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配合使用NI VeriStand与LabVIEW及其他软件环境

发布日期:2017-09-16 23:40  来源:上海恩艾仪器有限公司
概览
本文简要叙述了用户使用NI VeriStand创建实时测试应用程序的方法,考查了用户使用 NI LabVIEW 和其他环境创建NI VeriStand附加功能的各种方法。
目录
  1. 什么是NI VeriStand?
  2. NI VeriStand的工作方式
  3. 如何将NI VeriStand与LabVIEW和其他环境配合使用
  4. 后续步骤
1. 什么是NI VeriStand?
NI VeriStand提供了一个框架,能够帮助用户提高创建实时测试应用程序的效率。考虑耐久性测试元件、环境测试系统、硬件在环(HIL)仿真等实时测试系统;根据具体应用,用户的实时测试软件需要具有下述多个功能:
  • 硬件I/O接口
  • 数据记录
  • 激励生成
  • 用户界面
  • 主机系统通信
  • 执行控制算法、分析例程或仿真模型
  • 报警
  • 报警响应程序
  • 计算通道
以上任务及其他更多的任务,都可以在NI VeriStand框架中实现和优化,并且随时可以配置使用。这一现成的功能在实践验证的架构中运行,加快了用户的实时测试应用程序开发,减少了用户对于应用程序的支持并且降低了维护成本。尽管NI VeriStand提供了实时测试应用所需要的大部分功能,它仍然可以通过LabVIEW及其它软件环境进行自定义和扩展,从而确保满足用户的具体应用要求。

2. NI VeriStand的工作方式
在考查LabVIEW与NI VeriStand配合使用的各种方法之前,用户需要先了解NI VeriStand的工作方式。图1说明了如何使用NI VeriStand创建实时测试应用程序。
图1. 使用系统浏览器窗口配置 NI VeriStand实时引擎,使用 NI VeriStand工作空间进行引擎的用户界面配置。
 
NI VeriStand系统浏览器窗口可用来配置NI VeriStand实时引擎,此引擎在实时PXI系统或NI CompactRIO系统等实时执行目标上运行。在此配置部署到NI VeriStand实时引擎上之后,NI VeriStand工作空间窗口立即为引擎提供一个运行界面,并且包括多种工具,供用户监测实时测试应用程序以及进行交互。
图2. 系统浏览器 (背景)与工作空间 (前景)
  
 
3. 如何将NI VeriStand与LabVIEW和其他环境配合使用
通过LabVIEW及其它开发环境,用户可以为NI VeriStand应用程序定制编辑时和运行时功能。图3所示的是用户可以在哪些位置为应用软件添加额外功能。请注意:蓝色组件由NI VeriStand环境进行配置。黄色组件可以使用LabVIEW或其它环境来创建,并作为NI VeriStand应用程序的本地组件添加,它能够与环境无缝地协作。
图3. NI VeriStand提供了一个可配置的功能框架,可以添加使用LabVIEW及其它环境创建的附加功能。
API库
NI VeriStand为工作空间和系统浏览器提供了一个基于.NET的API,用户可以使用此API为NI VeriStand创建自定义接口或者实现NI VeriStand应用程序的配置和/或运行自动化。例如,用户可以使用系统浏览器API库来创建一个自定义配置窗口,限制用户对NI VeriStand应用程序所做的更改,或者通过电子数据表中指定应用程序参数来简化配置过程。此外,用户还可以使用工作空间API库自动运行NI VeriStand应用程序或者创建完全自定义的运行时接口。这些基于.NET的API可以被LabVIEW、NI TestStand,以及多种其它能够使用.NET接口的环境使用。
 
工作空间对象
工作空间是NI VeriStand应用程序所用的可编辑运行时用户界面。要使用工作空间,只需将用户界面对象拖放到工作空间屏幕上,然后右击对象打开配置对话框。NI VeriStand提供了多种用户界面对象,然而你仍然可以使用LabVIEW为NI VeriStand创建控制器和指示器,以提供个性化外观甚至在线数据处理等运行时功能。要完成这些修改,用户只需要在LabVIEW中打开NI VeriStand用户界面对象,然后进行更改即可。
图4. 使用 LabVIEW创建自定义用户界面对象
 
