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1、计算机自动测量与控制.2000.8(1)ComputerAutomatedMeasurement&Control文章编号:1007-0257(2000)01-0021-04虚拟仪器系统软件结构的设计周泓汪乐宇陈祥献(浙江大学仪器系检测技术与智能仪器研究所,浙江杭州310027)摘要:分析了VXI总线“即插即用”规范的虚似仪器系统软件结构,并结合实例,阐述了虚拟仪器系统的输入/输出(I/O)软件、仪器驱动程序及应用程序开发环境的组成与实现。关键词:虚拟仪器;VPP规范;输入/输出接口软件;仪器驱动程序;软面板中图分类号:TP31111TheDe
2、sign文献标识码:AofVirtualInstrumentSystemSoftwareArchitectureWANGLe2yuCHENXiang2xianZHOUHong(Dept.ofInstrumentationScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:ThispaperdiscussesthesoftwarearchitectureofvirtualinstrumentsystemonthebasisofVXIbusplug&playsys2temspecifi
3、cations.Withthepracticesofdevelopingthevirtualinstrumentsystem,theconstitutionandrealizationoftheinput/outputinterfacesoftware,instrumentdriversandtheapplicationsoftwaredevelopingenvironmentarepresented.Keywords:virtualinstrument;VPPspecifications;input/outputinterfacesoftw
4、are;instrumentdrivers;softwarefrontpanel1概述虚拟仪器概念是为了适应PC卡式仪器而提出的。与传统仪器不同的是,PC卡式仪器由于自身不带仪器操作面板,因此必须借助计算机强大的图形化环境与在线帮助功能,建立图形化的虚拟仪器软件面板,完成对仪器控制与通讯。这种与计算机结合构成的、包含仪器操作信息软件的仪器,就称为虚拟仪器。虚拟仪器概念的提出,以其突出的特点,显示了强大的生命力,并推动着仪器技术与计算机技术的进一步结合。1987年,世界上五大仪器公司联合提出了一种在VME计算机总线基础上扩展而成的模块化仪器总线
5、规范,即VXI总线规范,并于1992年成为工业领域的国际标准(IEEE-1155标准)。VXI仪器模块作为虚拟仪器的代表,在测试速度上有了极大提高,从而更好地满足了测试实时性的要求。同时,VXI总线的系统结构为虚拟仪器的开发提供了更为理想的平台。以VXI总线系统为代表的开放式模块化系统,在硬件方面为虚拟仪器系统的组成提供了极大的方便,但是,任何虚拟仪器的实现都必须在软件支持下才能工作。与硬件在世界范围内的开放及标准化相适应,虚拟仪器系统也迫切要求有一个具有统一格式与基础的软件结构,这就是虚拟仪器软件结构提出的最初动因。2虚拟仪器系统软件结构的
6、组成为了补充和发展VXI总线规范对于虚拟仪器系统软件结构定义,使VXI仪器模块更易于使用,并在系统级上使VXI总线系统成为一个真正开放的系统结构,1993年,在VXI总线联合会的基础上,进一步成立了VXI总线“即插即用”联盟,目的在于定义和推行一些标准化准则和操作规程,解决VXI总线规范中尚未包含的系统级及软件结构的问题。VXI即插即用规范越来越被广大的仪器生产厂家所接受,被称为VPP(VXIPlug&Play)系统。根据VPP系统规范的定义,虚拟仪器系统的软件结构应包含以下三部分,如图1所示:(1)输入/输出仪器驱动程序之间,是一个完成对仪
7、器内部寄存器单元进行直接存取数据操作、对VXI总线背板与器件作测试与控制、并为仪器与(I/O)接口软件:存在于仪器与收稿日期:1999211201基金项目:九五国家重点科技攻关项目资助01-06)(97-772-作者简介:周泓(1974-),男,浙江绍兴人,博士生,主要研究虚拟仪器技术、自动测试系统集成技术等。图1虚拟仪器软件框架虚拟仪器系统仪器驱动程序提供信息传递的底层软件层,是实现开放的、统一的虚拟仪器系统的基础与核心。在VPP系统规范中,详细规定了虚拟仪器系统输入/输出(I/O)接口软件的特点、组成、内部结构与实现规范,并将符合VPP规
8、范的虚拟仪器系统输入/输出接口软件被详细定义。在形式上,VISA与现在的I/O库(如SICL、NI-GPIB等)都很类似,然而,它是提供了控制所有类型的仪器的单一标
