基于组件的虚拟仪器软件模型

作者简介 ： 刘佳 （９ ｌ ） 女 ， 苏扬 州人 ， １８ 一 ， 江 博士 生， 主要研 究方
向为虚拟仪 器 、 测试 计 量技 术 ； 宋爱 国（ ９ ８ ） 男 ， １６ 一 ， 安徽 黄 山
图 １ 虚拟仪器软件 的层次关 系
人， 教授 ， 士 生导 师 ， 博 主要 研 究方 向为 机 器人传 感与控 制技
收 稿 日期 ：０ ５— ９—２ ２０ ０ ６
用组件化设计提高了虚拟仪器 的灵活性与扩展性 ； 而 且在组件中使用多线程和缓 冲区处理 ， 多种时间特 使
性与执行效率不同的任务并行执行 ， 提高了虚拟 仪器
的性能 。
１ 虚 拟仪器软件 的层 次关 系
虚拟仪器软件 的本质是进行数据处理 。从数据流 向进行分析 ， 虚拟仪器软件 的数据 处理过程可 以分为 两种 ： 一是 自下而上的数据采集 、 处理 到最终 显示 ； 一 是 自上而下的用户交互 、 指令操作到仪器控制。因此 ， 可以把虚拟仪器软件划分为 ３ 个层次 ： 虚拟输入／ 出 输 层、 虚拟仪器驱动层和虚拟仪器应用软件层 。软件层 次对外定义单一的调用 接 口， 各个软件层次之 间通过 接 口进行数据传送。采用单一接 口的好处是对外隐藏 了软件层次的内部细节 ， 无论采用什么实现方法 ， 做什 么样 的修改 ， 只要接 口不变就不会影响软件 的其他部 分。具体的软件层次关系如图 １ 所示 。
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术、 人机 交互 与虚 拟现 实技 术； 王爱 民（ ９ ８ ） 男 ， 苏张 家 １６ 一 ， 江 港人 ， 副教授 ， 硕士 生导 师， 主要 研 究方 向为 机 器人控制 技 术、 临场感技术 、 数字信号 处理技术 。
Ａｂ ｔ ａｃ ： ｋ ｎ ｆｍｏ ｅ ｆｖｒｕａ ｎ ｔｕｍｅ ｔｓ ｆｗａ ｅ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ．Ｕｓｎ ｏ ｏ ｅ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｉｉｙ ｓ ｒ ｔ Ａ ｉ ｄ ｏ ｄ ｌｏ ｉｔ ｌｉ ｓｒ ｎ ｏｔ ｒ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｉｇ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｉ ｒ ｖ ｈ ｂ ｌｔ
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（ ｅａ ｍ ｎ ｆ ｎｔ ｍ ｎ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，ｏ ｔ ａｔ ｎｖｒｉ ， ａｊ ｇ２ ０９ ， ｈｎ） Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｓ ｕ ｅｔ ｃｅ ｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｓｕｈ ｓ Ｕ ｉ ｓｙ Ｎ ｎｉ １０ ６ Ｃ ｉａ ｔ ｏＩ ｒ ｎ ｏ ｅ ｅ ｔ ｎ
虚拟仪器是指 以计算机 为核心 ， 用软件取代传统 仪器的某些硬件功能 ， 用软件交互界 面取代传统仪器 操作面板 ， 将计算机和测量 系统融为一体的测量仪器 。 虚拟仪器突出的优点在于采用计算机开放体系结构取 代传统的单 机测量仪器 ， 从而开拓 了更多的功能 。 组件是具有语 言无 关性 ， 可复用 和 自包含 的软件 模 块 。为 了提高 虚拟 仪 器 的灵 活 性 ， 要 设 计 统 一 格 需 式的软件结构 ， 提供便于使用 、 易于组合、 性能完善 的 软件组件。用户只需更换 、 运行不 同的组件 ， 就可以配 置出相应的仪器功能与仪器 面板 ， 使计算机成为用户 所需要的多功能、 多用途仪器 。 随着仪器 的大型化 、 复杂化、 综合化 ， 人们对 虚拟 仪器提 出了越来越高的要求 ， 一方 面希望具有 良好 的 灵活性与扩展性 ； 另一方面希望能够提高虚拟仪器 的 性能 ， 不但要提供丰富的仪器控制功能 ， 而且要保证数 据采集 的实时 眭， 以及数据处理 、 显示 、 存储的完 整性 和连续 ｆ等 。然而传统的设计方法很难同时满足这两 生 ！ 点要求。本研究提 出一种虚拟仪器软件模型 ， 不仅采
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基 于组件 的 虚拟仪 器软件模 型
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基于 组件的虚拟仪器软件模 型
刘 佳， 宋爱国 ， 王爱 民
（ 东南大学 仪器科学 与工程系来自， 江苏 南京 ２０９ ） １ ６ ０
摘要 ： 出一种虚拟仪 器软件模型， 用组件 化设计提 高了虚拟仪 器的灵 活性与扩展 性， 提 采 并且在组件 ｑ － 使 用 多线程 和缓 冲 区 ， 过任 务 并行 处理提 高虚拟仪 器的性 能 。 通 关键 词 ： 虚拟 仪 器 ； 计模 式 ； 设 组件 ； 多线 程 ； 冲区 缓 中图分 类号 ：Ｐ ３ Ｔ １ 文 献标 识码 ： 文章 编 号 ：０ ０—８ ２ （ ０ ６ ０ ０ ５ — ４ Ｂ １０ ８ ９ ２ ０ ） ９－ ０ １ ０