【正文】 e low cost due to the reusability of hardware and software resources. The above characteristics and the continuous evolution and cheapening of the personal puters make the virtual instruments a valuable alternative to traditional ones. Nevertheless, there are two main factors which limits the application of virtual instruments. By one hand, the data capture is reduce to slow rates because of the more mon operating systems of the general purpose puters are not oriented to realtime applications. By other hand, the data acquisition system is not an application oriented system but a generic one. Therefore, our proposal is focused on the enhancement of virtual instruments by the replacement of the generic hardware with a reconfigurable data acquisition system, as it is shown in Figure 1. By this way, some data process can be implemented by hardware reducing the data flow to/from the puter and rising the maximum sample rate.Cytokinetics is a biopharmaceutical pany focused on the discovery of small molecule therapeutics that target the cytoskeleton. Since inception we have developed a robust technology infrastructure to support our drug discovery efforts. The infrastructure provides capacity to screen millions of pounds per year in tests ranging from multiprotein biochemical assays that mimic biological function to automated imagebased cellular assays with phenotypic readouts. The requirements for processing these numbers and diversity of assays have mandated deployment of multiple integrated automation systems. For example, we have several platforms for biochemical screening, systems for live cell processing, automated microscopy systems, and an automated pound storage and retrieval system. Each inhouse integrated system is designed around a robotic arm and contains an optimal set of plateprocessing peripherals (such as pipetting devices, plate readers, and carousels) depending on its intended range of use. To create the most flexible, high performance, and costeffective systems, we have taken the approach of building our own systems inhouse. This has given us the ability to integrate the most appropriate hardware and software solutions regardless of whether they are purchased from a vendor or engineered de novo, and hence we can rapidly modify systems as assay requirements change.To maximize platform consistency and modularity, each of our 10 automated platforms is controlled by a mon, distributed application suite that we developed using National Instruments (NI) LabVIEW. This application suite described in detail below, enables our end users to create and manage their own process models (assay scripts) in a mon modeling environment, to use these process models on any automation system with the required devices, and allows easy and rapid device reconfiguration. The platform is supported by a central Oracle database and can run either statically or dynamically scheduled processes. 基于虛擬儀器的可重構(gòu)邏輯 虛擬儀器的出現(xiàn)是測(cè)量?jī)x器發(fā)展歷史上的一場(chǎng)革命。它充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展儀器的功能,用計(jì)算機(jī)屏幕可以簡(jiǎn)單地模擬大多數(shù)儀器 的調(diào)節(jié)控制面板,以各種需要的形式表達(dá)并且輸出檢測(cè)結(jié)果,用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)大部分信號(hào)的分析和處理,完成大多數(shù)控制和檢測(cè)功能。用戶通過(guò)應(yīng)用程序?qū)?一般的通用計(jì)算機(jī)與功能化模塊硬件結(jié)合起來(lái),通過(guò)友好的界面來(lái)操作計(jì)算機(jī),就像在操作自己定義,自己設(shè)計(jì)的單個(gè)儀器,可完成對(duì)被測(cè)量的采集,分析,判 斷,控制,顯示,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。虛擬儀器較傳統(tǒng)儀器的優(yōu)點(diǎn) (1)融合計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件資源,突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理,顯示,存儲(chǔ) 等方面的限制,大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。（2)利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源,實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化,節(jié)省了物 質(zhì)資源,增加了系統(tǒng)靈活性。通過(guò)軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法,實(shí)時(shí),直接地對(duì) 測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理,通過(guò)圖形用戶界面技術(shù),真正做到界面友好、人機(jī)交互。(3)虛擬儀器的硬件和軟件都具有開(kāi)放性,模塊化,可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)。