虛擬儀器的誕生史
加入技術(shù)交流群
成立后的NI公司很快就設(shè)計開發(fā)出基于IEEE-488.1的硬件擴展版。逐漸穩(wěn)步上升的銷售業(yè)績更加激發(fā)了他們的創(chuàng)新欲望，他們開始對GPIB接口進行 新的改進。改進后的GPIB將接口總線的傳輸速率從1Mbytes/s提高到8Mbytes/s。并成為新的國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE-488-2003。
上個世紀(jì)80年代初期，NI公司憑借著GPIB總線上所獲得的巨大成功，業(yè)已成為個人計算機GPIB控制器穩(wěn)定的開發(fā)商和供應(yīng)商。他們在與用戶不斷接觸的 商務(wù)活動中敏銳的發(fā)現(xiàn)：當(dāng)時所有的儀器控制程序基本上都是用BASIC語言編寫的。要求那些十分精通測試、測量的科學(xué)家和工程師使用BASIC語言來編寫 儀器控制程序，肯定不是一件十分愉快的事情。? NI公司的精英們開始設(shè)想：如果能夠創(chuàng)造、發(fā)明一種很實用、很方便的儀器控制軟件開發(fā)工具或軟件開 發(fā)平臺，必將徹底改變那些測試、測量科學(xué)家和工程技術(shù)人員對儀器控制程序設(shè)計的態(tài)度?；谶@樣的理念，他們決定研發(fā)一種這樣的產(chǎn)品，并從1983年4月開 始邁出實現(xiàn)這個偉大夢想的第一步。
經(jīng)過了三年多艱苦卓絕的不懈努力，這些天才的發(fā)明家終于實現(xiàn)了他們當(dāng)初的夢想。不僅創(chuàng)建了虛擬儀器的理念，還同時發(fā)明了一種圖形化的計算機編程語言及圖形化程序的設(shè)計方法。
1986年，NI LabVIEW 1.0（Mac版）誕生(LabVIEW的版本歷史，請參考附錄A)。
二十五年來，持續(xù)不斷地改進，圖形化編程的方式已經(jīng)逐漸演變成為現(xiàn)在的NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計的平臺。
無可置疑，NI LabVIEW的誕生的確引發(fā)了測試、測量儀器領(lǐng)域的一場革命。
上個世紀(jì)80年代初期，NI公司憑借著GPIB總線上所獲得的巨大成功，業(yè)已成為個人計算機GPIB控制器穩(wěn)定的開發(fā)商和供應(yīng)商。他們在與用戶不斷接觸的 商務(wù)活動中敏銳的發(fā)現(xiàn)：當(dāng)時所有的儀器控制程序基本上都是用BASIC語言編寫的。要求那些十分精通測試、測量的科學(xué)家和工程師使用BASIC語言來編寫 儀器控制程序，肯定不是一件十分愉快的事情。? NI公司的精英們開始設(shè)想：如果能夠創(chuàng)造、發(fā)明一種很實用、很方便的儀器控制軟件開發(fā)工具或軟件開 發(fā)平臺，必將徹底改變那些測試、測量科學(xué)家和工程技術(shù)人員對儀器控制程序設(shè)計的態(tài)度?；谶@樣的理念，他們決定研發(fā)一種這樣的產(chǎn)品，并從1983年4月開 始邁出實現(xiàn)這個偉大夢想的第一步。
經(jīng)過了三年多艱苦卓絕的不懈努力，這些天才的發(fā)明家終于實現(xiàn)了他們當(dāng)初的夢想。不僅創(chuàng)建了虛擬儀器的理念，還同時發(fā)明了一種圖形化的計算機編程語言及圖形化程序的設(shè)計方法。
1986年，NI LabVIEW 1.0（Mac版）誕生(LabVIEW的版本歷史，請參考附錄A)。
二十五年來，持續(xù)不斷地改進，圖形化編程的方式已經(jīng)逐漸演變成為現(xiàn)在的NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計的平臺。
無可置疑，NI LabVIEW的誕生的確引發(fā)了測試、測量儀器領(lǐng)域的一場革命。
1.1.2 初期虛擬儀器的理念
虛擬儀器理念的誕生之初，受當(dāng)時技術(shù)發(fā)展所限，虛擬儀器的主要應(yīng)用體現(xiàn)在儀器控制方面。常被用于構(gòu)建基于數(shù)字式儀表的大型自動化測試系統(tǒng)。
在這樣的自動化測試系統(tǒng)中，安置在計算機上的GPIB控制器通過GPIB接口控制和管理著多臺數(shù)字式測量儀器，并將儀器的測量數(shù)據(jù)不斷地傳送給計算機。計 算機按LabVIEW圖形化程序要求對測量數(shù)據(jù)進行分析并將分析結(jié)果顯示在計算機的屏幕上。自動化測試系統(tǒng)的基本模式參見下圖。
