LabVIEW 7 Express – o nou� genera�ie de inova�ii în programarea grafic�

conf. Tom SAVU U.P.B. – C.T.A.N.M.

Pe 20 mai a.c. a avut loc un eveniment a�teptat de întreaga comunitate din domeniul m�sur�rilor �i automatiz�rilor. National Instruments, un leader global al instrumenta�iei virtuale, a anun�at lansarea LabVIEW 7 Express, o dezvoltare major� a familiei sale de produse pentru programare grafic�. Încununând patru ani de efort ingineresc, LabVIEW 7 Express simplific� dramatic modul în care pot fi create aplica�ii de m�surare �i automatizare, extinzând în acela�i timp gama de platforme pe care aceste aplica�ii pot fi implementate: începând cu aceast� versiune, aplica�iile LabVIEW pot fi transferate atât pe circuitele FPGA cât �i pe PDA-uri ce ruleaz� unul din sistemele de operare Palm OS sau Microsoft Pocket PC 2002. Cu câteva zile înainte de lansarea sa, LabVIEW 7 Express a fost numit “cea mai important� inova�ie din istoria National Instruments”, afirma�ie deloc u�or de f�cut dac� se �ine seama de dinamica dezvolt�rii cu care aceast� corpora�ie american� ne-a obi�nuit �i de faptul c� LabVIEW a fost numit printre cele mai importante 50 de inova�ii ale industriei electronice. Faptul a putut fi îns� verificat �i confirmat imediat dup� lansare, fiind de asemenea sus�inut de speciali�ti ca Albert Geven, �eful grupului de testare �i m�surare automat� de la Royal Philips Electronics, care a declarat: “În cei 10 ani de când utilizez LabVIEW, nu am întâlnit niciodat� o asemenea cre�tere în productivitate între dou� versiuni succesive. Facilit��ile de genul VI-urilor Express �i al uneltelor interactive de m�surare nu numai c� ne-au permis reducerea timpului de dezvoltare a aplica�iilor, dar au permis colegilor care nu utilizaser� LabVIEW înainte s� se lanseze extrem de rapid în programarea de aplica�ii”.

Modul de operare Nout��ile sunt sesizabile înc� de la primul contact cu panoul unui nou instrument virtual: un caroiaj (cu pas configurabil) la care elementele de control sau indicatoare pot fi aliniate, o manier� mai rapid� de dimensionare a obiectelor (figura 1), un comportament mult îmbun�t��it al modului în care diversele unelte se autoselecteaz�.

Fig 1

Au fost introduse o serie de noi elemente, dintre care atrag imediat aten�ia cele de tipul Time Stamp (acestea folosesc un nou tip de date, iar valorile pot fi specificate prin intermediul unui calendar, figura 2) �i cele de tipul Tree (figura 3).

Fig 2

Fig 3

La dispunerea pe panou a unui element de control sau indicator, în diagram� este introdus un simbol al elementului respectiv (figura 4). Se poate opta �i pentru modalitatea de afi�are a vechilor terminale.

Fig 4

Apar elemente suplimentare din tipurile Table �i X-Y Graph, la a c�ror introducere pe panou simbolul corepunz�tor din diagram� este deja înso�it de o func�ie suplimentar� (figura 5). În cazul X-Y Graph se elimin� astfel câ�iva pa�i standard de construire a structurii de date.

Fig 5

Elementele de pe panou dispun în meniurile proprii de o op�iune Properties (figura 6), dup� a c�rei apelare utilizatorul dispune de o fereastr� de configurare (figura 7) în care

poate stabili mai rapid caracteristicile elementului respectiv (acestea pot fi în continuare modificate separat �i prin vechile op�iuni din meniul propriu).

Fig 6

Fig 7

Pe panou poate fi dispus un element de tipul Sub Panel în care poate fi înc�rcat dinamic un VI ale c�rui propriet��i �i metode pot fi apoi apelate programatic (figura 8).

Fig 8

Diagrama aplica�iei abund� de asemenea de nout��i. Structurile Sequence pot fi acum afi�ate în varianta Flat (figura 9), în care ferestrele structurii apar simultan pe ecran.

Fig 9

Buclele repetitive în care exist� valori ce trebuiesc transferate de la o itera�ie la alta dispun acum de o component� Feedback Node (figura 10) ce joac� rolul unui registru de transfer (Shift Register).

Fig 10

Obiectele de tip Probe ce pot fi introduse pe firele diagramei pot fi acum �i sub forma unui element de control de pe panou sau pot dispune de o fereastr� de configurare a unei condi�ii de întrerupere a rul�rii (figura 11).

