控制软件

配合使用NI VeriStand与LabVIEW及其他软件环境

2017年07月28日

　　概览

　　本文简要叙述了用户使用NI VeriStand创建实时测试应用程序的方法，考查了用户使用 NI LabVIEW 和其他环境创建NI VeriStand附加功能的各种方法

　　1. 什么是NI VeriStand?

　　NI VeriStand提供了一个框架，能够帮助用户提高创建实时测试应用程序的效率。考虑耐久性测试元件、环境测试系统、硬件在环(HIL)仿真等实时测试系统;根据具体应用，用户的实时测试软件需要具有下述多个功能：

　　● 硬件I/O接口

　　● 数据记录

　　● 激励生成

　　● 用户界面

　　● 主机系统通信

　　● 执行控制算法、分析例程或仿真模型

　　● 报警

　　● 报警响应程序

　　● 计算通道

　　以上任务及其他更多的任务，都可以在NI VeriStand框架中实现和优化，并且随时可以配置使用。这一现成的功能在实践验证的架构中运行，加快了用户的实时测试应用程序开发，减少了用户对于应用程序的支持并且降低了维护成本。尽管NI VeriStand提供了实时测试应用所需要的大部分功能，它仍然可以通过LabVIEW及其它软件环境进行自定义和扩展，从而确保满足用户的具体应用要求。

　　2. NI VeriStand的工作方式

　　在考查LabVIEW与NI VeriStand配合使用的各种方法之前，用户需要先了解NI VeriStand的工作方式。图1说明了如何使用NI VeriStand创建实时测试应用程序。

　　图1. 使用系统浏览器窗口配置 NI VeriStand实时引擎，使用 NI VeriStand工作空间进行引擎的用户界面配置。

　　NI VeriStand系统浏览器窗口可用来配置NI VeriStand实时引擎，此引擎在实时PXI系统或NI CompactRIO系统等实时执行目标上运行。在此配置部署到NI VeriStand实时引擎上之后，NI VeriStand工作空间窗口立即为引擎提供一个运行界面，并且包括多种工具，供用户监测实时测试应用程序以及进行交互。

　　图2. 系统浏览器 (背景)与工作空间 (前景)

　　3. 如何将NI VeriStand与LabVIEW和其他环境配合使用

　　通过LabVIEW及其它开发环境，用户可以为NI VeriStand应用程序定制编辑时和运行时功能。图3所示的是用户可以在哪些位置为应用软件添加额外功能。请注意：蓝色组件由NI VeriStand环境进行配置。黄色组件可以使用LabVIEW或其它环境来创建，并作为NI VeriStand应用程序的本地组件添加，它能够与环境无缝地协作。

　　图3. NI VeriStand提供了一个可配置的功能框架，可以添加使用LabVIEW及其它环境创建的附加功能。

　　API库

　　NI VeriStand为工作空间和系统浏览器提供了一个基于.NET的API，用户可以使用此API为NI VeriStand创建自定义接口或者实现NI VeriStand应用程序的配置和/或运行自动化。例如，用户可以使用系统浏览器API库来创建一个自定义配置窗口，限制用户对NI VeriStand应用程序所做的更改，或者通过电子数据表中指定应用程序参数来简化配置过程。此外，用户还可以使用工作空间API库自动运行NI VeriStand应用程序或者创建完全自定义的运行时接口。这些基于.NET的API可以被LabVIEW、NI TestStand,以及多种其它能够使用.NET接口的环境使用。

　　工作空间对象

　　工作空间是NI VeriStand应用程序所用的可编辑运行时用户界面。要使用工作空间，只需将用户界面对象拖放到工作空间屏幕上，然后右击对象打开配置对话框。NI VeriStand提供了多种用户界面对象，然而你仍然可以使用LabVIEW为NI VeriStand创建控制器和指示器，以提供个性化外观甚至在线数据处理等运行时功能。要完成这些修改，用户只需要在LabVIEW中打开NI VeriStand用户界面对象，然后进行更改即可。