工作空间工具
另外,工作空间还提供了很多工具,供用户监测NI VeriStand应用程序或者进行交互,例如报警监控、硬件校准、激励配置文件编辑等。用户可以使用LabVIEW为NI VeriStand应用程序创建自定义工具,并将它和其它工作空间工具一起放入工具菜单。例如,用户可以创建一个提供模块化仪器所用接口的工具,比如数字万用表(DMM),作为验证过程的一部分提供专业的测量。
图5. 使用一个配置对话框将 LabVIEW VI添加到 NI VeriStand工作空间菜单中

模型
前文所述的自定义选项会影响NI VeriStand主机端组件(工作空间和系统浏览器);然而,用户也可以将自定义功能添加到NI VeriStand实时应用程序中。
 
通过其它环境向NI VeriStand添加功能的最常见方法是将已编译的模型导入到NI VeriStand实时应用程序中。NI VeriStand能够导入用户通过LabVIEW、MathWorks, Inc.的Simulink®软件、ITI的SimulationX、Maplesoft的MapleSim、Gamma Technologies Inc.的GT-POWER,以及其他许多建模与编程环境所创建并编译的函数或模型代码。利用此功能,用户可以将实时闭环控制、系统仿真、信号处理,以及信号产生等功能添加到NI VeriStand应用程序中。这些组件在系统浏览器中具有一个标准编辑时间接口,可以轻松地在同一应用程序中使用来自多种环境的已编译模型,或者在来自不同环境的已编译模型之间进行切换。 
 
这些模型的已编译版本,通常使用开发环境的C代码生成工具所提供的简单配置对话框产生。例如,在导入LabVIEW子VI或子系统模型时,用户只需要选择LabVIEW工具菜单的NI VeriStand模型生成工具,选择目标目录,然后使用系统浏览器导入已编译模型,如图6所示。
图6. 将 LabVIEW子VI与子系统增加到用户NI VeriStand实时应用程序中。
 
每次NI VeriStand实时应用程序调用已编译模型时,需要惊醒输入锁存,代码执行以及输出更新。模型中的模型参数或变量根据需要进行更新,而不是每个执行迭代时均予以更新。NI VeriStand模型提供了一种最简单技术,可将自定义功能增加到用户NI VeriStand实时应用程序中。要了解此过程的更多信息,请阅 读利用NI VeriStand来使用LabVIEW创建的模型 教程。
 
虽然可以支持多种软件环境,但是用户依然可以使用产品附带的NI VeriStand模型框架,来支持其他能够产生C代码的开发环境。

自定义设备
将自定义功能增加到NI VeriStand实时应用程序中的另一种方法是使用自定义设备。与NI VeriStand模型相比,自定义设备在执行架构方面给用户更大的自由度,并且使用户能够在系统浏览器中自定义编辑时间。NI VeriStand自定义设备可由LabVIEW使用模板库创建。模板库要求具有内置在系统浏览器中的编辑时间组件,以及通过NI VeriStand实时引擎执行并且能够访问引擎的定时和数据资源的运行时间组件。此接口的使用实例包括:为新增硬件接口创建支持,执行实时信号处理等自定义功能。
图7. 将自定义编辑时间及运行时间功能添加到用户的NI VeriStand实时应用程序中。
 
FPGA特性
在将实时I/O硬件接口添加到NI VeriStand中时,用户可以快速地配置多种标准模拟、数字,以及通信总线接口;然而,利用LabVIEW基于FPGA的可重配置I/O(RIO)设备,NI VeriStand还能够创建用户定义的I/O硬件。用户可以利用此功能创建自定义I/O硬件接口,以25纳秒的速度执行信号处理、仿真、触发和/或控制任务,并且不会消耗用户运行NI VeriStand引擎的实时处理器的任何处理带宽。此外,由于I/O接口基于FPGA,用户还可以轻松地重新配置设备的特性或行为,以满足新的要求,或者创建能够用于多个应用程序并且无需更改I/O接口硬件的测试系统。
图8. 使用 LabVIEW FPGA创建自定义的、可重配置的硬件接口
 
4. 后续步骤
NI VeriStand提供的框架包括了即用功能以及利用LabVIEW添加自定义功能的集成接口,帮助用户更加有效地创建实时测试应用程序。除了开箱即用功能的优势之外,利用此框架构建的应用程序还能够从NI VeriStand每次修订时的质量、功能和性能改进中大大受益。 
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