基于虛擬儀器構(gòu)架的電子測量工作站軟件集成技術(shù)研究.pdf

1、虛擬儀器技術(shù)是測試技術(shù)發(fā)展劃時代的產(chǎn)物，它對電子測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用起到了極大的推動作用。虛擬儀器提出“軟件就是儀器”的新概念，在虛擬儀器系統(tǒng)中，軟件是整個測試系統(tǒng)的核心，它將軟件系統(tǒng)的核心平臺與具體的功能模塊相分離，兩者之間通過約定的軟件接口相互關(guān)聯(lián)，儀器的功能可由用戶自己定義和設(shè)計，進(jìn)而改變、增強(qiáng)儀器系統(tǒng)的功能和規(guī)模來滿足各種特殊要求。虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展使得構(gòu)建多模塊的集成測試設(shè)備成為可能，而當(dāng)前被測對象與被測目標(biāo)的復(fù)雜性使得研究具

2、有多參數(shù)測試能力的多功能集成測試設(shè)備成為必要。為此，本文主要討論多模塊虛擬儀器軟件的集成技術(shù)，研究內(nèi)容主要涉及多模塊虛擬儀器軟件構(gòu)架、驅(qū)動器技術(shù)、同步與聯(lián)動技術(shù)以及多模塊界面技術(shù)。在對現(xiàn)有方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，獲得以下主要研究成果：
　　 1、將虛擬儀器軟件集成從單功能模塊工作方式向多功能模塊協(xié)作方式進(jìn)行擴(kuò)展。提出了多個測量功能模塊協(xié)同工作時的多模塊集成頂層框架，將頂層構(gòu)架與模塊之間的管理簡化為接口調(diào)用關(guān)系。基于接口的頂層集成框

3、架，將兩個層次用接口進(jìn)行隔離，可以方便地增減模塊，或進(jìn)行模塊的升級換代，滿足開放性、可擴(kuò)展性的要求。基于XML文檔技術(shù)對軟件界面進(jìn)行配置管理，實現(xiàn)界面動態(tài)配置。可以自動完成不同分辨率下界面方案的部署與顯示，可以靈活的進(jìn)行多模塊與單模塊功能界面轉(zhuǎn)化。
　　 2、基于指令隊列提出了上層軟件與驅(qū)動程序之間的指令接口。以指令隊列作為上層功能軟件與驅(qū)動程序之間的設(shè)備操作指令緩沖器，指令解析器對指令隊列的指令進(jìn)行解析并交由指令調(diào)度器調(diào)度。指

4、令接口簡化了上層功能軟件與驅(qū)動程序的接口，隔離了上層軟件與下層驅(qū)動程序，將多功能模塊協(xié)同工作時對設(shè)備資源的互斥與競爭轉(zhuǎn)化為有序訪問，同時增加了儀器模塊的可替代性。
　　 3、基于數(shù)據(jù)隊列提出了驅(qū)動程序?qū)优c上層模塊軟件層之間的數(shù)據(jù)接口。一次測量工作完成后，數(shù)據(jù)接口從設(shè)備中讀取所有功能模塊的測量數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)隊列，數(shù)據(jù)分發(fā)器從數(shù)據(jù)隊列中取出數(shù)據(jù)，按照儀器模塊將數(shù)據(jù)分離，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，完成一次測量過程。使用數(shù)據(jù)隊列技術(shù)對采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行

5、緩存、分離與分發(fā)，以儀器功能為基礎(chǔ)實現(xiàn)了多模塊協(xié)作時軟件模塊之間的同步。
　　 4、以指令接口與數(shù)據(jù)接口為基礎(chǔ)，提出驅(qū)動程序的抽象層——驅(qū)動器接口層。驅(qū)動器接口層對各個儀器模塊的驅(qū)動程序進(jìn)行抽象與封裝，以指令接口為上層軟件模塊與驅(qū)動程序之間的設(shè)備操作機(jī)制，以數(shù)據(jù)接口為上層軟件模塊與驅(qū)動程序之間的數(shù)據(jù)通知機(jī)制。驅(qū)動器接口層將上層軟件模塊與驅(qū)動程序之間的工作機(jī)制由查詢等待機(jī)制改進(jìn)為排隊通知機(jī)制。實驗表明，使用通知機(jī)制后很好地解決了總