引言

    30多年來，美國國家儀器公司（NI）幫助測試、控制、設(shè)計領(lǐng)域的工程師與科學家解決了從設(shè)計、原型到發(fā)布過程中所遇到的種種挑戰(zhàn)。通過現(xiàn)成可用的軟件，如LabVIEW, 以及高性價比的模塊化硬件，NI幫助各領(lǐng)域的工程師不斷創(chuàng)新，在縮短產(chǎn)品問世時間的同時有效降低開發(fā)成本。如今，NI為遍布各地的30,000家不同的客戶提供多種應用選擇。NI總部設(shè)于美國德克薩斯州的奧斯汀市，在40個國家中設(shè)有分支機構(gòu)，共擁有5,000多名員工。在過去連續(xù)十一年里，《財富》雜志評選NI為全美適合工作的100家公司之一。作為的海外分支機構(gòu)之一，NI中國擁有完善的產(chǎn)品銷售、技術(shù)支持、售后服務和強大的研發(fā)團隊。本文介紹的就是NI開發(fā)的Ni VeriStand。

　　Ni VeriStand是一種配置實時測試應用程序的軟件環(huán)境。即買即用的NI VerStand有助于您配置針對多核處理器的實時引擎，以執(zhí)行以下任務：

　　模擬、數(shù)字、通信總線，和基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的I/O接口

　　可觸發(fā)，多文件數(shù)據(jù)記錄

　　實時激勵生成

　　計算通道

　　事件預警和預警響應程序

　　NI VeriStand 還能夠從NI LabVIEW 軟件和第三方環(huán)境中導入控制算法，仿真模型和其他任務。您可以使用運行時可編輯的用戶界面監(jiān)測這些任務，并與其交互，該界面包含許多用于強制賦值、警報監(jiān)控、I/O校準、激勵配置編輯的有效工具。NI VeriStand的使用不需要掌握編程知識，但是可以在多種不同的軟件環(huán)境進行自定義和擴展。

　　NI VeriStand 面向?qū)崟r測試應用

　　實時測試中將實時操作系統(tǒng)作為測試系統(tǒng)的一部分。與使用通用操作系統(tǒng)相比，推動實時測試系統(tǒng)常見的需求是需要實現(xiàn)更高的可靠性和更高的性能。

　　實時測試系統(tǒng)的一個實例是硬件回路測試仿真器，在該系統(tǒng)中，必須確定性地執(zhí)行系統(tǒng)模型，以提供在物理上不屬于測試組件的準確仿真。使用閉環(huán)控制的應用程序是另一種實時測試應用。這些系統(tǒng)必須自動控制測試系統(tǒng)某部分。系統(tǒng)也必須檢測并對預警條件迅速地作出響應，這有助于防止操作人員受傷或?qū)y試系統(tǒng)造成損害。與這些應用程序類似，測試單元激勵和檢測應用程序都已經(jīng)擁有一個完整的控制系統(tǒng)，或者不需要閉環(huán)控制，只需要能夠提供確定性激勵生成和測試單元檢測的工具。

　　這些實時測試應用程序必需的功能已經(jīng)實現(xiàn)，并在NI VeriStand架構(gòu)上進行了優(yōu)化——可以配置并使用。這包括主接口通信、數(shù)據(jù)記錄、激勵生成、預警檢測和響應，以及算法和模型執(zhí)行。在該框架的基礎(chǔ)上，您可以通過使用LabVIEW，ANSI C/C++和其他模型和編程環(huán)境，向NI VeriStand軟件環(huán)境添加定制功能。

　　通過使用NI VeriStand 來建立您的實時測試系統(tǒng)，您既可以縮短開發(fā)時間與應用程序維護成本，又能在每次版本升級時，獲得軟件功能和性能的提升。

　　用NI VerStand軟件環(huán)境來開發(fā)應用程序

　　NI VeriStand 實時測試應用程序通常包括一個或多個實時執(zhí)行目標，這些目標通過以太網(wǎng)與主機系統(tǒng)進行通信。每個實時執(zhí)行目標運行NI VeriStand 引擎，該引擎通過Windows主系統(tǒng)進行配置，通過以太網(wǎng)部署。一旦您的NI VeriStand引擎配置完成部署，您就可以使用NI VeriStand 工作區(qū)窗口和其所提供的工具，如激勵配置文件編輯器，在運行時與您的測試系統(tǒng)進行交互。