Fig 11

La efectuarea leg�turilor în diagram�, traseul firelor se “muleaz�” automat (figura 12) astfel încât s� nu se suprapun� peste componentele deja existente în diagram�.

Fig 12

Semnalizarea leg�turilor invalide dispune suplimentar de un nou simbol (figura 13).

Fig 13

VI-uri Express Facilitatea cea mai mediatizat� a actualei versiuni este reprezentat� de noile VI-uri Express: atunci când simbolul unui astfel de VI este selectat din paleta de func�ii �i este dispus în diagram�, se deschide automat o fereastr� de configurare a propriet��ilor VI-ului respectiv. Noua versiune pune la dispozi�ia utilizatorului mai mult de 40 de VI-uri Express, prezente în aproape toate meniurile paletei de func�ii, ce reduc drastic timpul necesar program�rii unei aplica�ii. Meniul pentru func�ii numerice con�ine VI-ul Formula, acesta dispunând de o fereastr� de configurare (figura 14) în care se poate specifica o expresie matematic� multivariabil�.

Fig 14

Dup� dispunerea în diagram� �i configurare, un VI Express este în mod implicit reprezentat printr-un simbol extins, oarecum asem�n�tor celui al unui nod de propriet��i multiplu.

Fereastra de configurare poate fi redeschis� prin apelarea op�iunii Properties (figura 15) din meniul propriu al simbolului.

Fig 15

Utilizatorul poate opta între afi�area implicit� a simbolului extins sau afi�area unui simbol mai apropiat de vechea versiune (figura 16), caz în care este posibil� afi�area terminalelor func�iei.

Fig 16

Selectarea din meniul propriu al simbolului unui VI Express a op�iunii Open Front Panel va conduce la transformarea VI-ului într-un subVI clasic. Utilizatorul va putea interveni cu modific�ri în îns��i diagrama acestuia din urm�, dar se va pierde posibilitatea de deschidere a ferestrei de configurare. VI-uri Express ce reduc semnificativ timpul necesar pentru dezvoltarea aplica�iei sunt prezente �i în seturile de func�ii pentru valori alfanumerice (figura 17) �i pentru opera�ii de comparare (figura 18)

Fig 17

Fig 18

Impresioneaz� de asemenea VI-ul Express pentru lucrul cu variabile timp (figura 19).

Fig 19

Noua versiune de LabVIEW introduce un nou format de fi�ier, dedicat stoc�rii valorilor rezultate din m�sur�ri (Measurement File), pentru ale c�rui opera�ii de scriere sau citire exist� de asemenea VI-uri Express puternice (figura 20).

Fig 20

Func�iile de procesare �i analiz� a semnalelor sunt extrem de puternic reprezentate în familia VI Express (figura 21), permi�ând definirea într-un timp scurt a unor algoritmi evolua�i ( figura 22) de prelucrare a datelor experimentale.

Fig 21

Fig 22

Template-uri Noua versiune LabVIEW nu numai c� pune la dispozi�ie VI-urile Express ce constituie componente prefabricate ale unei aplica�ii, dar ofer� de asemenea template-uri pentru aplica�ii de “uz general”, pornind de la tehnici elementare de programare �i pân� la tehnici de simulare a proceselor cu evenimente discrete sau algoritmi generali de prelucrare a datelor experimentale. În locul deschiderii unui nou VI vid, utilizatorul poate opta pentru selectarea uneia dintre template-urile puse la dispozi�ie de c�tre mediul de programare (figura 23).

Fig 23

Biblioteca de template-uri este completat� de o unealt� de c�utare de exemple de VI-uri (figura 24), aceasta având integrat un motor de c�utare a exemplelor (figura 25) de pe site-ul Web al National Instruments. Utilizatorul are astfel acces la câteva mii de aplica�ii ce pot fi utilizate ca punct de pornire.

Fig 24

Fig 25

Unelte interactive pentru m�surare Dac� VI-urile Express �i template-urile reprezint� unelte extrem de eficiente în activitatea de programare a aplica�iei, LabVIEW 7 Express pune de asemenea la dispozi�ie dou� unelte pentru configurarea �i testarea interactiv� a sistemului de m�surare sau de control al instrumentelor. DAQ Assistant (figura 26) reprezint� un VI Express ce ofer� o interfa�� pentru configurarea, testarea �i programarea achizi�iei de date.

Fig 26

În fereastra de configurare a acestuia (figura 27), în func�ie de natura m�rimii fizice m�surate �i de tipul traductoarelor utilizate, utilizatorul poate configura atât parametrii traductoarelor cât �i parametrii de lucru pentru achizi�ia de date (rat� de e�antionare, num�r de m�sur�ri etc.).

