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虚拟仪器系统的设计方法和步骤的具体概括
虚拟仪器系统的设计方法和步骤的具体概括
虚拟仪器系统的设计和步骤与传统的仪器设计有较大的差异,这主要是由于数字化技术在虚拟仪器系统中的大量采用。同样,它与一般的软件开发也有较大不同,以为虚拟仪器系统的软件和系统硬件有紧密的关系。虚拟仪器系统的设计更像一般的测控系统设计。其设计步骤可具体概括如下。
1、确定虚拟仪器的类型
由于虚拟仪器的种类较多,不同类型的虚拟仪器系统其硬件结构相差较大,因此在设计时必须首先确定类型。仪器类型的确定主要考虑以下几个方面。
(1)对象的要求及使用领域设计的虚拟系统首先要能满足应用要求,要能较好的完成测试任务,因此首先要根据测试要求选择满足要求的虚拟仪器类型。如在航天航空领域,对仪器的可靠性、快速性、稳定性等要求较高,一般选用VXI总线类型的虚拟仪器而对普通实验室用的测试系统,采用PC总线的测试仪器即可满足要求。
(2)系统成本,不同类型的虚拟仪器其构建成本不同,因此在满足应用要求的情况下,应结合系统成本考虑仪器的类型
(3)开发资源的丰富性,为了加快虚拟仪器系统的开发,子啊满足测试应用要求和系统成本控制的情况下,应选择有较多硬件资源支持的仪器类型,如,随着USB总线和IEEE1394的发展和应用越来越广泛,传统的RS-232总线仪器和GPIB仪器在将来得到的支持将越来越少,因此应尽量少用这样接口类型的仪器,所选用的接口硬件是否有各种型式的驱动程序支持,也是在硬件设备选型时必须要考虑的。
(4)系统的扩展和升级。由于测试任务的变换或要求的提高,需要对虚拟仪器系统进行扩展和升级,因此,在进行仪器类型的确定时,必须考虑这方面的问题。如在进行VXI总线仪器的设计时,在选择机箱的时候,要考虑插槽数。另外,目前主板上有ISA总线插槽的台式计算机越来越少,因此在设计PC-BASED仪器时,要慎选ISA总线类型的板卡此外,由于虚拟仪器系统可根据用户要求进行定制,因此同样的硬件经不同的组合,再配合相应的虚拟仪器应用软件,可实现不同的功能,因此要考虑系统资源的再用性。
2、根据选用的系统类型和结构,确定所需要的硬件
3、虚拟仪器软件开发平台的选择
当虚拟仪器硬件确定后,就要进行硬件的集成和软件开发,因此必须确定软件开发平台。具体选择时主要基于开发人员对开发平台的熟练程度,开发成本等角度考虑。
4、虚拟仪器应用软件开发
根据系统要实现的功能,确定应用软件的开发方案。应用软件不仅要实现期望的仪器功能,还要设计出生动、直观、形象的仪器软面板,在这方面软件开发人员必须要与用户沟通,以选定用户比较能接受和熟练的数据显示和控制操作方式。
5、系统调试
系统调试主要包括硬件调试和软件调试等。在调试方法上可以首先用仿真式或模拟现场信号进行调试,然后再进行现场真实信号调试。当系统的功能被确认满足设计要求后,系统调试结束否则还要重复进行软、硬件调试,直至调试成功
6、编写完善的系统开发文档
这是一项常被忽视或轻视的工作完善的系统开发文档和技术报告,使用手册等技术文档将有利于总结系统开发经验,对
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