合理使用NI LabVIEW 2010和选择硬件，使原型设计更有效
2010-12-10
概览
纵观2010所有的创新，我们很容易忽视原型设计投资的重要性，但是这往往就是在技术主导市场上的一个重要的竞争优势，比如医疗设备或机器人市场。如果您将原型设计提供给顾客，并从顾客那得到关于这个项目的实际反馈，这就大大增加了您的成功机会。更快更有效的原型设计就是成功的关键。本文向你阐述了如何使用软件和硬件工具来有效地进行技术原型设计。
美国国家仪器平台
美国国家仪器公司提供了一个灵活的原型设计平台，该平台由软件部分和商业化未定制硬件部分组成。受助于软硬件工具的结合，您可以比以往任何时候更快速地完成功能完备原型的设计。
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图
1.
原型设计是在部署之前的一个重要阶段
LabVIEW图形编程
数亿万的工程师和科学家在
LabVIEW
图形编程环境中，运用其类似流程图的直观图形化图标和连线，来开发先进的测量，测试和控制系统。
LabVIEW
软件以自身所带的众多实用功能取胜，涵盖了在数学、信号处理、概率和控制中的各个传统算法，并且为自定义算法起了支持作用。这些功能帮助你绕开了编写底层代码的繁琐，让您有更多的时间来专注于开发您的原型设计。
图2.使用LabVIEW图形编程软件，快速开发您的原型设计软件
您还可以将
LabVIEW
代码以有确定性功能的代码的形式移植到运行实时操作系统的目标微处理器上。如果您的原型设计需要更严格的时序要求，您可以使用
LabVIEW FPGA
模块，对现场可编程门阵列
(FPGA)
进行编程。
最新版本的
LabVIEW FPGA
模块提供了一些新的功能，帮助您更快地完成您的第一个原型设计，从而大大缩短产品上市的时间。您可以将来自包括
VHDL
代码和
Xilinx
核产生器等许多来源的
FPGA IP
核导入
LabVIEW
软件中，从而快速地整合关键算法和
IP
核。然后，您可以使用这些算法和
IP
核，将它们烧写到商业未定制硬件上，作为您的功能原型设计的基础。
图
3.
从
Xilinx
核产生器中整合第三方
IP
核
COTS硬件
COTS
硬件不仅提供了一种廉价的方法，使你迅速地开始原型设计，而且
COTS
硬件依托图形系统设计环境，帮助您在由大量
I/O
集成的不同目标板上实现原始算法。使用实时性处理器，诸如
NI CompactRIO
和
PXI
平台上的处理器，来确定与控制集成
I/O
，来提高可靠性。这在某些情况下是很必要的，如硬件在回路中的应用，因为此时您需要将硬件和软件紧密集成，动态地模拟控制算法正在试图控制的环境。
图
4.
利用
COTS
硬件开发原型设计，使得访问
I/O
更容易
除了使用
FPGAs
实时处理器，您可以通过将代码从一种
COTS
硬件移植到另一种
COTS
硬件上的方式，把
LabVIEW
与您的应用程序组合在一起。比如，您可以将在电脑上分析实时
I/O
信号的代码移植到诸如
PXI,PDAs
和嵌入式微处理器等上，而不需要对代码进行重新编写。事实上，在完成原型设计的设计和验证后将它移植到嵌入式系统部署的
32
位处理器上，由于没有设计上的约束，这样可以节省大量的开发时间和昂贵的返工成本。
定制硬件的原型设计工具
除了在
COTS
硬件上，您可能还需要在您自己的原型设计平台上进行原型设计。
LabVIEW
图形编程语言同样能够给予您帮助。以您的
LabVIEW
代码为例，对于
ARM
微处理器，您可以使用
LabVIEW
嵌入式模块，产生与您的
LabVIEW
框图相对应的
C
语言代码。如果您使用的是
Keil µVision
软件，你也可以将
C
语言代码移植到
ARM7,ARM9
和
Cortex
微处理器上。
此外，您可以使用
LabVIEW C
代码生成器将原先的
LabVIEW
代码转换为
C
语言代码，并将
C
代码集成到
C
语言开发环境中，这样可以将相关功能代码移植到各种不同的微控制器和微处理器中。
原型设计加快您的产品上市时间
原型设计是开发下一代嵌入式系统的一个重要方面。结合使用
LabVIEW
与选用
COTS
硬件能为工程师或科学家的原型设计开发工作带来了很大便利。使用
LabVIEW
软件，您还可以充分利用了新微控制器或微处理器的优势来生成
C
代码。
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