圖形化系統(tǒng)設計加速應用實現和創(chuàng)新

圖形化的系統(tǒng)設計通過將軟件和可自定制的商業(yè)現成硬件進行集成，幫助工程師徹底克服從開發(fā)到實現的挑戰(zhàn)。無論是風機控制器、手機自動測試系統(tǒng)、又或者外科手術機器人等測控系統(tǒng)，通過這種途徑都可以對其最終的應用進行一個全面地設計實現。測量和控制的系統(tǒng)需要基于硬件來實現。圖形化系統(tǒng)設計方式為各種硬件設備提供了同一個開發(fā)平臺，給予工程師們可自定制的，商業(yè)現成的選擇來實現各種可行的解決方案。從通信、處理(處理器、DSP、FPGA)，再到模塊化的硬件I/O等硬件組件在這里會和運算模型以及編程模式一樣，被抽象到了系統(tǒng)層面。這樣，一旦工程師使用這一系統(tǒng)平臺進行設計實現，就可以快速構建開發(fā)周期中的各個階段。

實踐中的圖形化系統(tǒng)設計
目前，全球有超過110多個國家的6000多所大學在使用圖形化的系統(tǒng)設計方式。而圖形化系統(tǒng)設計平臺的高效率優(yōu)勢也影響著與測試測量、控制系統(tǒng)相關的各個行業(yè)。以Biorep Technologies公司為例，工程師們使用圖形化系統(tǒng)設計平臺來實現控制復雜的自動化醫(yī)療儀器(如圖3所示)。該系統(tǒng)設計平臺使Biorep的工程師們只需要很短的時間就能完全掌握軟硬件的開發(fā)技術，將公司預計的開發(fā)時間從一年減少到三個月。

圖3 通過使用圖形化系統(tǒng)設計， Biorep Technologies將Perifusion系統(tǒng)(新一代細胞分泌物分析儀器)的開發(fā)時間從一年縮減到三個月

圖形化系統(tǒng)設計平臺可以滿足自動化測試對系統(tǒng)的需求，其軟件平臺抽象了圖形用戶界面、數據通信、數據分析以及硬件I/O等，使得功能集成更加方便，同時也帶來了更好的可擴展性。例如Texas Instruments公司使用圖形化系統(tǒng)設計平臺開發(fā)了他們的電源管理IC產品的自動化測試平臺，將測試時間縮減了70%，并且同時將測試系統(tǒng)的測試產品覆蓋率提高了一倍。

通過圖形化系統(tǒng)設計，工程師們可以在一個開發(fā)平臺下設計各種解決方案，滿足各種應用需求。根據系統(tǒng)摩爾定律，當工程師向平臺添加新的技術以后，基于這個平臺的系統(tǒng)可以利用這新技術的引入帶來性能和成本效率幾何級數的提高。西班牙Instituto de Astrofisica de Canarias的科學家們在為歐洲巨型望遠鏡 (VLT) 陣列開發(fā)定位執(zhí)行器的時候，就利用了這個優(yōu)勢。通過選擇可自定制的商業(yè)現成開發(fā)平臺，他們實現了最初預期的性能，如果完全使用自定制的設計，就可能無法滿足這些需求。事實上，他們在顯著減少開發(fā)時間的同時，達到了比系統(tǒng)要求更好的性能。

完善的合作生態(tài)體系加速了創(chuàng)新
使用圖形化系統(tǒng)設計平臺的工程師可以通過一個完全開放的生態(tài)平臺，學習并借鑒其他工程師分享的成果來加速自己的開發(fā)。這樣會將數以千計的分享成果(無論軟件還是硬件)集合起來，幫助工程師們更高效地解決任何應用中的問題?；谄脚_途徑開發(fā)的優(yōu)勢之一是可以使用社區(qū)中工程師分享的IP以及應用程序。在計算機和移動設備領域，由平臺帶動的周邊創(chuàng)新是非常顯著的。PC、Linux、iPhone和Android平臺的背后，都是由無數的開發(fā)者、IP和應用程序所組成的社區(qū)在支持。事實上，測試測量行業(yè)中的虛擬儀器技術（由PC軟件和硬件I/O周邊組成）的生態(tài)體系也很好說明了圖形化系統(tǒng)設計平臺如何幫助工程師以更低的成本工程師獲得具體應用領域更高的性能。

盡管系統(tǒng)設計中各個部分都很重要，很多工程設計工具還是只能側重于系統(tǒng)實現過程中的某些的環(huán)節(jié)。通常這樣的工具平臺不是側重于軟件，就是側重于硬件，而系統(tǒng)的整體集成反而被忽略了。工程師可能會因此耗費更多的精力和時間去選擇另一個工具來幫助其完成整個系統(tǒng)的設計和整合。但是借助圖形化系統(tǒng)設計，工程師們可以得到一個開放并可重配置的平臺，從更高的層次來使用各種技術和工具，獲得更好的軟硬件集成度，從而有效縮短系統(tǒng)開發(fā)過程中最耗時的整體集成環(huán)節(jié)。同時，開放的平臺還可以提供IP，這樣開發(fā)者或者開發(fā)團隊可以在不耗費額外資源的情況下，復用已有的資源。無數的工程師們通過圖形化系統(tǒng)設計不斷實踐和創(chuàng)新，通過這個平臺，他們可以利用最新的技術和IP來完成全新的系統(tǒng)或對現有的系統(tǒng)進行升級。然而，對于還未嘗試過這個平臺的工程師和科學家們來說，圖形化系統(tǒng)設計將是他們實現設計目標，獲得競爭優(yōu)勢的有效途徑。