《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Windows 7為測試測量帶來了什么
中電網(wǎng)
摘要: 隨著基于計(jì)算機(jī)的測試測量與自動(dòng)化應(yīng)用成為工程的主流趨勢,Windows 7,這樣一個(gè)全新的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),又會(huì)為工程師們帶來什么呢?
Abstract:
Key words :

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

 

相對于在Windows中單純地添加全新特性與功能,微軟最新推出的Windows 7系統(tǒng)則改進(jìn)了之前Windows Vista 系統(tǒng)中的眾多特性:例如優(yōu)化了系統(tǒng)安全性、大幅提升系統(tǒng)的響應(yīng)與運(yùn)行性能等,并且借助對軟硬件兼容性的進(jìn)一步改進(jìn),從而使它成為工程師實(shí)現(xiàn)測試測量應(yīng)用的強(qiáng)大工具。

 

隨著基于計(jì)算機(jī)的測試測量與自動(dòng)化應(yīng)用成為工程的主流趨勢,Windows 7,這樣一個(gè)全新的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),又會(huì)為工程師們帶來什么呢? 本文將從這個(gè)角度出發(fā),為大家展示如何有效利用Windows 7的強(qiáng)大特性來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸帶寬、系統(tǒng)運(yùn)算性能的提升,以及與前沿技術(shù)(如多核、64位、USB以及PCI Express總線)的融合,從而助力工程師實(shí)現(xiàn)更多新興應(yīng)用,超越無限。

 

圖1 Windows 7 操作系統(tǒng)

 

USB提升數(shù)據(jù)傳輸帶寬

 

針對USB總線,微軟在 Windows 7 中提供更多令人驚喜的特性,如減少非必要的定時(shí)器、可選擇的Hub懸掛以及降低計(jì)數(shù)時(shí)間等,從而提高了基于USB的測試測量設(shè)備的運(yùn)行性能。根據(jù)最近的一次評估測試,相對于Windows XP,某USB總線的數(shù)據(jù)采集設(shè)備在總可傳輸帶寬上達(dá)到了10%的提升。除此之外,在高速或者多功能I/O測量應(yīng)用中,通過Windows 7操作系統(tǒng)和LabVIEW軟件,可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)20%的提升,如圖2所示:

 

 

 

 

圖2 使用CompactDAQ對Windows7與Windows XP的傳輸帶寬比較試驗(yàn)

 

多核技術(shù)

 

為了能夠更好地利用多核技術(shù),微軟對Windows 7進(jìn)行全新的底層設(shè)計(jì),使其能夠適應(yīng)更多系統(tǒng)任務(wù)的并行運(yùn)行。對于LabVIEW開發(fā)者而言,在一個(gè)應(yīng)用程序中創(chuàng)建多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)并不復(fù)雜,最典型的一個(gè)例子就是我們可以很方便地在程序框圖中直接畫多個(gè)并行的循環(huán)即可,由于LabVIEW自身的并行特性,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將并行的代碼創(chuàng)建新的線程,從而無需任何代碼修改即可享受多核所帶來的運(yùn)算性能的提升,如圖3所示:

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

圖3 在LabVIEW中高效實(shí)現(xiàn)多線程編程

 

除了開發(fā)工具之外,對于測試測量應(yīng)用而言,多核技術(shù)還意味著需要我們對硬件的驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)處理分析等也要進(jìn)行多線程化,對于多線程化的硬件驅(qū)動(dòng)(如 NI-DAQmx)可以讓工程師們不用任何手動(dòng)或者底層的開發(fā)、修改與線程管理就能直接創(chuàng)建高效可靠的應(yīng)用程序。使用LabVIEW與NI硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用都可以通過Windows 7對多核的優(yōu)化而進(jìn)一步提高多核處理器的運(yùn)算效率。

 

PCI Express

 

新一代的PCI Express技術(shù),運(yùn)用了點(diǎn)對點(diǎn)總線的拓?fù)浼軜?gòu),使每個(gè)儀器可以通過獨(dú)立的通道向處理器傳輸數(shù)據(jù),明顯改善了傳輸數(shù)據(jù)的帶寬,極小化了對內(nèi)存的需求,并加快了數(shù)據(jù)流的傳輸。

 

將Windows 7和與使用PCI Express總線的設(shè)備(例如 NI X系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備)整合在一起,相比于傳統(tǒng)的PCI總線,能夠使數(shù)據(jù)采集吞吐量倍增。PCI Express技術(shù)運(yùn)用點(diǎn)對點(diǎn)總線的拓?fù)浼軜?gòu),為測試測量應(yīng)用提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn),包括每個(gè)設(shè)備的專用帶寬,每個(gè)方向高達(dá)250MB/的數(shù)據(jù)帶寬,因此工程師和科學(xué)家能夠采集更大規(guī)模的模擬、數(shù)字以及計(jì)數(shù)器信號(hào)。

 

64位系統(tǒng)

 

Windows 7是微軟第三個(gè)支持64位處理器的操作系統(tǒng),盡管32位的Windows版本目前依然是最流行的,但64位的硬件與軟件已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。在升級到Windows 7之前,您需要對64位與32位之間的對比進(jìn)行深入的了解,從而選擇最合適的平臺(tái)。全新的64位LabVIEW 2009是第一個(gè)對64位操作系統(tǒng)支持的LabVIEW版本。在64位軟硬件系統(tǒng)上運(yùn)行的測試程序可以使用相比32位更多的物理內(nèi)存,從而允許程序進(jìn)行更復(fù)雜的運(yùn)算處理。除了內(nèi)存的增加之外,在64位處理器上的新增寄存器可以提高應(yīng)用程序的性能達(dá)20%;這樣的話,一些高通道數(shù)以及高采樣率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以利用64位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)處理與分析。

 

確保軟硬件兼容

 

盡管Windows 7給予了我們美好的技術(shù)愿景,讓我們可以實(shí)現(xiàn)以前無法實(shí)現(xiàn)的新興應(yīng)用,但是軟硬件兼容的問題還是一直存在著的。在Windows Vista中就經(jīng)常出現(xiàn)版本不兼容的問題,很多硬件設(shè)備都沒有辦法在新的操作系統(tǒng)中正常運(yùn)行。

 

為了解決這個(gè)問題,全新的Windows 7除了一貫的“兼容模式”(即試圖讓應(yīng)用程序‘認(rèn)為’自己在前版本的Windows中運(yùn)行)之外,還利用了最新的虛擬化技術(shù)(Virtualization)。Windows 7中提供了一個(gè)全新的模式(可以把它叫作“Windows XP模式”),用戶可以仿真出Windows XP系統(tǒng)。這樣的做法,可以給LabVIEW開發(fā)者們一個(gè)最簡單的機(jī)制去運(yùn)行低版本的程序,從而有助于實(shí)現(xiàn)對以前代碼的兼容。

 

總結(jié)

 

作為全新的操作系統(tǒng)和平臺(tái),Windows 7給予工程師帶來了更快的運(yùn)行速度、更大的數(shù)據(jù)傳輸帶寬、更新的商業(yè)技術(shù),從而讓工程師能夠進(jìn)一步地創(chuàng)新,改變和優(yōu)化整個(gè)世界!

 

 

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