　　當開發(fā)和運行NI VeriStand應用程序時，您可以使用三個主要窗口：系統(tǒng)資源管理器，工作區(qū)，和激勵配置文件編輯器。

　　系統(tǒng)資源管理器

　　您可以使用系統(tǒng)資源管理器窗口來創(chuàng)建一個系統(tǒng)定義。該系統(tǒng)定義包含了執(zhí)行NI  VeriStand引擎任務的設(shè)置選項，如硬件I/O，還有從其他程序或模型環(huán)境中導入的功能。您可以通過添加選項到位于系統(tǒng)資源管理器左側(cè)的系統(tǒng)定義樹上，和在右側(cè)窗口的配置選項上設(shè)置選項，進行系統(tǒng)的定義。一旦系統(tǒng)定義完成，您就部署了您的執(zhí)行目標的系統(tǒng)定義，并開始使用NI VeriStand 工作區(qū)來創(chuàng)建一個針對您的測試系統(tǒng)的運行界面。

　　工作區(qū)

　　工作區(qū)是部署后的系統(tǒng)定義用戶界面。使用該運行時可編輯的用戶界面，您可以放置界面輸入控件和顯示控件，并將它們映射到您的實時應用程序的通道中。您可以使用多個工作區(qū)屏幕，將您的控件和指示組織成您的邏輯組，從而對應各類不同的應用任務，或者僅是為了增加用戶界面的可用空間。用戶接入管理功能允許您基于不同用戶的登錄賬號，對不同的用戶控制其訪問權(quán)限。

　　激勵配置文件編輯器

　　激勵配置文件編輯器是NI VeriStand工作區(qū)上的一種工具，用于創(chuàng)建激勵生成，以及記錄部署于NI VeriStand引擎、對測試配置文件確定性執(zhí)行的任務。

　　激勵配置文件是通過指定一組NI VeriStand實時引擎將會執(zhí)行的激勵生成步驟而創(chuàng)建的。在您的激勵生成器中，產(chǎn)生波形、回放數(shù)據(jù)、設(shè)置通道值有多個步驟，以及執(zhí)行分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)有一個條件步驟。您還可以以獨立的日志速率添加多個日志任務和激勵條件到您的激勵配置文件中。

　　激勵配置文件在NI VeriStand實時引擎中執(zhí)行，然而，您可以從主機界面中使用NI VeriStand 工作宏記錄，或者使用其他工具。

　　除了激勵配置文件編輯器，NI VeriStand工作區(qū)包括許多其他工具，當與實時測試應用程序協(xié)同工作時，這些工具是很有用的。這些工具可用來檢測預警、校準硬件I/O，和強制為通道賦值。還有一個實時控制瀏覽器，其能夠監(jiān)控您的實時執(zhí)行目標的運行狀態(tài)。

　　NI VeriStand 引擎架構(gòu)

　　NI VeriStand 引擎是非可見執(zhí)行機制，負責執(zhí)行硬件I/O、模型、過程、預警和在系統(tǒng)定義文件中指定的其他測試系統(tǒng)任務。引擎不但控制整個系統(tǒng)的定時，而且控制NI VeriStand 引擎和工作區(qū)的主機之間的通信。

　　NI VeriStand 引擎包括多個定時循環(huán)，其執(zhí)行定時由硬件事件控制，為微妙。確定性內(nèi)存緩沖器在不同循環(huán)任務間提供通信，不會在引擎執(zhí)行中引起數(shù)據(jù)抖動。采用多循環(huán)架構(gòu)，NI VeriStand引擎自然利用了多核處理器并行處理能力的優(yōu)勢，提升了系統(tǒng)性能。創(chuàng)建系統(tǒng)定義時，包括在高吞吐量、并行性和低延時、順序結(jié)構(gòu)間選擇的能力，可以配置各種不同的引擎執(zhí)行設(shè)置。此外，NI VeriStand引擎發(fā)布了各種系統(tǒng)參數(shù)，您可以在運行時訪問?；蛘吣梢允褂肗I 實時執(zhí)行跟蹤工具更細致地查看您的應用程序的執(zhí)行。

