嵌入式設計的圖形化編程縮短開發時間

概覽

隨著嵌入式系統日益普及，機器制造商、測試工程師、控制工程師等許多領域的專家都需要嵌入式技術來開發系統，而他們目前又都不具備開發嵌入式系統的技能。隨著系統日趨復雜，隨著需要該技術的非嵌入式專家日益增多，人們迫切需要一種新的
圖 1. LabVIEW的并行定時循環直觀地顯示出并行任務

文本代碼令各領域的眾多專家們難以實現該水平的定時與并行；而圖形化表示對于科學家和工程師而言，卻顯得更為清晰、更易訪問。如果LabVIEW范例被擴展至包括FPGA和微處理器的芯片，您會發現：LabVIEW還能以同樣的一致性和可升級性，輕松管理硅芯片的并行架構。

嵌入式系統設計的另一項關鍵需求是：軟件平臺應當用于實時嵌入式設計常用的各類算法設計瀏覽。Edward Lee博士身為伯克利(Berkeley)地區加利福尼亞大學(University of California)在嵌入式軟件平臺方面的研究領袖，將設計瀏覽統統視作運算模型 [3]。這些運算模型與系統設計師瀏覽系統的方式匹配，最大程度降低了將系統要求轉換為軟件設計的復雜性。

在過去的幾年里，LabVIEW已經擴展性地納入了多種運算模型，從而更好滿足了嵌入式系統設計師及其各種技術裝置的需求。 LabVIEW現已包括基于文本的數學、連續時間仿真、狀態圖和圖形化數據流模式，用以代表各類算法。 LabVIEW還納入交互式工具，從而推進數字濾波器、控制模型、數字信號處理算法的設計體驗，令此類垂直應用的設計更為簡易?，F在，我們將拭目以待，見證您如何在靈活的COTS硬件平臺上實施這些算法，并極大地降低第一次建模的時間。

商用現成建模平臺

如前所述，由于許多設計延遲或是根本無法面市，甚至更糟；由于設計會在推出之后宣告失敗，我們必須采取行動，確保以更短的時間獲得更優質的產品。一舉兩得的途徑之一便是：通過更快地在設計中集成實際信號和實際硬件，更好地建模系統，從而實現優質設計的迭代并能更早發現（并解決）問題。

如 圖 2的設計過程所示，LabVIEW FPGA模塊能夠將LabVIEW設計下載到NI的FPGA硬件上；LabVIEW已能夠通過該模塊，將算法設計與邏輯設計相互結合?，F在我們可以集中精力，探尋縮短硬件路徑的效率與手段。

圖 2. 反映軟件和硬件獨立設計過程的典型性嵌入式系統軟硬件設計過程

目前，若您在為最終的部署創建自定義硬件，則很難并行開發軟件和硬件。因為只有進入系統集成階段，軟件方能在實際的硬件上接受測試。此外，您并不希望進行純理論型的軟件開發；在系統集成測試階段納入I/O并通過實際信號測試設計，可能造成：發現問題時為時已晚，因而無法按時完成設計。

許多設計者目前采用測試板卡一類的方式，建模系統。然而，此類板卡往往只包括少數的模擬和數字I/O通道，很少包括視覺、運動或同步I/O的能力。此外，設計師往往只是為證明概念，便不得不將時間浪費在開發傳感器或特定I/O的自定義板卡上。

如 圖 3 所示，通過靈活的COTS建模平臺，您卻能真正簡化該過程，并省去許多配合硬件驗證和板卡設計的工作。當今，任何人都能步入電子商店，插接內存、主板、外設等組件，創建PC；圖形化系統設計與PC非常類似，力爭實現同樣標準的建模平臺。

Figure 3. Stream-lined development flow with Graphical System Design