眾所周知，對(duì)于工程師而言，時(shí)間在任何方面都是寶貴的因素。無(wú)論您是需要更快地采集數(shù)據(jù)，從而利用軟件更精準(zhǔn)地反映真實(shí)世界的信號(hào)、同步遠(yuǎn)程系統(tǒng)、還是僅僅更快速地完成您的工作，時(shí)間都是非常重要的。

      作為圖形化的編程語(yǔ)言，NI公司的LabVIEW軟件有助于節(jié)省您的時(shí)間和編譯G語(yǔ)言的時(shí)間。 圖形化的編程方法可以讓您只需關(guān)注數(shù)據(jù)以及對(duì)數(shù)據(jù)的操作，并且抽象出了諸如內(nèi)存分配和語(yǔ)法規(guī)則等大量復(fù)雜的計(jì)算機(jī)編程工作，從而進(jìn)一步提高您的工作效率。此外，LabVIEW也包括了高級(jí)的定時(shí)機(jī)制和應(yīng)用程序API函數(shù)，來(lái)定義硬件和軟件之間時(shí)間約束的參數(shù)和關(guān)系。

      LabVIEW最新版軟件LabVIEW 2010，其最顯著的新功能就是針對(duì)各種時(shí)間實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化。最新的版本是整個(gè)軟件平臺(tái)的綜合更新，包括直接被客戶(hù)需求推動(dòng)的新功能，新的FPGA IP模塊，增強(qiáng)的定時(shí)和同步功能，以及改進(jìn)的用于產(chǎn)生優(yōu)化機(jī)器碼的后端編譯器，總體可提升高達(dá)20%的應(yīng)用程序運(yùn)行性能。

圖1. 相比LabVIEW2009，LabVIEW 2010提升了高達(dá)20%的應(yīng)用程序運(yùn)行性能

      本文將通過(guò)編譯器的優(yōu)化、內(nèi)置的定時(shí)與同步以及用戶(hù)自身提出的新特性，三個(gè)方面，為您全面介紹LabVIEW 2010。

編譯器的優(yōu)化

      LabVIEW編譯器在提升編程效率方面是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。編譯器用于處理復(fù)雜的任務(wù)如內(nèi)存分配和線程管理等，并在編輯時(shí)，當(dāng)程序框圖代碼不可執(zhí)行的情況下提供反饋給用戶(hù)。最終，復(fù)雜的編譯器和優(yōu)化線程解析您高層次設(shè)計(jì)并返回高效率的機(jī)器代碼。

      在過(guò)去的數(shù)十年中， 編譯器已經(jīng)愈加地智能化和最優(yōu)化， 加入了內(nèi)嵌法（inplaceness），類(lèi)型傳播法，聚叢法，虛擬寄存器，文本編譯器優(yōu)化以及其他來(lái)自于NI編譯器研發(fā)者智囊團(tuán)的智能化處理方法。無(wú)論是一個(gè)新增功能，修正漏洞，還是編譯器的改進(jìn)，每一次發(fā)布都引入了更新的編譯器，讓您的代碼性能更優(yōu)化。LabVIEW 2010版本關(guān)注的焦點(diǎn)之一就是VI 運(yùn)行時(shí)的性能–也就是說(shuō)，無(wú)需改變?cè)创a本身，提升您的VI運(yùn)行性能。

      為了更快地提高您的代碼執(zhí)行效率同時(shí)無(wú)須更改您的代碼，研發(fā)者引入了2個(gè) “層”到編譯器層次關(guān)系中。LabVIEW 2009 引入了數(shù)據(jù)流的中間代碼表示（DFIR），一個(gè)高層次的架構(gòu)用于轉(zhuǎn)換從您的程序框圖中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的圖形化代碼。 LabVIEW 2010加入了基于底層虛擬機(jī)（LLVM）的后端 ，提供了一種新的標(biāo)準(zhǔn)編譯器的優(yōu)化（圖2） 。 DFIR和LLVM協(xié)同工作提供高層次和低層次的中間代碼表示，以便于編譯器使用中間代碼細(xì)分和優(yōu)化LabVIEW程序。 在LabVIEW 2010中，采用了中間代碼表示意味著編譯器優(yōu)化線程并未影響實(shí)際的程序框圖，但由于產(chǎn)生了優(yōu)化的機(jī)器代碼，這就為您的應(yīng)用程序提升了高達(dá)20%的運(yùn)行時(shí)執(zhí)行效率。

圖2. 全新的 LabVIEW 編譯流程

      LabVIEW 2010通過(guò)幫助您管理源代碼和開(kāi)發(fā)更多模塊化的軟件架構(gòu)，提供了助力于大型應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)這一新功能。通過(guò)從LabVIEW編寫(xiě)出的源代碼中分離出已經(jīng)編譯過(guò)的對(duì)象，LabVIEW 2010可以明顯提高開(kāi)發(fā)者的工作流程。 當(dāng)這一新的VI屬性選項(xiàng)設(shè)置打開(kāi)時(shí)，一個(gè)VI在重新編譯后并不顯示為已經(jīng)修改，除非開(kāi)發(fā)人員修改了圖形化的源程序;這就避免了重新保存和重新提交文件到源代碼控制的需要。

      新的打包項(xiàng)目庫(kù)提供了更加模塊化的軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程，更短的生成時(shí)間和更簡(jiǎn)便的部署方法。 LabVIEW打包項(xiàng)目庫(kù)文件是一個(gè)新的LabVIEW文件類(lèi)型，由一個(gè)項(xiàng)目庫(kù)和所有涉及的子程序組合而成一個(gè)單獨(dú)的文件。 導(dǎo)出的VI包含在這個(gè)文件中，就如同其它的VI保存為不帶程序框圖的形式，但是它們的層次已經(jīng)完全被隱藏。它們遵循一個(gè)生成規(guī)范，現(xiàn)有的lvlib后綴文件被選擇用于確定哪些VI正在被生成到打包的項(xiàng)目庫(kù)中以及哪些VI是公共的或?qū)С龅摹?/p>

