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使用Windows 7构建更好的测量系统

发表于2010-01-20 10:54| 次阅读| 来源IT168| 0 条评论| 作者

摘要:使用Windows操作系统的最新版本Windows 7,LabVIEW用户可以应用新技术。

使用Windows操作系统的最新版本Windows 7,LabVIEW用户可以应用新技术。

Microsoft除了在Windows 7中增加了全新的不同功能,还改进了在Windows Vista中引进的许多特性,改善了外壳的可用性并且提高了系统的响应速度和性能。这些变化与硬件、软件兼容性的关注结合在一起使Windows 7早就为最新测试与测量应用程序的优秀选择。本文描述了在NI LabVIEW图形化开发环境中编写的应用程序如何能够利用Windows 7和最新的计算平台,提高数据吞吐量、改善性能以及利用例如64位、USB数据采集(DAQ)和PCI Express等技术。

使用NI USB数据采集和Windows 7提高吞吐量

商业厂商已经开始发售配备Windows 7的计算机。这些计算机提供了整体性能的提升以及多核、最新的总线技术,包括多个PCI Express和高速USB插槽。

Microsoft在Windows 7中对USB改进进行了大量投资。这些改进包括去除不必的定时器、可选的集线器悬挂、USB闪存设备的低枚举时间,提高了USB测试和测量设备的性能。在最近的基准测试中,与运行在Windows XP的相同硬件相比,全新的NI CompactDAQ机箱在Windows 7的总可达带宽中得到了10%的提升。改进的硬件性能和Windows 7操作系统以及LabVIEW软件的多核优化结合在一起,能够得到在高速或多功能I/O测量中10%至20%的性能提升。

由于Windows 7操作系统具有多个改进特性,它是用于运行由LabVIEW软件编写的测量应用程序的可靠平台。

使用PXI Express和多核进行高性能测量

Microsoft重组了许多Windows 7部件对更多系统任务进行并行处理,以便从日益常见的多核处理器中获益。一个重要的例子是Microsoft对图形设备接口(GDI)进行了重新设计,GDI是设计用于提高多个应用程序同时运行时的响应度的。重新设计减少了顺序执行障碍,能够提供响应更快的用户接口和多线程测量应用程序更好的整体系统性能。

多线程软件将独立异步的过程分配到其他线程中,从而可以在不同的计算机核心上并行执行。计算机处理器时钟速率的提升有限;因此,处理器制造商将更多的核集成到单一芯片上。对于LabVIEW程序员而言,在同一个应用程序中,建立多个计算密集的任务并行运行是常见的;这只需要在程序框图上画两个循环。LabVIEW和例如NI-DAQmx等NI驱动程序是多线程的,这帮助测试工程师方便地创建高性能采集和分析应用程序,而无需手动创建和管理独立线程。在LabVIEW中编写的数据采集应用程序和在多核计算机上使用的NI硬件可以从Windows 7的改进中获益,其设计可以进一步优化多核处理器的使用。

需要高吞吐量和高性能的测试要求工程师使用新技术,例如多核处理器和PXI Express,以便满足不断增长的速度要求。全新的NI X系列数据采集设备本地支持PCI Express和PXI Express,能够提供高达250 MB/s的双向专用带宽。NI还提供了许多附加的PXI Express模块仪器,进行高精度、高频率测量。工程师能够在Windows 7下使用这些技术,它能够利用最新的总线,并且改进了对多核处理的支持,去除了约束从而提高了测量应用的数据吞吐量。

使用NI CompactDAQ完成的基准测试表明在Windows 7上可以得到高达20%的数据吞吐量提高。

理解Windows 7的32位和64位版本之间的区别

Windows 7是支持64位处理器的第三个Microsoft操作系统。尽管Windows的32位版本仍然是最流行的,并且能够提供最好的应用程序本地兼容性,64位硬件和软件已经面世了。在升级到Windows 7的时候,了解64位相对32位之间潜在的优点是十分重要的,从而可以选择合适的平台。

全新的64位版本的LabVIEW 2009可以从ni.com下载,它是第一个提供与64位操作系统(仅限Windows Vista和Windows 7)本地兼容性的LabVIEW版本。本地运行在64位硬件和软件上的测量应用程序可以比32位系统使用更多的物理内存,这对处理大量连续数据的应用而言是有好处的。能够访问更多内存可以通过避免需要将程序换入换出存储在硬盘上的页面文件(比物理内存和缓存慢得多),方便地提高系统性能。除了增加物理内存之外,64位处理器上更多的寄存器根据代码是如何编写的,能够提高应用程序的执行速度达20%之多。然而,只有LabVIEW核心软件、NI机器视觉开发模块和最新的NI驱动程序提供64位Windows版本的直接支持。对应用程序32位版本的非直接支持由Windows上的Windows(WoW)模拟使之成为可能;但是,这会降低执行速度和性能。

测试和测量应用程序的创建是用来分析大量数据集的,这意味着高通道数系统和快速采集速率,它们能够从更换到64位版本的Windows 7中获益。但是,大部分LabVIEW应用程序并不能直接从更换到64位版本获益。

使用Windows 7,运行在四核系统上的包含四个并行循环的LabVIEW应用程序相比Windows XP而言,可以得到高达10%的性能提升。

Microsoft操作系统支持生命周期

由于Microsoft在2008年6月正式结束了Windows XP的销售,Windows 7的引入具有特别意义。Windows XP在9年前发布以来,一直是市场上最受欢迎的操作系统。近期对NI客户的调查显示超过80%表示其测试和测量应用程序仍然运行在Windows XP上,只有低于10%已经使用了Windows Vista。由于Windows 7已经问世,客户有机会升级旧的PC测量硬件,利用最新的多核处理器和包括PCI Express在内的总线技术,得到更高的吞吐量和改进的总系统性能。

确保硬件和软件兼容性

Microsoft明确表示Windows Vista设备驱动程序能够在Windows 7下正确工作,并且不会对驱动程序模型引入任何新的兼容性要求。这个政策是设计用来避免在Windows Vista首次问世用户所面临的兼容性问题的。(许多通用驱动程序无法工作或是无法安装。)

除了兼容性模式选项之外(让应用程序认为它们运行在老版本的Windows中),Microsoft使用Windows 7专业版和旗舰版中的全新的虚拟化技术,以便避免软件无法运行在Windows 7中的风险。使用新的Windows 7模式(称为Windows XP模式),用户可以模拟流行的Windows XP操作系统。这可以为LabVIEW程序员提供运行老应用程序最为简单的方法,从而可以确保与传统应用程序之间的兼容性。

NI产品兼容性

由于能够更早地使用Windows 7,NI已经确保大部分NI应用软件,包括LabVIEW 2009、LabVIEW SignalExpress 2009、DIAdem 11.1 SP1以及11月版本的NI设备驱动程序DVD已经能够支持Windows 7。此外,NI致力于在2009年底之前为NI LabWindows?/CVI、Measurement Studio以及NI TestStand提供Windows 7的发布支持。对于有兴趣将其测量与自动化系统转移到Windows 7以便能够利用全新效率和更高性能的客户现在就可以升级。

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