　　引擎的實時I/O任務使用硬件定時，單點I/O結(jié)構(gòu)，是仿真，控制，和逐點分析任務的理想選擇。然而，使用NI VeriStand定制設(shè)備可以添加對較高速率，緩沖信號生成和采集的支持，這些內(nèi)容將會在下一節(jié)進行討論。

　　NI VeriStand引擎可以在NI PCI，NI PXI實時系統(tǒng)，還有NI CompactRIO和具有128MB或更大 的DRAM RIO接口上的單板RIO上運行。實時系統(tǒng)使您能夠結(jié)合同步I/O確定性地執(zhí)行您的測試——這對于實現(xiàn)閉環(huán)控制或與真實組件交互的系統(tǒng)仿真應用程序來說是關(guān)鍵的能力。然而，對于低性能系統(tǒng)需求或?qū)崿F(xiàn)模型在環(huán)（MIL）或軟件在環(huán)（SIL）的測試，您還可以在同一臺計算機上將NI VeriStand 引擎作為您的用戶界面加以運行。

　　自定義NI VerStand

　　NI VeriStand通過使用基于配置的開發(fā)方法，為創(chuàng)建實時測試應用程序提供軟件架構(gòu)。實時測試應用程序所需要的所有常見任務已經(jīng)在NI VeriStand引擎內(nèi)部進行了實現(xiàn)與優(yōu)化。然而，您還可以使用LabVIEW和其他軟件工具添加功能到您的NI VeriStand應用程序中。

　　自定義設(shè)備

　　您可以使用NI VeriStand自定義設(shè)備，通過客戶自定義時間經(jīng)驗，向NI Veristand引擎中添加運行時功能。創(chuàng)建NI VeriStand自定義設(shè)備的LabVIEW使用的模板庫中，包含針對NI VeriStand數(shù)據(jù)和定時資源的接口。這使得自定義設(shè)備能夠向NI VeriStand 引擎中的本地任務一樣運行。該接口使用方式的示例包括：對第三方硬件I/O接口添加支持，或執(zhí)行緩沖信號采集，以提供高速率測量。

　　模型

　　NI VeriStand能夠?qū)肽贚abVIEW、MathWorks公司的Simulink?、ITI公司的SimulationX、Gamma技術(shù)公司的GT-POWER，和其他建模和編程環(huán)境中創(chuàng)建的編譯代碼。具有該功能，您可以添加實時閉環(huán)控制、系統(tǒng)仿真、信號處理和信號發(fā)生器到NI VeriStand應用程序中。盡管許多軟件環(huán)境已在NI VeriStand下支持，您還是可以添加產(chǎn)品提供的NI VeriStand模型框架所產(chǎn)生C代碼的從而支持其他環(huán)境。

　　FPGA特性

　　當添加實時I/O硬件接口到NI VeriStand中，您可以快速配置各種不同的標準模擬，數(shù)字和通信總線接口；然而，NI VeriStand還提供LabVIEW基于FPGA可重配置I/O（RIO）設(shè)備的用戶定義I/O 硬件。您可以使用該功能來創(chuàng)建用戶定義I/O硬件接口，實現(xiàn)自定義信號處理、仿真、觸發(fā)和/或 控制任務，并以25納秒的速率執(zhí)行，不占用任何您實時應用程序的處理帶寬。此外，因為I/O 接口是基于FPGA的，您可以很容易地重新配置特性或設(shè)備的行為，以適應新的需求，或者創(chuàng)建能夠用于多個應用程序的測試系統(tǒng)，而不需要改變I/O接口硬件。

　　工作區(qū)工具

　　NI VeriStand 提供了許多工具，您可以使用這些工具來監(jiān)測NI VeriStand引擎，并與之進行互動。您可以使用LabVIEW 來創(chuàng)建您自己的運行工具，將它們添加到NI VeriStand工作區(qū)中。例如，您可以創(chuàng)建一個自定義運行工具，該工具與數(shù)字萬用表或示波器交互，提供專門測試數(shù)據(jù)作為驗證程序的一部分。