內(nèi)置的定時(shí)和同步

      大部分計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序必須要滿(mǎn)足和它們交互的計(jì)算機(jī)物理系統(tǒng)所需求的時(shí)間約束參數(shù)。如果您所使用的系統(tǒng)環(huán)境并沒(méi)有一個(gè)明確的時(shí)間概念，您將會(huì)不大容易寫(xiě)出一個(gè)可以定時(shí)的程序。

      幸運(yùn)的是，LabVIEW擁有很多獨(dú)特的處理時(shí)間的機(jī)制。舉例來(lái)說(shuō)，定時(shí)循環(huán)結(jié)構(gòu)是在您的應(yīng)用程序之中用于指定時(shí)間約束參數(shù)的一個(gè)定義很好的API函數(shù)節(jié)點(diǎn)。另外，您還可以使用定時(shí)循環(huán)來(lái)配置優(yōu)先級(jí)，處理器分配，和定時(shí)源。您可以在一個(gè)單一的系統(tǒng)中或者在一個(gè)分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的部分中實(shí)現(xiàn)多個(gè)定時(shí)循環(huán)之間的同步。

      在LabVIEW 2010 中，引入了一種新的基于時(shí)間的同步技術(shù)，從而更進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展了LabVIEW應(yīng)用程序的功能，使得LabVIEW可以將不同的LabVIEW實(shí)時(shí)目標(biāo)平臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同步功能。LabVIEW 2010已經(jīng)合并了該軟件IEEE 1588協(xié)議的執(zhí)行情況作為定時(shí)循環(huán)的另一個(gè)定時(shí)源，從而提供了分辨率為1ms的絕對(duì)時(shí)間。另外，為了控制定時(shí)的基源和功能，LabVIEW 2010 引入了一種新的內(nèi)部定時(shí)機(jī)制，幫助您在多個(gè)定時(shí)分辨率中進(jìn)行衡量。借助于定時(shí)循環(huán)，您所開(kāi)發(fā)的代碼從臺(tái)式機(jī)處理器的ms級(jí)系統(tǒng)到帶有FPGA背板處理器的ns級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行移植時(shí)可以保留相同的應(yīng)用程序代碼段。

社區(qū)驅(qū)動(dòng)的新功能

      LabVIEW社區(qū)對(duì)于您使用LabVIEW所能到達(dá)的成功程度具有深遠(yuǎn)的影響。會(huì)員可以在NI論壇對(duì)他人提供技術(shù)支持，也可以上傳范例代碼到NI 開(kāi)發(fā)者社區(qū)，以及/或者用戶(hù)組。 另外，LabVIEW 社區(qū)對(duì)于LabVIEW2010產(chǎn)生了決策性的影響。

LabVIEW Idea Exchange–在2009年8月，NI 設(shè)立了LabVIEW Idea Exchange，這是一個(gè)產(chǎn)品反饋的論壇，通過(guò)連接LabVIEW社區(qū)和LabVIEW開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)， 有助于確定每一個(gè)版本的新功能。 LabVIEW 2010包含了14個(gè)這樣的功能，直接來(lái)源于社區(qū)會(huì)員的反饋。

優(yōu)秀的技術(shù)支持 – 社區(qū)同樣也提供NI工程師日常處理的技術(shù)支持問(wèn)題的反饋。鑒于LabVIEW常常是協(xié)同硬件使用的，最常見(jiàn)的技術(shù)支持問(wèn)題就是分布式硬件的配置。您可以在分布式硬件上安裝新的基于網(wǎng)頁(yè)的監(jiān)測(cè)和配置實(shí)用工具，然后可以直接通過(guò)瀏覽器利用類(lèi)似配置路由器的方式來(lái)配置您的硬件。您也可以監(jiān)測(cè)性能和內(nèi)存信息，文件瀏覽器，以及直接與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)的交互。

圖3.基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)和配置實(shí)用工具簡(jiǎn)化了遠(yuǎn)程硬件的管理

LabVIEW開(kāi)發(fā)的第三方附加軟件 –為了加強(qiáng)第三方開(kāi)發(fā)的附加軟件的打包和發(fā)布功能，LabVIEW 2010 引入了很多的改進(jìn)方法。 對(duì)于代碼開(kāi)發(fā)，可以直接使用LabVIEW Scripting， 即一個(gè)可以自動(dòng)創(chuàng)建LabVIEW代碼的可編程應(yīng)用程序接口函數(shù)（API）。另外，授權(quán)和激活幫助開(kāi)發(fā)者創(chuàng)建評(píng)估版的軟件，并確保使用LabVIEW開(kāi)發(fā)的附件工具包和應(yīng)用程序在授權(quán)后正常使用。對(duì)于打包生成一個(gè)附加軟件，來(lái)自于JKI軟件團(tuán)隊(duì)的VI打包管理器軟件提供了一個(gè)流水線的打包過(guò)程，并緊密地集成了授權(quán)/激活的功能。

結(jié)語(yǔ)

      LabVIEW 作為工程師與科學(xué)家們的編程語(yǔ)言，在20多年來(lái)不斷地實(shí)現(xiàn)自我突破與進(jìn)步，融合了最前沿的商業(yè)可用技術(shù)，全新的2010版本進(jìn)一步讓您實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)各種工程應(yīng)用創(chuàng)新！