或 Mac OS X系统上进行开发,然后将应用程序下载到独立的目标硬件平台上运行,这些硬件平台是建立在现成即用的计算机组件和实时操作系统基础上。

实时应用系统的开发类似于桌面系统,LabVIEW Real-Time模块为开发环境增加了一些工具,以帮助您充分利用实时开发平台。

实时操作系统平台专为高可靠性和确定性设计。实时操作系统和桌面操作系统存在以下三点不同:

  • OS的时序安排机制确保高优先级的任务先被执行

  • 软件开发人员能直接控制系统的所有任务

  • 系统不需要来自外设的输入如鼠标和键盘

与此相反,桌面操作系统要求能处理各种应用程序,包括财务软件、视频游戏和工程工具等。此外,桌面OS需要能对来自鼠标和键盘的用户输入做出及时的反应。因此,桌面操作系统并没有为时间确定性作优化处理。

所有LabVIEW Real-Time目标平台都包含一个嵌入式实时操作系统,它是按抢先式和时间片循环式(round-robin)对执行任务进行排序,优化了确定性性能。使用抢先式排列,高优先级线程抢先于低优先级线程执行。在低优先级线程执行时,如果高优先级线程需要处理器时间,则低优先级线程将立刻停止运行以保证高优先级线程运行。当同等优先级线程被执行时,时间片循环排序为每个线程分配了同等的处理器时间。在一个线程用完可用的时间片,OS系统自动地停止处理该线程,开始执行队列中的下一个线程。这种混合了抢先式和时间片循环的任务排序能确保LabVIEW Real-Time应用程序具有时间确定性性能,并尽可能减小时间抖动。在LabVIEW 中,线程优先级的分配可以基于单个VI或循环。使用VI的属性配置对话框,可选择6种不同的优先级。

表1 列出了每个开发系统软件集可使用的LabVIEW Real-Time目标平台

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LabVIEW Real-Time平台概述

所有LabVIEW Real-Time平台都基于通用的软硬件架构。每种目标硬件平台都是由现成即用计算机组件组成,如微处理器、RAM、非挥发性内存和I/O总线接口。嵌入式软件包括实时操作系统(RTOS),驱动软件以及特定版本的LabVIEW run-time引擎。

尽管所有的LabVIEW实时目标平台都使用同样的内核架构,但是根据您所选平台的不同,所能达到的性能也有所不同。PXI和PCI系统具有最好的确定性,而Compact FieldPoint 和 Compact Vision Systems(紧凑型视觉系统)有最高的可靠性。当作为嵌入式和独立系统时这些平台的功能都是相同的。

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现今很多的测试和测量应用是基于PCI系统的,通过向Windows系统增加一个实时组件或者把台式PC转化为专门的实时目标平台,您可以在这些系统中使用LabVIEW Real-Time。

实时PCI插入式板卡

经过设计,NI PCI-7041/6040E RT系列插入式板卡可作为实时模块加入到现有的测试和测量系统中。PCI-7041/6040E包括两个板卡——处理器板卡和多功能数据采集板卡——它们永久地结合在一起。您可以把处理器板卡插入基于Windows的计算机PCI插槽中。该板卡上包含与计算机主板相同的基本组件——一个嵌入式微处理器、RAM和非挥发性存储介质。

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