Większe możliwości dzięki LabVIEW 2009: programowanie równoległe, technologie bezprzewodowe i funkcje matematyczne w systemach czasu rzeczywistego

Transkrypt

1 Większe możliwości dzięki LabVIEW 2009: programowanie równoległe, technologie bezprzewodowe i funkcje matematyczne w systemach czasu rzeczywistego Dziś bardziej niż kiedykolwiek narzędzia używane przez inżynierów muszą być elastyczne i łatwo dostosowywać się do zmiennego otoczenia. NI LabVIEW 2009 to platforma służąca do programowania graficznego. Jest ona wyposażona w funkcje, które mogą zostać wykorzystane w równoległych architekturach wielordzeniowych oraz układach programowalnych FPGA. Platforma ta posiada nowe możliwości programowania czujników bezprzewodowych oraz wykorzystywania algorytmów matematycznych w systemach czasu rzeczywistego. Najnowsza wersja LabVIEW 2009 pozwala zwiększyć efektywność tworzonego oprogramowania dzięki wykorzystaniu ewoluujących komputerów klasy PC i systemów wbudowanych. Wprowadzając na rynek LabVIEW 2009, firma National Instruments pomaga użytkownikom projektować innowacyjne produkty. Dzięki temu pojawiają się nowe możliwości rozwoju w dziedzinach badań medycznych i projektowania urządzeń, modernizacji infrastruktury oraz monitorowania środowiska naturalnego. Programowanie równoległe Wraz z pojawieniem się na rynku wielordzeniowych komputerów PC, LabVIEW okazało się potężnym, intuicyjnym narzędziem stworzonym dla architektur równoległych. O fakcie tym zadecydowała graficzna natura środowiska. LabVIEW 2009 w jeszcze większym stopniu upraszcza programowanie równoległe na platformach sprzętowych, takich jak wielordzeniowe komputery PC i układy programowalne FPGA. Programowanie systemów wielordzeniowych. LabVIEW 2009 oferuje udoskonalenia języka, takie jak referencje, rekursja i udoskonalone możliwości programowania obiektowego. Ponadto funkcja zrównoleglenia pętli for potrafi automatycznie rozdzielać iteracje na kilka rdzeni. Wykorzystanie układów FPGA programowalne FPGA umożliwiają wykorzystywanie architektur równoległych. Moduł FPGA LabVIEW 2009 pozwala na definiowanie logiki FPGA i przeznaczony jest dla układów serii Xilinx Virtex-5. Każdy użytkownik znający LabVIEW może

2 z łatwością programować układy FPGA. LabVIEW 2009 udostępnia informacje kompilatora o wykorzystaniu zasobów FPGA i zależności czasowych już podczas tworzenia kodu. Pozwala także analizować długość ścieżki krytycznej oraz posiada nowe bloki IP do obliczeń wymagających wysokiej wydajności. Dzięki nowym narzędziom służącym do projektowania i analizowania kodu programu, LabVIEW 2009 zwiększa swą funkcjonalność. Tej zmiany oczekiwali zarówno nowi jak i doświadczeni użytkownicy FPGA. Wirtualizacj Wielu inżynierów używa kilku systemów operacyjnych, aby jednocześnie korzystać z funkcji przetwarzania w czasie rzeczywistym, z graficznego interfejsu użytkownika a także z szerokiego asortymentu programów oraz usług. W przeszłości zastosowania wymagające użycia kilku systemów operacyjnych wymagały kilku komputerów. Dziś technologia wirtualizacji pomaga konsolidować systemy poprzez wykorzystywanie dwóch lub więcej systemów operacyjnych na jednym komputerze. Pakiet oprogramowania NI Real-Time Hypervisor, wchodzący na rynek wraz z LabVIEW 2009, używa wirtualizację do jednoczesnej obsługi dwóch systemów: LabVIEW Real-Time i Windows XP na jednej platformie PXI lub sterowniku przemysłowym z dwoma lub większą liczbą rdzeni (przy zachowaniu deterministycznego działania w czasie rzeczywistym). Dokonując zakupu systemu z zainstalowanym fabrycznie Real-Time Hypervisor, użytkownicy zmniejszą koszty, zredukują wymiary systemu i wykorzystają procesory wielordzeniowe w sposób, który nie był wcześniej możliwy. Technologie bezprzewodowe Bezprzewodowe urządzenia NI stworzone do akwizycji danych (DAQ) zwiększają elastyczność i obniżają koszty w porównaniu do tradycyjnych systemów przewodowych. Inżynierowie oszczędzają czas, gdyż urządzenia te nie wymagają tworzenia nowej lub konfigurowania już istniejącej sieci, bądź prowadzenia przewodów na terenie obiektu. Oferując LabVIEW 2009, National Instruments po raz kolejny udostępnia technologię bezprzewodową szerokiemu gronu użytkowników. Platforma sieci czujników bezprzewodowych. Nowe, kompletne rozwiązanie służące do monitoringu. Składa się na nie LabVIEW i niezawodne, niskonapięciowe urządzenia pomiarowe, programowane w środowisku LabVIEW. Pozwala to stworzyć system zdalnego monitoringu służący, np. do obserwacji środowiska naturalnego. Urządzenia pomiarowe zoptymalizowano pod kątem energooszczędnej, wieloletniej eksploatacji. Aplikacja LabVIEW WSN Module Pioneer pomaga dostosować do wymagań użytkownika funkcjonalność każdego urządzenia w sieci.

