NI產(chǎn)品經(jīng)理Jeffrey Phillips，NI中國技術(shù)市場工程師周斌

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

作為圖形化的編程語言，NI公司的LabVIEW軟件有助于節(jié)省您的時間和編譯G語言的時間。 圖形化的編程方法可以讓您只需關(guān)注數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的操作，并且抽象出了諸如內(nèi)存分配和語法規(guī)則等大量復(fù)雜的計算機(jī)編程工作，從而進(jìn)一步提高您的工作效率。此外，LabVIEW也包括了高級的定時機(jī)制和應(yīng)用程序API函數(shù)，來定義硬件和軟件之間時間約束的參數(shù)和關(guān)系。
LabVIEW較新版軟件LabVIEW 2010，其較顯著的新功能就是針對各種時間實現(xiàn)的優(yōu)化。較新的版本是整個軟件平臺的綜合更新，包括直接被客戶需求推動的新功能，新的FPGA IP模塊，增強(qiáng)的定時和同步功能，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)用程序運行性能。

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

本文將通過編譯器的優(yōu)化、內(nèi)置的定時與同步以及用戶自身提出的新特性，三個方面，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，當(dāng)程序框圖代碼不可執(zhí)行的情況下提供反饋給用戶。較終，復(fù)雜的編譯器和優(yōu)化線程解析您高層次設(shè)計并返回高效率的機(jī)器代碼。

在過去的數(shù)十年中， 編譯器已經(jīng)愈加地智能化和較優(yōu)化， 加入了內(nèi)嵌法（inplaceness），類型傳播法，聚叢法，虛擬寄存器，文本編譯器優(yōu)化以及其他來自于NI編譯器研發(fā)者智囊團(tuán)的智能化處理方法。無論是一個新增功能，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)注的焦點之一就是VI 運行時的性能–也就是說，無需改變源代碼本身，提升您的VI運行性能。

為了更快地提高您的代碼執(zhí)行效率同時無須更改您的代碼，研發(fā)者引入了2個 “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%的運行時執(zhí)行效率。

圖2. 全新的 LabVIEW 編譯流程

LabVIEW 2010通過幫助您管理源代碼和開發(fā)更多模塊化的軟件架構(gòu)，提供了助力于大型應(yīng)用程序開發(fā)這一新功能。 通過從LabVIEW編寫出的源代碼中分離出已經(jīng)編譯過的對象，LabVIEW 2010可以明顯提高開發(fā)者的工作流程。 當(dāng)這一新的VI屬性選項設(shè)置打開時，一個VI在重新編譯后并不顯示為已經(jīng)修改，除非開發(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。

新的打包項目庫提供了更加模塊化的軟件設(shè)計和開發(fā)過程，更短的生成時間和更簡便的部署方法。 LabVIEW打包項目庫文件是一個新的LabVIEW文件類型，由一個項目庫和所有涉及的子程序組合而成一個單獨的文件。 導(dǎo)出的VI包含在這個文件中，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目庫中以及哪些VI是公共的或?qū)С龅摹?/P>

內(nèi)置的定時和同步
大部分計算機(jī)應(yīng)用程序必須要滿足和它們交互的計算機(jī)物理系統(tǒng)所需求的時間約束參數(shù)。如果您所使用的系統(tǒng)環(huán)境并沒有一個明確的時間概念，您將會不大容易寫出一個可以定時的程序。

幸運的是，LabVIEW擁有很多獨特的處理時間的機(jī)制。舉例來說，定時循環(huán)結(jié)構(gòu)是在您的應(yīng)用程序之中用于指定時間約束參數(shù)的一個定義很好的API函數(shù)節(jié)點。另外，您還可以使用定時循環(huán)來配置優(yōu)先級，處理器分配，和定時源。您可以在一個單一的系統(tǒng)中或者在一個分布式實時系統(tǒng)的部分中實現(xiàn)多個定時循環(huán)之間的同步。

在LabVIEW 2010 中，引入了一種新的基于時間的同步技術(shù)，從而更進(jìn)一步地擴(kuò)展了LabVIEW應(yīng)用程序的功能，使得LabVIEW可以將不同的LabVIEW實時目標(biāo)平臺通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)實現(xiàn)同步功能。LabVIEW 2010已經(jīng)合并了該軟件IEEE 1588協(xié)議的執(zhí)行情況作為定時循環(huán)的另一個定時源，從而提供了分辨率為1ms的絕對時間。另外，為了控制定時的基源和功能，LabVIEW 2010 引入了一種新的內(nèi)部定時機(jī)制，幫助您在多個定時分辨率中進(jìn)行衡量。借助于定時循環(huán)，您所開發(fā)的代碼從臺式機(jī)處理器的ms級系統(tǒng)到帶有FPGA背板處理器的ns級系統(tǒng)進(jìn)行移植時可以保留相同的應(yīng)用程序代碼段。

社區(qū)驅(qū)動的新功能
LabVIEW社區(qū)對于您使用LabVIEW所能到達(dá)的成功程度具有深遠(yuǎn)的影響。 會員可以在NI論壇對他人提供技術(shù)支持，也可以上傳范例代碼到NI 開發(fā)者社區(qū)，以及/或者用戶組。 另外，LabVIEW 社區(qū)對于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，這是一個產(chǎn)品反饋的論壇，通過連接LabVIEW社區(qū)和LabVIEW開發(fā)團(tuán)隊， 有助于確定每一個版本的新功能。 LabVIEW 2010包含了14個這樣的功能，直接來源于社區(qū)會員的反饋。

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)支持問題的反饋。鑒于LabVIEW常常是協(xié)同硬件使用的，較常見的技術(shù)支持問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)頁的監(jiān)測和配置實用工具，然后可以直接通過瀏覽器利用類似配置路由器的方式來配置您的硬件。您也可以監(jiān)測性能和內(nèi)存信息，文件瀏覽器，以及直接與實時操作系統(tǒng)(RTOS)的交互。

圖3.基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測和配置實用工具簡化了遠(yuǎn)程硬件的管理

LabVIEW開發(fā)的第三方附加軟件 –為了加強(qiáng)第三方開發(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。 對于代碼開發(fā)，可以直接使用LabVIEW Scripting， 即一個可以自動創(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)和激活幫助開發(fā)者創(chuàng)建評估版的軟件，并確保使用LabVIEW開發(fā)的附件工具包和應(yīng)用程序在授權(quán)后正常使用。 對于打包生成一個附加軟件，來自于JKI軟件團(tuán)隊的VI打包管理器軟件提供了一個流水線的打包過程，并緊密地集成了授權(quán)/激活的功能。

結(jié)語
LabVIEW 作為工程師與科學(xué)家們的編程語言，在20多年來不斷地實現(xiàn)自我突破與進(jìn)步，融合了較前沿的商業(yè)可用技術(shù)，全新的2010版本進(jìn)一步讓您實現(xiàn)與時俱進(jìn)，實現(xiàn)各種工程應(yīng)用創(chuàng)新！