在這樣的自動化測試系統(tǒng)中，安置在計算機上的GPIB控制器通過GPIB接口控制和管理著多臺數(shù)字式測量儀器，并將儀器的測量數(shù)據(jù)不斷地傳送給計算機。計 算機按LabVIEW圖形化程序要求對測量數(shù)據(jù)進行分析并將分析結(jié)果顯示在計算機的屏幕上。自動化測試系統(tǒng)的基本模式參見下圖。
圖 1－5 虛擬儀器——自動化測量系統(tǒng)
圖 1－6 上個世紀(jì)90年代前后NI的Logo
由于測量控制軟件在自動化測量系統(tǒng)中不僅起著對GPIB總線地控制和管理作用，同時還可以對多臺儀器的測量數(shù)據(jù)進行較為復(fù)雜的分析和處理。所以，當(dāng)時的虛擬儀器理念中突出強調(diào)軟件在自動化測量系統(tǒng)中的作用。
當(dāng)時的宣傳口號“軟件就是儀器”幾乎隨處可見，甚至包括在早期NI的Logo中。
當(dāng)時的宣傳口號“軟件就是儀器”幾乎隨處可見，甚至包括在早期NI的Logo中。
二十五年后的今天，虛擬儀器的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)得到了長足進步和發(fā)展。“軟件就是儀器”的提法已經(jīng)被全新的理念逐漸所取代。
其實，虛擬儀器理念的轉(zhuǎn)變得益于現(xiàn)代計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)獲得的突破性進展。正因為如此，以這些技術(shù)為依托的虛擬儀器也得到了不斷地發(fā)展，從而導(dǎo)致電子測量儀器進入到一個創(chuàng)新的發(fā)展階段。
其實，虛擬儀器理念的轉(zhuǎn)變得益于現(xiàn)代計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)獲得的突破性進展。正因為如此，以這些技術(shù)為依托的虛擬儀器也得到了不斷地發(fā)展，從而導(dǎo)致電子測量儀器進入到一個創(chuàng)新的發(fā)展階段。
1.1.3 現(xiàn)代虛擬儀器的理念
上個世紀(jì)未，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)字信號處理等相應(yīng)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬儀器的構(gòu)成發(fā)生了很大的變化，從而導(dǎo)致了虛擬儀器理念也發(fā)生了根本性的改變。
現(xiàn)階段關(guān)于虛擬儀器的定義存在著許多相類似的說法：
依據(jù)當(dāng)前虛擬儀器的發(fā)展?fàn)顩r，我們認(rèn)為基本上可以這樣來表述：虛擬儀器——基于計算機的測試測量和自動化儀器（系統(tǒng)）。
現(xiàn)階段關(guān)于虛擬儀器的定義存在著許多相類似的說法：
- 在NI的幫助文檔中還可以看到這樣的說法：“LabVIEW程序又稱虛擬儀器，即VI。其外觀和操作均模仿現(xiàn)實儀器，如示波器和萬用表。每個VI都使用函數(shù)從用戶界面或其它渠道獲取信息輸入，然后將信息顯示或傳輸至其它文件或計算機。”
- 在 清華大學(xué)出版社2008年出版的《虛擬儀器設(shè)計基礎(chǔ)教程》［4］一書中第3.1節(jié)中也談到：目前對于虛擬儀器的概念還沒有統(tǒng)一定義。書中還提到NI公司認(rèn) 為：虛擬儀器是由計算機硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通訊及圖形用戶界面的軟件組成的測控系統(tǒng)，是一種計算機操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。
依據(jù)當(dāng)前虛擬儀器的發(fā)展?fàn)顩r，我們認(rèn)為基本上可以這樣來表述：虛擬儀器——基于計算機的測試測量和自動化儀器（系統(tǒng)）。
這樣的表述是基于下面的觀點：
綜上所述，虛擬儀器是與傳統(tǒng)儀器是基本構(gòu)成不一樣的同一類測量儀器，是一種創(chuàng)新的儀器設(shè)計思想的產(chǎn)物。
- 虛擬儀器所表述的內(nèi)容
- 虛擬儀器的測量特性
- 基于計算機的測試測量本身已包含軟件和硬件
綜上所述，虛擬儀器是與傳統(tǒng)儀器是基本構(gòu)成不一樣的同一類測量儀器，是一種創(chuàng)新的儀器設(shè)計思想的產(chǎn)物。
評論