[信息與通信]虛擬儀器設(shè)計第1章—概述(編輯修改稿)
2025-04-18 06:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 pose Interface Bus）、 PCDAQ（ Data Acquisition）和 VXI總線（ VMEbus eXtension for Instrumentation， 1987年）、PXI總線（ PCI eXtension for Instrumentation， 1997年）等多種虛擬儀器系統(tǒng)。 ? 虛擬儀器軟件采用面向?qū)ο蠛涂梢暬幊碳夹g(shù)。 ? 底層驅(qū)動和上層應(yīng)用軟件融為一體。 ? 虛擬儀器軟件的標(biāo)準(zhǔn)化： ※ VPP（ VXI即插即用， VXIplugamp。play， 1993年） ※ VISA（ Virtual Instrument Software Architecture, 虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)） ※ IVI（ Interchangeable Virtual Instruments，可互換式虛擬儀器， 1997年） 16 虛擬儀器技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)與測試技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。多門學(xué)科多種技術(shù)相互融合，如測試技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)字信號處理、總線與接口、網(wǎng)絡(luò)與通信、傳感技術(shù)、光電技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)等。 ? （ 1）新的總線技術(shù)的應(yīng)用（如 HS488， 1394b等）。 ? （ 2）速度不斷提高。 ? （ 3）智能化、模塊化、集成化是硬件發(fā)展的主流。 ? （ 4）軟件技術(shù)。第一是軟件標(biāo)準(zhǔn)化問題；第二是如何利用各種軟件開發(fā)環(huán)境及工具，編制出符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用軟件。 ? （ 5）網(wǎng)絡(luò)化儀器系統(tǒng)。 ? （ 6）應(yīng)用范圍更加廣泛。 17 虛擬儀器技術(shù)就是用戶自定義的基于 PC技術(shù)的測試和測量解決方案，具有四大優(yōu)勢： 。 虛擬儀器技術(shù)是在 PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的 PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。 虛擬儀器的優(yōu)勢與特點(diǎn) 此外，越來越快的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢，使數(shù)據(jù)分享進(jìn)入了一個全新的階段。將因特網(wǎng)和虛擬儀器技術(shù)相結(jié)合，就能夠輕松地與發(fā)布測量結(jié)果到世界上的任何地方。 18 。 虛擬儀器 = A/D + CPU + 軟件。 一般只需更新計算機(jī)或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進(jìn)整個系統(tǒng)。 。 虛擬儀器技術(shù)采用通用或標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件，使得工程師和科學(xué)家們開發(fā)儀器設(shè)備的時間縮短、技術(shù)要求降低而系統(tǒng)通用性強(qiáng)。 。 虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個集成的軟硬件概念。隨著測試系統(tǒng)在功能上不斷地趨于復(fù)雜，通常需要集成多個測量設(shè)備，而連接和集成這些不同設(shè)備則有相當(dāng)難度。虛擬儀器軟件平臺為所有的 I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，例如數(shù)據(jù)采集﹑ 視覺 ﹑ 運(yùn)動和分布式 I/O等等，幫助用戶輕松地將多個測量設(shè)備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。 19 比較內(nèi)容 虛擬儀器 傳統(tǒng)儀器 系統(tǒng)構(gòu)成 軟件是關(guān)鍵 硬件是關(guān)鍵 開發(fā)周期 開發(fā)時間短、技術(shù)要求低、系統(tǒng)通用性強(qiáng) 開發(fā)時間長、技術(shù)要求高、系統(tǒng)功能較專一 開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用 低 高 技術(shù)更新周期 短（ ） 長（ 510年） 價格 價格低、可復(fù)用與可重配置性強(qiáng) 價格昂貴 功能可塑性 用戶定義儀器功能，柔性 廠商定義儀器功能，剛性 系統(tǒng)開放性 開放、靈活，與計算機(jī)技術(shù)同步發(fā)展 封閉、固定 構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)能力 易與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互連 功能單一的獨(dú)立設(shè)備 人機(jī)交互 無限的顯示選項、界面友好 有限的顯示選項 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較： 儀器 = A/D + CPU + 軟件 20 虛擬儀器的構(gòu)成 1. 通用儀器硬件平臺 (簡稱硬件平臺 ) （ ?信號采集及控制） 2. 應(yīng)用軟件 （ ?信號分析與處理、顯示） 兩大部分構(gòu) 成 21 ? 1. 虛擬儀器通用硬件平臺的構(gòu)成形式 ? 通常為帶有某種標(biāo)準(zhǔn)總線接口的各種測試設(shè)備（分立式或
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