　　图4. 使用 LabVIEW创建自定义用户界面对象

　　工作空间工具

　　另外，工作空间还提供了很多工具，供用户监测NI VeriStand应用程序或者进行交互，例如报警监控、硬件校准、激励配置文件编辑等。用户可以使用LabVIEW为NI VeriStand应用程序创建自定义工具，并将它和其它工作空间工具一起放入工具菜单。例如，用户可以创建一个提供模块化仪器所用接口的工具，比如数字万用表(DMM)，作为验证过程的一部分提供专业的测量。

　　图5. 使用一个配置对话框将 LabVIEW VI添加到 NI VeriStand工作空间菜单中

　　模型

　　前文所述的自定义选项会影响NI VeriStand主机端组件(工作空间和系统浏览器);然而，用户也可以将自定义功能添加到NI VeriStand实时应用程序中。

　　通过其它环境向NI VeriStand添加功能的最常见方法是将已编译的模型导入到NI VeriStand实时应用程序中。NI VeriStand能够导入用户通过LabVIEW、MathWorks, Inc.的Simulink®软件、ITI的SimulationX、Maplesoft的MapleSim、Gamma Technologies Inc.的GT-POWER，以及其他许多建模与编程环境所创建并编译的函数或模型代码。利用此功能，用户可以将实时闭环控制、系统仿真、信号处理，以及信号产生等功能添加到NI VeriStand应用程序中。这些组件在系统浏览器中具有一个标准编辑时间接口，可以轻松地在同一应用程序中使用来自多种环境的已编译模型，或者在来自不同环境的已编译模型之间进行切换。

　　这些模型的已编译版本，通常使用开发环境的C代码生成工具所提供的简单配置对话框产生。例如，在导入LabVIEW子VI或子系统模型时，用户只需要选择LabVIEW工具菜单的NI VeriStand模型生成工具，选择目标目录，然后使用系统浏览器导入已编译模型，如图6所示。

　　图6. 将 LabVIEW子VI与子系统增加到用户NI VeriStand实时应用程序中。

　　每次NI VeriStand实时应用程序调用已编译模型时，需要惊醒输入锁存，代码执行以及输出更新。模型中的模型参数或变量根据需要进行更新，而不是每个执行迭代时均予以更新。NI VeriStand模型提供了一种最简单技术，可将自定义功能增加到用户NI VeriStand实时应用程序中。要了解此过程的更多信息，请阅读利用NI VeriStand来使用LabVIEW创建的模型教程。

　　虽然可以支持多种软件环境，但是用户依然可以使用产品附带的NI VeriStand模型框架，来支持其他能够产生C代码的开发环境。

　　自定义设备

　　将自定义功能增加到NI VeriStand实时应用程序中的另一种方法是使用自定义设备。与NI VeriStand模型相比，自定义设备在执行架构方面给用户更大的自由度，并且使用户能够在系统浏览器中自定义编辑时间。NI VeriStand自定义设备可由LabVIEW使用模板库创建。模板库要求具有内置在系统浏览器中的编辑时间组件，以及通过NI VeriStand实时引擎执行并且能够访问引擎的定时和数据资源的运行时间组件。此接口的使用实例包括：为新增硬件接口创建支持，执行实时信号处理等自定义功能。

　　图7. 将自定义编辑时间及运行时间功能添加到用户的NI VeriStand实时应用程序中。

　　FPGA特性

　　在将实时I/O硬件接口添加到NI VeriStand中时，用户可以快速地配置多种标准模拟、数字，以及通信总线接口;然而，利用LabVIEW基于FPGA的可重配置I/O(RIO)设备，NI VeriStand还能够创建用户定义的I/O硬件。用户可以利用此功能创建自定义I/O硬件接口，以25纳秒的速度执行信号处理、仿真、触发和/或控制任务，并且不会消耗用户运行NI VeriStand引擎的实时处理器的任何处理带宽。此外，由于I/O接口基于FPGA，用户还可以轻松地重新配置设备的特性或行为，以满足新的要求，或者创建能够用于多个应用程序并且无需更改I/O接口硬件的测试系统。