3 Możliwe jest wydłużenie czasu pracy urządzenia działającego na baterii, przeprowadzenie niestandardowych analiz oraz zredukowanie czasu reakcji na zdarzenie. W przeszłości osiągnięcie takich korzyści wymagało doświadczenia w dziedzinie wbudowanych systemów operacyjnych oraz programowania niskopoziomowego. Testowanie urządzeń pracujących na częstotliwościach radiowych. Komunikacja bezprzewodowa i sterowanie stają się standardowymi funkcjami w wielu wyrobach elektroniki konsumenckiej, przez co producenci zmuszeni są przeprowadzać nowe testy funkcjonalne. National Instruments oferuje szeroki asortyment urządzeń pracujących na częstotliwościach od pasma podstawowego do 26 GHz, służących do akwizycji i generowania sygnałów radiowych, włączając przełączniki oraz oscylatory. NI oferuje jedyne w swoim rodzaju, definiowane przez oprogramowanie, podejście do testowania urządzeń bezprzewodowych, które można z łatwością włączyć do tradycyjnych platform testowych. LabVIEW 2009 udostępnia nowe funkcje stworzone dla standardów bezprzewodowych, takich jak GPS, WLAN, WiMAX i MIMO. Obliczenia przeprowadzane w systemach czasu rzeczywistego Projektowanie systemów wbudowanych wiąże się z połączeniem w jednej aplikacji (działającej w niewielkim, wytrzymałym urządzeniu) układów we/wy, algorytmów przetwarzania sygnałów oraz funkcji sterujących. W przeszłości inżynierowie i naukowcy pracujący nad algorytmami byli ekspertami w dziedzinie obróbki sygnału lub sterowania, natomiast inżynierowie odpowiedzialni za wdrożenie urządzenia koncentrowali się na części mechanicznej i kosztach systemu. W wielu przypadkach algorytmy opracowane przez tych pierwszych musiały być ponownie pisane w języku C, aby możliwe było wykorzystanie kodu na specjalistycznych procesorach. LabVIEW skraca czas potrzebny na zaprojektowanie i implementację algorytmu, a następnie stworzenie prototypu działającego w systemie czasu rzeczywistym. Korzystając z LabVIEW, ten sam użytkownik może opracować elektronikę służącą do przetwarzania sygnału lub sterowania. Ponadto może on z łatwością wykorzystywać i testować algorytmy działające w czasie rzeczywistym, w celu szybkiego stworzenia prototypów swoich systemów. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu rzeczywistych sygnałów. LabVIEW 2009 MathScript RT Module pozwala na wykorzystywanie funkcji matematycznych zapisanych w plikach.m, zarówno w systemach czasu rzeczywistego, jak i komputerach z tradycyjnymi systemami operacyjnymi. Korzystając z LabVIEW 2009, specjaliści wielu dziedzin mogą z łatwością testować swoje algorytmy przygotowane w różnych językach bezpośrednio na prototypach działających w czasie rzeczywistym.

4 Większe możliwości dzięki LabVIEW 2009 National Instruments przyjęło strategię corocznego wprowadzania nowych wersji LabVIEW, co umożliwi ewolucję platformy równolegle do ewolucji sprzętu komputerowego oraz zapewni stabilny rozwój naszego oprogramowania. Rysunek 1. Nowe oprogramowanie NI Real-Time Hypervisor wykorzystuje technologię wirtualizacji do obsługi dwóch systemów operacyjnych - LabVIEW Real-Time i Windows XP, które są umieszczone na jednym kontrolerze. Rysunek 2. Korzystanie z LabVIEW oraz sieci czujników bezprzewodowych NI umożliwia rozproszony monitoring bezprzewodowy z zastosowaniem niskonapięciowych urządzeń pomiarowych.

5 Rysunek 3. Proces realizacji skryptu, przygotowanego za pomocą tradycyjnego narzędzia obliczeniowego na platformie wielordzeniowej pracującej w czasie rzeczywistym, może składać się z kilku etapów. National Instruments Poland Sp. z o.o. Salzburg Center ul. Grójecka Warszawa Tel: Fax: ni.poland@ni.com Web: poland.ni.com Infolinia: