NI致力于将LabView发展为电子系统设计工具

在成功开发可重配置的测试与测量平台的鼓舞下,美国国家仪器公司(NI)正试图借助LabView将其系统级设计努力扩展到更广阔的电子系统设计市场。

“NI在系统级设计方面制定了一个长期的努力计划。”该公司创始人兼首席执行官James Truchard表示,“我们要面对的挑战是将LabView发展为一款设计工具。”

在每年一度的NI活动周上,Truchard 指出,NI将从几个方向努力使自己成为系统级设计领域的主要厂商。

历经十年努力,2003年5月NI开始销售LabView FPGA,这是其旗舰图形化开发语言的一个版本,将允许工程师编程 NI的FPGA增强型虚拟仪器。

最近,NI发布了Compact RIO(可重配置I/O),这是一款带8个插槽的机架,用于1U(3.5英寸高)板模块。Compact RIO平台在背板上含有一个1百万门的Xilinx FPGA,用于处理虚拟仪器的I/O功能。它还采用一种并行处理、可重配置的计算引擎,该引擎受LabView生成的代码控制。据NI透露,它不久后将推出基于3百万门FPGA的产品。

由于FPGA能并行运行多项功能,它们比使用在几乎所有微处理器中的诺依曼架构更灵活,NI的创始人之一Jeff Kodosky表示。他在80年代中期编写了LabView。FPGA适合于各种数据驱动的、可重配置的计算平台,这些平台可能在未来几年内成为主导的计算模型。LabView的拖曳(drag-and-drop)方法使它可以更简单地编程新的计算引擎,他补充道。

为了在它的硬件和软件中支持FPGA,NI最初选择了与赛灵思公司合作,因为赛灵思在可重配置计算领域做过早期研究。

当被问及NI是否将努力推动LabView成为基于业界标准的系统设计语言的前端工具时,Kodosky表示:“我们在系统级设计方面还有很多东西要学习,所以现在谈标准化还太早。如果我们按照语言的顺序进行标准化,这可能是错误的方法,而且将无法达到我们的目标。C语言可以被扩展成并行结构,但这不像在数据流方法中那样简单。”

Truchard宣称,NI的客户正在使用其工具进行系统级设计。NI的RTO平台和仪器以及LabView FPGA允许那些公司在几个月内完成测试与测量系统级设计,而无需高昂的NRE费用。与其花费数十万美元为定制测试系统开发ASIC,客户宁愿选择只花费大约1.5万美元购买可重配置的硬件。这些可重配置硬件日后可以现场升级,从而延长了使用寿命。

瞄准MCU和DSP设计

除此之外,NI还试图为DSP和微控制器创建控制软件。去年底,NI收购了Hyperception,这家位于达拉斯的小公司拥有一种图形化设计方法学,可以为ADI公司的Sharc和Blackfin 系列DSP以及TI公司的DSP生成嵌入式代码。

该公司高级研发副总裁Tim Dehne表示,NI正在将Hyperception的技术集成到LabView中,以支持自动化的DSP代码生成方式。该公司还做了一些前期工作,使LabView代码能够控制ARM处理器,并将把这项工作扩展到Freescale及其它公司的控制芯片。

“我们的代码最终必须到达硅片,”Dehne说。因为精通VHDL(这是FPGA或DSP编程所需的语言)的工程师相对较少,NI正在开发一种图形化的拖曳方法,以便在LabView中创建嵌入式控制应用程序。

Truchard表示,NI从长远的眼光来考虑它的系统和硅片设计项目,因而倾向于逐步提高自己的能力,而不是通过收购来获得技术。它的部分努力是向世界各地的大学推广LabView工具,并支持可重配置计算的研究。

“许多系统设计工程师是C++的熟练用户,”Truchard说,“NI最困难的销售对象正是这些具有C++经验的程序员。所以,我们开始进入学术界,向学生传授如何使用LabView开发嵌入式系统。刚开始,他们可能会把LabView看作是测试集成工具,之后他们会开始使用LabView进行设计。”

但NI已经停止这项工作,Frost & Sullivan公司负责追踪测试仪器的分析师Sunderraju Ramachandran指出。当被问及NI是否有机会成为电子系统设计市场的供应商时,他表示:“LabView实际上并非为此而设计的,所以将面临很多困难。对于比较简单的产品,LabView表现不错,但NI必须努力扩展它的能力以处理更复杂的工程任务。”

此外,他强调:“有经验的工程师都在使用C++语言,他们不会在一夜之间发生改变。”

但Truchard表示,他并不指望一夜之间发生改变。考虑到大多数编程语言都有近50年的使用寿命,他说:“LabView自1986年推出以来不断发展,而且还有30年的路要走。”

新发布的7.1版LabView支持确定性的、多速率定时循环。“这容易做到吗？不容易,但我们实现了。我相信数据流方法将发生改变。为此,我们将在自己的平台上创建工具,使这一切成为可能,”Truchard说。

凭借高达5亿美元的年销售额,NI已经强大到足以吸引其它大公司的支持。去年,TI和NI宣布了一项计划,把TI的DSP软件生成工具同NI LabView中的测试生成软件链接在一起。

在NI活动周上,ADI公司表示,他们正在与NI合作为Blackfin 16位定点DSP开发测试集成工具包。ADI和NI计划开发一个集开发、原型构建和测试于一体的环境,使Blackfin的编程变得更容易。

“我们预计明年第一季度进入产品阶段,”ADI的一位工程师 Derek Leadbetter表示,“DSP与嵌入式处理器之间的界限正变得模糊。我们希望借助LabView编程环境的图形化范例,工程师可以更容易地使用Blackfin。”

一家与NI合作的系统设计工具供应商Celoxica 公司的行销副总裁Jeff Jussel表示,系统级设计工具与NI可重配置硬件的结合将成为一种强有力的工具。越来越多的视觉功能正在被内置到工厂的机器人和检测工具中。例如,NI的一家客户希望开发一种具有机器视觉功能的机器人,用来排列包装盒中的薯片。采用LabView,客户能用定制算法编程它的 RIO卡,而这些算法可以下载到板卡上的FPGA中。

“FPGA器件的密度不断增大,与此同时,传统ASIC器件的NRE成本却在上升。此外,由于运算速度太慢,用户在传统的微控制器上无法实现这种机器视觉应用,”Jussel说,“而FPGA经过分割后,能够以并行方式更快地处理这些I/O。”

作者:来大伟