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1、广西物理第22卷第2期Vol.22No.22001GUANGXIWULI可互换式虚拟仪器(IVI)关键技术研究122陆绮荣钟伟军李智(1.桂林工学院电子与计算机系;2.桂林电子工业学院电子工程系,广西桂林541004)摘要针对IVI测试系统中仪器互换性差、开发灵活性差而带来测试费用昂贵、开发周期长的问题,提出了符合IVI规范的、采用统一编程标准的可行办法,并对实现仪器互换性的关键技术IVI仪器驱动器、IVI仪器驱动功能库、IVI类驱动器、IVI状态管理机构及其相关技术进行了研究。用IVI技术实现测试系统仪器的互换
2、性,无论从军事还是商业角度来看,既能给用户带来显著的效益,又提高了开发商的产品在市场的竞争力。关键词虚拟仪器;互换性;IVI规范;驱动器中图分类号:TM930.9文献标识码:A文章编号:1003-7551(2001)02-0016-061前言虚拟仪器(VirtualInstrument。简称VI)是以计算机为基础,配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出接口,在虚拟仪器软件开发平台上,利用PC机强大的图形环境和在线帮助功能建立图形化的虚拟仪器面板,并控制仪器运行的仪器。虚拟仪器的出现,缩小了厂商与用户之间的距离。虚
3、拟仪器使得用户能够根据自己的需要定义仪器的功能,而不象传统仪器那样,受到仪器厂商的限制,出现厂商提供的仪器功能与用户要求不相符的情况。利用虚拟仪器,用户可以组建更好的测试系统,并且更容易增强系统功能。由于PC机能够提供远胜于仪器内部的处理能力,因此,借助于一台通用的数字化仪(数据采集板)用户就可以通过软件构造几乎任意功能的仪器。“软件就是仪器”是虚拟仪器的带给仪器工业的一次革命。但是,由于虚拟仪器的硬件、软件构建基于一定的标准模式,如对VXI总线虚拟仪器而言,主要包括三大部分。(1)应用软件开发环境与应用软件包:
4、应用软件开发环境将计算机的数据分析和显示能力与仪器驱动器融合在一起,为用户开发虚拟仪器提供了必须的软件工具与环境。(2)仪器驱动器:仪器驱动器是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序。它作为用户应用程序的一部分在计算机上运行。(3)VXI总线接口软件:VXI总线接口软件是实现VXI总线虚拟仪器最基础的软件,它驻留在计算机系统之中执行VXI总线的特殊功能。即使是同类仪器更换操作系统或者仪器硬件时,就得重新修改测试程序,如将HP的DMM变换成Fluke的DMM,则需要修改测试程序,这个问题是由于不同硬件厂商的设备驱
5、动程序之间缺乏统一标准而引起的。缺乏互换性和开发灵活性阻碍了虚拟仪器的发展,同时也限制了用户对虚拟仪器的使用。IVI技术是在VXIplug&play技术上发展而来的,当今世界上最先进的测试技术。虽然目前国内有二种解释:(1)智能化虚拟仪器驱动器(IntelligentVirtualInstrumentDriver),(2)可互换的虚拟仪器驱动器(In-terchangeableVirtualInstrumentDriver),但其功能描述是一致的。国内在这方面的研究尚处于理论阶段,实践研究还是空白。本文通过对实现
6、IVI测试系统中仪器互换性关键技术进行的研究,旨在跟踪世界测试仪器新技术,对国内IVI测试系统的研究应用起到抛砖引玉的作用。＊电科院预研基金资助项目(编号:57.5.4.14)＊收稿日期:2001-04-1516第2期可互换式虚拟仪器(IVI)关键技术研究2解决方法的提出解决的办法之一是采用统一标准的仪器驱动器。VXIplug&play仪器驱动器是基于LabWindws/CVI和LabVIEW编程环境的仪器驱动器。采用VXIplug&play仪器驱动器可避免因在同一系统中使用不同厂家生产的仪器而产生冲突。此外,这
7、些标准用VISA定义的数据类型来定义所有仪器驱动器函数中的参数,采用这些数据类型有利于将仪器驱动器用于新的操作系统和编程语言中。然而,因为VXIplug&play仪器驱动器与仪器硬件密切相关,故采用VXIplug&play仪器驱动器并非仪器驱动器的最佳选择。解决的另一种办法是采用统一的编程标准。IVI(InterchangeableVirtualInstruments)基金会的宗旨就是致力于制定新的仪器编程标准,IVI规范综合了最终用户、仪器厂商以及通过开放和透明的仪器控制方法来构建测试系统的系统集成者的需要。它
8、在VXIplug&play仪器驱动器标准之上扩展了如仪器互换性、开发灵活性等特点。尽管IVI仪器驱动器遵循VXIplug&play标准,但它增加了一些新特性,主要特性有:(1)硬件独立性。它的益处可广泛地体现到各个测试领域。在军事和航空领域,测试系统的测试代码需要保持多年。当仪器老化或淘汰时,利用这一特性可很方便地将原测试代码用于新的装备。(2)状态跟踪。标准的VXIpl