　　工作區(qū)對象

　　當與運行可編輯工作區(qū)協(xié)同工作時， 您可以添加各種不同的輸入和輸出控制和指示到工作區(qū)上，并將它們與NI VeriStand通道連接。盡管NI VeriStand包含各種不同的工作區(qū)對象，您仍需使用LabVIEW來創(chuàng)建能夠在運行時被加入NI VeriStand工作區(qū)的自定義控制和指示。其中的一些實例包括添加更接近系統(tǒng)界面的UI對象，或用自定義功能創(chuàng)建UI對象，如順序處理或預警。

　　API 庫

　　NI VeriStand為工作區(qū)和系統(tǒng)資源管理器 提供基于。NET的API，您可以使用該API 來創(chuàng)建NI VeriStand自定義接口，或?qū)崿F(xiàn)配置和/或NI VeriStand應用程序操作的自動化。例如，您可以使用系統(tǒng)資源管理器API庫來創(chuàng)建一個自定義配置窗口，限制用戶對NI VeriStand應用程序作出改變，或使應用程序參數(shù)指定在表格中，以簡化配置過程。此外，您可以使用工作區(qū)API 庫使NI VeriStand應用程序操作進行自動化，或使用LabVIEW軟件創(chuàng)建一個完全的自定義運行接口。

　　NI VeriStand

　　NI發(fā)布NI VeriStand 2010軟件，NI VeriStand 2010適用于從高性能多機箱系統(tǒng)到小體積堅固性應用，NI VeriStand 2010軟件提供更多自定義和易用性，增加了可復用性，并縮短開發(fā)時間

　　2010年10月——NI近日發(fā)布了NI VeriStand 2010軟件。新產(chǎn)品不僅支持高性能、多機箱PXI系統(tǒng)，同時也支持堅固小巧的NI CompactRIO平臺和低成本的NI Single-Board RIO硬件，從而進一步擴展了硬件在環(huán)（HIL）和實時測試的能力。NI VeriStand 2010還具有與LabVIEW的更優(yōu)連接性，使工程師能夠更輕松地復用現(xiàn)有軟件，并進一步自定義他們的NI VeriStand應用。

　　“我們選擇了NI VeriStand用于我們的Legacy 500 Iron Bird 項目，因為這一軟件環(huán)境提供的功能顯著減少了我們開發(fā)所需的精力?！薄狹. A. Pires ：Embraer公司測試設(shè)備開發(fā)協(xié)調(diào)員

　　NI VeriStand 2010新增了對反射內(nèi)存接口的直接支持，從而可以實時共享高性能應用（如Iron Bird飛機模擬器或電子系統(tǒng)集成測試系統(tǒng)）中多個PXI系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)。更具體地說，該軟件可以自動創(chuàng)建PXI系統(tǒng)間的反射內(nèi)存路由，減少開發(fā)錯誤的可能性，幫助工程師快速實現(xiàn)應用。NI VeriStand 2010還提供了系統(tǒng)級抽象和用戶界面功能，從而確保更加有效地配置這樣的系統(tǒng)。

　　“NI VeriStand不僅提供了應用所需的各種特性，并且可以借助LabVIEW和其他軟件增加更多功能，幫助我們自定義我們的模擬器，滿足我們未來應用的要求?！薄狦uilherme Seelander  ：Embraer公司軟件集成工程師

　　此外，NI VeriStand對實時引擎進行了優(yōu)化，提高了執(zhí)行性能，使其可以在大多數(shù)CompactRIO或NI Single-Board RIO系統(tǒng)中運行NI VeriStand應用程序，用于低成本應用或有更高堅固性要求的應用（例如桌面仿真器和測試單元應用）。CompactRIO平臺下眾多帶有信號調(diào)理功能的I/O接口結(jié)合NI VeriStand開發(fā)環(huán)境的靈活性，將助您快速開發(fā)解決方案，同時滿足快速自定義界面的需求。