1、PDF外文：http:/ 3466 字 出处： Electronics, Circuits and Systems, 1998 IEEE International Conference on. IEEE, 1998, 1: 301-304 A virtual instrumentation support system 虚拟仪器支持系统 Luis F. F. Brito Palma and Adelino R. F. da Silva &nb
2、sp; Departamento de Engenharia Electrotecnica Faculdade de Ciencias e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Portugal 摘要 ： 允许同时运行多个虚拟仪器的一个虚拟仪器支持系统已经逐步发展起来。本文我们提出了多 任务图形环境（命名 AGMT）和两个主要图形环境（命名虚拟仪器的应用 - 数
3、字示波器和数字图像处理器）。 AGMT 的设计工作是通过传感器和数据采集卡驱动器，从而和其他输入输出设备实现实时和互动。在 DOS 的操作系统下， AGMT 是一个能实现优先抢占和优先完成多个任务的操作系统。在运行时，该 AGMT 允许用户确定任务的调度策略和并发应用。这种虚拟环境可能很容易扩展到其他典型的运行监控控制和数据采集应用方面。 1 导言 在最近的文献中虚拟仪器系统已经受到了很大的关注。这主要是由于人们在监控和数据采集应用方面越来越有兴趣 ，如监测系统，控制系统和管理系统。一些商业虚拟系统是可用的。在 windows 操作系统下运行一些系统，而另
4、一些仍然在 DOS 操作系统下运行。但大多数操作系统没有可能满足实时限制，因为无论是 Windows 还是 DOS 都是实时操作系统系统。另外，大多数虚拟仪器系统不允许控制任务的调度策略。在我们开发的系统中，名为 AGMT，任务被视为轻量级进程或线级与虚拟应用相关的。多任务图形环境 AGMT4,是由两种工具集成的结果。一个 InternetTM 并行编辑工具包 5，和在 zincTM 图形用户界面框架。通过支持优先调度和抢占式多任务的方法，互通工具来模拟实时内核。从这个意义上讲，它被视为 DOS 操作系统的一个实时延长。 Zinc 图形用户界面框架有一个事件管理器和窗口管理器。事件管理器控制所
5、产生的输入设备的事件以及图形系统的其他内部事件。窗口管理器控制的可视化和窗口对象要显示在屏幕上。基于这两个工具包， AGMT 系统执行的所有事件产生的设备投票都要附加在设备管理器上，如光标，键盘，鼠标，以及其他用户定的设备。 AGMT 系统随着面向对象技术的发展而发展，且使用 C+面向对象程序语言，允许纳入新的模块化虚拟仪器和简单的方法。两个主要的虚拟 仪器运用 一个数字示波器和一个数字图像处理器 都已经被开发来说明 AGMT系统的潜力。在下面的章节，将介绍虚拟仪器系统的基本概念，其次是系统的设计说明和应用。 2 虚拟仪器 虚拟仪器是一个集成其他许多领域的知识领域，如
6、图所示 1：虚拟仪器，并发编程，图形用户界面，实时系统，面向对象技术和面向对象编程。
7、; 图 1 与虚拟仪器相关的知识领域 仪表系统处理来自传感器的信号，这种信号控制执行器。通常，他们执行信号调理，输入输出信号采集和数字信号处理。虚拟仪器连接到电脑常用的有三种方法：一般用途接口总线， VXI总线和数据采集卡硬件方法。该数据采集方法是最灵活最昂贵的。因此，在我们的系统，我们要用专用的数据采集方法来达到数据采集目的。同时，并行编程用于控制多个虚拟仪器和管理图形用户界面。图形用户界面用一种友好的方式和用户进行互动。实时系统必须执行相关的时间约束，且随着并发应用程序与它同步。面
8、向对象技术 在系统设计中是一项重要的工具，因为它能处理虚拟仪器系统固有的复杂性。面向对象程序语言实现 OO 概念旨在促进新公司注册申请。另一方面， OO 程序支持软件的重要性和它的维护。 1986 年，美国国家仪器公司（ NI）是第一家和 LabView 为虚拟仪器实施商业解决方案的公司。现在 NI 提供超过 30 个运行在不同的硬件平台的类似软件产品。基于可视化编程技术，最新的产品被设计为高级别的工具。软件产品，像 NI 的 LabView，数据翻译公司的 DT-VEE，都是为组成应用提供一个可视化编程环境。通常，这些产品将继续支持附加 C 语言的模块或 一些其他非 OO 的语言的编程。例如
9、， NI 的组件工程是利用图书馆 VB 语言来控制 GPIB 仪器。虚拟仪器可以被定义为一种实施软件的仪器，这些软件是通过数据采集板和输入输出接口设备使传感器和执行器相互交流。虚拟仪器依靠底层操作系统来处理数据加工活动。在 OO 的设计，一个系统可能被分解为三种模式：对象模式，动态模式，功能模式。在对象模式中，虚拟仪器被分类为类层次。图 2 显示了一个多继承等级的虚拟仪器建模，有两个主要基础课程 UI_DEVICE 和 UIW_WINDOW,如定义锌工具包。 虚拟仪器 仪器系统 实时系统 图象用户界面 并行程序 OO
10、技术 OO 程序 图 2 虚拟仪器的阶级层次 为实现虚拟仪器，伪代码示例可能显示如下，该虚拟仪器为传感器和执行器的组合，它涉及数据采集板 class VIRTUAL-INSTR: pub
11、lic: public UI-DEVICE, public UIW-WINDOW VIRTUAL-INSTR( . ) ； -VIRTUAL-INSTR(.) ； / / destructor VITask( . ) ； / task DAQ-BOARD *IOBoard； / data acq. board GRAF-VI *grafVirtInstr； / window / constructor 3 系统设计 该 AGMT 的体系结构如图 3。三个管理器用来管理整个系统，分别是任务调度器，事件管理器和窗口管理器。任务调度器根据用户定义的任务调度策略来控制任务的时间测序和资源分配。事件管理器来控制输入信息的通量和系统内部的事件消息。窗口管理器控制多视觉对象在屏幕上的并行可视化，正如运行程序所要求的。因此，在多任务系统中， AGMT 可以被看作是支持并发应用程 序（虚拟仪器或其他应用程序）的一个图形用户环境。
