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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