因此,用戶可根據(jù)自己的需要,選用不同廠的產(chǎn)品,使儀器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)更為靈活,效率更高,縮短系統(tǒng)組建時(shí)間。傳統(tǒng)的儀器是以固定的硬件和軟件資源為基礎(chǔ)的 specific 系統(tǒng),這使得系統(tǒng)的功能和應(yīng)用程序由制造商定義。這些儀器都是復(fù)雜的系統(tǒng),因此它們變 得昂貴而且難以操作和管理。個(gè)人電腦在許多科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用使其為測(cè)量?jī)x器的執(zhí)行搭建了一個(gè)理想的硬件和軟件平臺(tái),通過(guò)增加一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),個(gè)人計(jì)算機(jī)可以仿真任何儀器。因?yàn)樗鼈儧](méi)有獨(dú)自占有和訪問(wèn)硬件和軟件資源,所以以這種方式產(chǎn)生的儀器被稱為虛擬儀器。不同的儀器只要對(duì)該軟件重新編程就可以在同一硬件中實(shí)現(xiàn)。虛擬儀器呈現(xiàn)了大量的優(yōu)勢(shì),其中最重要的就是由于硬件和軟件資源的重用性降低了成本。上述特點(diǎn)及虛擬儀器的不斷發(fā)展和個(gè)人電腦降價(jià)使虛擬儀器成為傳統(tǒng)儀器的一個(gè)有價(jià)值的替代。然而,也有兩個(gè)主要因素限制了虛擬儀器的應(yīng)用。一方面,數(shù)據(jù)捕獲的減 少將放緩速度,因?yàn)橐话阌猛镜碾娔X普遍常用的操作系統(tǒng)并不面向?qū)崟r(shí)用。另一方面,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不是應(yīng)用導(dǎo)向系統(tǒng)而是一個(gè)通用的系統(tǒng)。因此,我們 建議的重點(diǎn)是由通用硬件更換可重構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)加強(qiáng)虛擬儀器,它如圖1 所示。通過(guò)這種方式,一些數(shù)據(jù)的處理過(guò)程可以通過(guò)減少計(jì)算機(jī)上硬件數(shù)據(jù)流和上升的最大采樣率來(lái)實(shí)現(xiàn)。cytokinetics是一個(gè)側(cè)重于以小分子療法發(fā)現(xiàn)細(xì)胞骨架為目標(biāo)的生物制藥公司。自成立以來(lái)，我們形成了一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以支持我們發(fā)現(xiàn)藥物的努力?；A(chǔ)設(shè)施能提供以百萬(wàn)計(jì)畫(huà)面顯示化合物的能力，每年在測(cè)試范圍從基于圖像細(xì)胞檢測(cè)與表型讀出的復(fù)合生化檢測(cè)模仿生物功能的自動(dòng)化的能力。要求處理這些數(shù)字和多樣性的檢測(cè)已授權(quán)部署多個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，我們有幾個(gè)平臺(tái)：生化檢查，系統(tǒng)的活細(xì)胞處理系統(tǒng)，自動(dòng)顯微鏡系統(tǒng)，以及一個(gè)自動(dòng)復(fù)合存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)。每一個(gè)在公司內(nèi)部的綜合系統(tǒng)是根據(jù)其打算使用范圍，圍繞著機(jī)械臂，并包含一個(gè)最佳的一套 板 加工外設(shè)（如移液設(shè)備，板讀者， carousels ）設(shè)計(jì)的。為了創(chuàng)造最靈活，高性能極具成本效益的系統(tǒng)，我們已采取的做法是在內(nèi)部建設(shè)自己的系統(tǒng)。這給賦予我們整合能力最適當(dāng)?shù)挠布蛙浖鉀Q方案，無(wú)論是否從供應(yīng)商購(gòu)買或工程重新進(jìn)行，因此我們可以迅速修改系統(tǒng)的檢測(cè)要求的變化。 最大限度地平臺(tái)的一致性和模塊化，我們每10個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)是由一個(gè)共同的控制的，我們開(kāi)發(fā)時(shí)使用美國(guó)國(guó)家儀器公司（Ni）的分布式應(yīng)用套件LABVIEW。下面詳細(xì)說(shuō)明這個(gè)應(yīng)用套件，使我們的最終用戶能夠創(chuàng)建和管理自己的過(guò)程模型（檢測(cè)腳本） ，在一個(gè)共同的建模環(huán)境中，對(duì)任何自動(dòng)化系統(tǒng)所需的設(shè)備使用這些過(guò)程模型，并允許容易和快速裝置重構(gòu)。該平臺(tái)是支持由一個(gè)中央Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和可以運(yùn)行無(wú)論是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)預(yù)定進(jìn)程附錄C[1]周鵬，許鋼，馬曉瑜，汪石農(nóng)，張明艷，LabVIEW信號(hào)處理[M]，清華大學(xué)出版社,2013.【摘要】LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器（National Instruments Crop，以下簡(jiǎn)稱NI公司）推出的一種基于“圖形”方式的集成化程序開(kāi)發(fā)環(huán)境。在以PC為基礎(chǔ)的測(cè)量和信號(hào)處理中，LabVIEW具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。【關(guān)鍵字】LabVIEW；信號(hào)處理[2] 德湘軼. LABVIEW程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)/普通高等院校電氣自動(dòng)化控制類專業(yè)應(yīng)用型本科規(guī)劃教材[M]，清華大學(xué)出版社,2012?！菊縇abVIEW是一種基于圖形化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制和測(cè)控技術(shù)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。[3] 楊樂(lè)平，[J]．國(guó)防科技大學(xué)航天與材料工程學(xué)院,2005．【摘要】虛擬儀器軟件LabVIEW以其基于數(shù)據(jù)流的圖形化編程風(fēng)格和強(qiáng)大的內(nèi)在功能，在儀器控制和自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。【關(guān)鍵字】虛擬儀器；圖形化編程[4] 周求湛，盧昊，戴宏亮，楊熙春．基于LabVIEW的OCD噪聲測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．吉林大學(xué)通信學(xué)院,2004．【摘要】虛擬儀器是由儀器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合而得到的概念，通過(guò)配置以獲取調(diào)理信號(hào)為主要目的的I/O接口設(shè)備，以及自定義的可以實(shí)現(xiàn)不同測(cè)量功能的軟件。【關(guān)鍵字】虛擬儀器；測(cè)量功能[5] 張建，李鵬，曹麗濤．基于LabVIEW虛擬信號(hào)頻譜分析儀的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J]．河北建州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，(01)【摘要】虛擬儀器系統(tǒng)作為本世紀(jì)內(nèi)電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的最新高峰，有著極其廣闊的發(fā)展前景。它的出現(xiàn)為國(guó)家各個(gè)行業(yè)科研的發(fā)展提供了更新式的測(cè)試手段，它所具有的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，是目前任何儀器都不能替代的?！娟P(guān)鍵字】虛擬儀器；電子測(cè)量 [6]胡軍，周林，陳燕東，[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2010.【摘要】LabVIEW提供的最有力的特性就是圖形化的編程環(huán)境，借助于LabVIEW，可以在電腦屏幕上創(chuàng)建出完全符合自己要求的用戶界面?！娟P(guān)鍵字】LabVIEW；用戶界面