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測試與測量  

專家觀點:透過軟體保障儀器投資

上網時間: 2014年11月18日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:測試工程師  軟體  儀器控制  VISA  I/O 

作者:Adri Kruger,美商國家儀器LabVIEW產品經理

過去 50 多年以來,測試工程師一直都採用電腦架構的方法來自動執行獨立儀器。測試設備資產往往需要大量投資,因此工程師希望這些設備能夠同時滿足目前與未來的測試需求。由於企業往往針對測試作業大手筆投資硬體,卻往往忽略了妥善投資軟體的重要性。儀器會持續演化,但只有軟體始終如一。軟體是所有儀器控制系統的核心,而且還能夠確保個人應用可滿足未來需求。

透過軟體抽象化儀器通訊作業

過去十年來,儀器系統不斷改良,變得越來越複雜。一般來說,現在的測試系統混合了各廠商的通訊匯流排與不同儀器,因此形成了混合式的測試系統。如要確保混合式測試系統的長期運作,最大的挑戰就是軟體層的部分。

Virtual Instrumentation Software Architecture (VISA) I/O 軟體規格的開發就是為了解決匯流排與儀器廠商的互通性問題。VISA 針對高階多製造商系統軟體元件 (例如儀器驅動程式、軟體人機介面、應用程式等等) 提供了共同標準,可用於開發、交付與互通等項目。

VISA 簡化了儀器通訊作業,方便工程師專心處理手邊的工作,不必應付特定匯流排通訊協定的低階細節。舉例來說,無論是 GPIB、USB 或乙太網路儀器,將 ASCII 字串寫入訊息架構儀器時所用的 VISA 指令碼都一樣。有了 NI-VISA 驅動程式,即可支援新的匯流排,不用變換介面,也可以搭配使用現成的匯流排與新的多用途匯流排,不必擔心會打斷應用程式的運作。

圖:VISA 實作
圖:VISA 實作

VISA 標準可幫助使用者透過升級和 OS 變更,妥善維護測試設備。每一年使用者都必須忙著升級為全新作業系統,同時還要確保現有的測試系統不受影響。系統升級的複雜度主要取決於軟體開發工具。

VISA 可負責處理作業系統與硬體裝置之間的低階通訊作業,所以使用者可輕鬆升級作業系統,不需要修改應用程式。因此工程師務必確保軟體環境可整合定期更新的 VISA 規格,才能保障儀器控制軟體投資。LabVIEW 等軟體可搭配 VISA 並且順利運作,有助於避免許多作業系統升級的相關問題。

此外,充分運用新的電腦技術,例如多核心處理器,還可以進一步提高系統效能。如果能選用彈性充裕的軟體環境來整合最新技術,就可以隨時掌握千變萬化的系統需求。

儀器驅動程式經得起時間考驗

有了儀器驅動程式,即可透過應用軟體來操作儀器。一般來說,儀器驅動程式會是比較好的方法,因為某儀器專屬的低階程式設計通訊協定經過抽象化,有助於簡化儀器裝置的通訊作業。通常儀器驅動程式會提供程式設計環境所用的 API,可用來建置應用軟體。如要開發混合式測試系統,尤其必須在測試系統內實作客制化的硬體抽象層 (HAL) 時,則務必選擇適當的儀器驅動程式。

LabVIEW 直接整合了 Plug and Play 儀器驅動程式,藉此確保混合式測試系統長遠的擴充能力。這些驅動程式有助於客制化原始碼,進一步滿足特定的測試需求,並且隨時完成擴充。LabVIEW Plug and Play 儀器驅動程式以 VISA 為主,並且提供了硬體以外的抽象層,解決長久以來硬體互通性的考量,這樣一來,您再也不必擔心特定匯流排的通訊細節。有了 LabVIEW Plug and Play 儀器驅動程式,無論使用哪一種匯流排、平台或作業系統,都有助於保障測試系統的使用壽命。

保障個人投資

既然無法預測未來的運算與量測設備會如何變化,我們只能確保所選用的軟體不僅能滿足目前的系統需求,也可以根據系統需求加以擴充,進一步保障自己的儀器投資。無論未來幾年會興起哪些新技術,都可透過儀器控制軟體運用新技術,同時保護現有的軟硬體投資。





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