特征強(qiáng)化操作 - 利用NI LabVIEW創(chuàng)建算法并且解決各類工程問(wèn)題

這些面向?qū)ο蟮奶卣鲝?qiáng)化操作，使得代碼更加可讀、可擴(kuò)展并且限制訪問(wèn)明確獲得準(zhǔn)許的VI中的信息。 這種開(kāi)發(fā)方式是另一類采用G來(lái)代表算法與操作的途徑，因此讓您能夠靈活選擇您更加適宜也是最適合應(yīng)用的設(shè)計(jì)與方法。

建模和仿真程序框圖
如果您在設(shè)計(jì)一類能夠被微分方程描述的復(fù)雜系統(tǒng)，在軟件中進(jìn)行物理系統(tǒng)的仿真和建模是一種流行方式。 借助它，您能夠分析模型從而了解動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的特征并且創(chuàng)建能夠?qū)崿F(xiàn)理想行為的控制器。

圖9中的控制和仿真循環(huán)實(shí)現(xiàn)了微分方程根據(jù)常微分求解的確定性執(zhí)行——其中許多都存在于LabVIEW中。 這種編程方式采用一種看起來(lái)酷似G、但作為信號(hào)流被更好表達(dá)的數(shù)據(jù)流。 如圖9所示，您能夠?qū)⒒谀Ｐ偷木幊谭绞脚c其他方式（包括：G和MathScript節(jié)點(diǎn)）結(jié)合。

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圖9. 這個(gè)仿真程序框圖展現(xiàn)了：信號(hào)流、硬件I/O和MathScript節(jié)點(diǎn)。

控制和仿真循環(huán)支持的函數(shù)，有助您將離散線性時(shí)間不變(LTI)系統(tǒng)模型部署至NI實(shí)時(shí)硬件。 您能使用這些函數(shù)，在傳遞函數(shù)、零點(diǎn)—極點(diǎn)—增益或狀態(tài)空間模型中，界定離散控制器模型。 通過(guò)時(shí)間和頻率分析工具（如：時(shí)間階躍響應(yīng)或伯德圖），您能交互式地分析開(kāi)環(huán)和閉環(huán)行為。 您還能采用內(nèi)置工具轉(zhuǎn)換在MathWorks, Inc. Simulink?軟件中開(kāi)發(fā)的模型，以搭配LabVIEW。多虧LabVIEW Real-Time模塊，這些動(dòng)態(tài)系統(tǒng)無(wú)需任何中間步驟就能被部署至硬件目標(biāo)，這非常適合快速控制原型和硬件在環(huán)應(yīng)用。

搭配狀態(tài)圖的文檔編制
NI LabVIEW狀態(tài)圖模塊提供狀態(tài)圖；狀態(tài)圖屬于高層設(shè)計(jì)文檔，有助您用圖解釋系統(tǒng)功能。 結(jié)合LabVIEW圖形化數(shù)據(jù)流來(lái)定義各狀態(tài)的行為時(shí)，狀態(tài)圖(statechart diagram)可作為可執(zhí)行規(guī)范運(yùn)行。 狀態(tài)圖通過(guò)擴(kuò)展經(jīng)典狀態(tài)圖加入并發(fā)(concurrency)與層次結(jié)構(gòu)，以便您能表述包含并行任務(wù)的系統(tǒng)。 此外，狀態(tài)圖還納入一種正規(guī)方式來(lái)響應(yīng)事件，從而理想地描述反應(yīng)系統(tǒng)。 這特別適合設(shè)計(jì)嵌入式設(shè)備、控制系統(tǒng)和復(fù)雜的用戶界面。

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圖10. LabVIEW狀態(tài)圖模塊采用狀態(tài)圖來(lái)圖解系統(tǒng)功能。

您往往可以創(chuàng)建高層程序框圖來(lái)闡釋?xiě)?yīng)用程序中不同系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的工作關(guān)系。 例如，應(yīng)用程序可能具有相互獨(dú)立的進(jìn)程，各進(jìn)程負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸出、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)記錄和更新用戶界面等任務(wù)。 這些通常被用來(lái)斷定在不同系統(tǒng)上提供并共享哪些信息，以及指定系統(tǒng)執(zhí)行次序的邏輯。 您能輕松將這些程序框圖轉(zhuǎn)譯為L(zhǎng)abVIEW狀態(tài)圖表程序框圖，從而在軟件中輕松開(kāi)發(fā)實(shí)際系統(tǒng)。

狀態(tài)圖運(yùn)算模型能夠繁復(fù)地進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。 狀態(tài)圖特別適用于事件響應(yīng)方面的應(yīng)用（如復(fù)雜的用戶界面等），和用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制器、機(jī)器控制邏輯和數(shù)字通信協(xié)議的高級(jí)狀態(tài)機(jī)。

了解NI LabVIEW狀態(tài)圖模塊。

編寫(xiě)面向FPGA終端的VHDL
您能采用LabVIEW FPGA模塊來(lái)編寫(xiě)運(yùn)行在采用G的FPGA上的代碼。然而，和使用之前的編程方式一樣，您可能希望復(fù)用現(xiàn)有代碼或者靈活選擇執(zhí)行方式。 大多數(shù)FPGA在采用VHDL進(jìn)行編程，VHDL是一種基于文本的數(shù)據(jù)流描述語(yǔ)言。 借助組件級(jí)IP (CLIP)節(jié)點(diǎn)，無(wú)需重新在圖形化語(yǔ)言中編寫(xiě)已有的VHDL IP即可將VHDL導(dǎo)入VI。

CLIP節(jié)點(diǎn)提供的框架，可將外部FPGA IP導(dǎo)入LabVIEW FPGA模塊。 CLIP XML文件通常用來(lái)將現(xiàn)有IP接口映射至能夠在VI程序框圖采用的值，但LabVIEW包含一個(gè)可自動(dòng)創(chuàng)建該接口的CLIP導(dǎo)入向?qū)А?它列示了LabVIEW項(xiàng)目中方便您拖曳至程序框圖并在FPGA上使用的IP的輸入與輸出，如圖11所示。

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圖11. 該LabVIEW狀態(tài)圖表程序框圖展現(xiàn)了CLIP節(jié)點(diǎn)。

由于NI將Xilinx FPGA和Xilinx工具鏈作為L(zhǎng)abVIEW FPGA模塊的部件，您能輕松使用Xilinx內(nèi)核生成器(CORE Generator)來(lái)創(chuàng)建兼容的內(nèi)核。 您還能使用Xilinx嵌入式開(kāi)發(fā)套件來(lái)創(chuàng)建各類軟性微處理器。 此外，許多第三方IP供應(yīng)商可提供各類信號(hào)處理、總線解決方案或特定應(yīng)用的內(nèi)核。

更深入了解NI LabVIEW FGPA模塊和CLIP節(jié)點(diǎn)。?