Fig 27

Odat� configurarea încheiat�, VI-ul DAQ Assistant genereaz� codul necesar pentru efectuarea m�sur�rilor �i poate fi apoi integrat în diagrama aplica�iei.

Fig 28

VI-ul Express Instrument Assistant permite configurarea în aceea�i manier� interactiv� a parametrilor necesari comunica�iei cu instrumente de m�sur� prin protocoale GPIB, PXI, VXI, USB, Ethernet sau serial. Pe lâng� configurarea modului de comunica�ie, Instrument Assistant permite efectuarea de teste �i chiar dezvoltarea de drivere simple pentru instrumentele respective.

Module Real-Time, PDA �i FPGA Apari�ia LabVIEW 7 Express este înso�it� de o nou� versiune a modulului Real-Time �i de module ce vor extinde cre�terea de productivitate datorat� program�rii grafice asupra a dou� platforme hardware: PDA �i FPGA. Modulul LabVIEW 7 Real-Time permite ca aplica�iile software realizate în LabVIEW s� fie transferate pe componente hardware independente ce con�in sistemul LabVIEW de operare în timp real: pl�ci de diverse configura�ii din seria RT (PCI sau PXI), controllere RT PXI sau controllere FieldPoint cu interfa�� Ethernet. Estimat a urma s� aib� un impact deosebit asupra aplica�iilor de m�surare mobil�, modulul LabVIEW 7 PDA permite ca o aplica�ie de testare, achizi�ie de date, control sau monitorizare creat� în LabVIEW s� fie transferat� pe un PDA cu sistem de operare Microsoft Pocket PC OS sau Palm OS. Aplica�iile create pentru PDA-uri pot con�ine func�ii pentru comunica�ii cu dispozitive externe utilizând protocoalele 802.11b, IrDA sau RS-232. Compilarea aplica�iilor genereaz� executabile compacte, cu performan�e optimizate. Înainte de a fi transferate, aplica�iile pot fi testate cu ajutorul unor emulatoare ale sistemelor de operare destina�ie. Lansat împreun� cu o plac� multifunc�ional� reconfigurabil� din familia PXI, modulul LabVIEW 7 FPGA permite transferarea aplica�iilor LabVIEW în componente cu circuite FPGA (Field Programmable Gate Array), eliminând necesitatea program�rii acestora în VHDL sau alte limbaje de programare dedicate. Utilizatorii pot astfel configura circuitul FPGA de pe placa NI PXI-7831R pentru diverse aplica�ii ce con�in intr�ri �i ie�iri digitale, func�ii avansate de num�rare �i cronometrare, triggere �i bucle de decizie. Faptul c� aplica�ia se execut� în hardware ofer� performan�e deosebite de vitez� �i precizie a sincroniz�rii execu�iilor paralele, plac� reconfigurabil� fiind ideal� pentru o gam� larg� de aplica�ii de automatizare, simulare sau emulare de protocol.

Primele reac�ii F�r� cuno�tin�e anterioare, utilizând LabVIEW FPGA �i placa reconfigurabil� National Instruments, am reu�it într-o singur� dup�-amiaz� s� implementez un amplificator pentru a c�rui dezvoltare cu utilizarea limbajului VHDL ar fi fost necesare câteva s�pt�mâni.

Joerg Rychen – Nanonis De�i am experien�� de programare doar în C, cred c� pot dezvolta o aplica�ie mult mai repede cu LabVIEW 7 Express.

Anthony Cheng – Laboratoarele Abbott, S.U.A. Suntem entuziasma�i de noile tehnoogii din LabVIEW 7. În special noile VI-uri Express �i template-uri vor economisi nenum�rate ore de lucru pentru clien�ii no�tri.

Dave Ritter – BetterVIEW Consulting, Canada LabVIEW 7 Express ... ofer� un mediu de dezvoltare în care încep�torii pot ob�ine rezultate rapide iar utilizatorii cu experien��, printre care ne num�r�m �i noi, descoper� func�iuni ce aduc o mare economie de timp.

Hideo Watanabe – Keisokugiken, Japonia LabVIEW 7 Express îmi ofer� o alternativ� convenabil� pentru a-mi dezvolta biblioteci cu func�iile uzuale.

Ashish Khanna – Cisco Systems, S.U.A. În corpora�ia noastr�, politica este ca to�i inginerii din cercetare – dezvoltare, fabricare, control �i între�inere s� utilizeze LabVIEW.

Masanari Kikkawa – Coordonator R&D, Nissin Electric, Japonia Înainte de apari�ia LabVIEW, utilizatorii trebuiau s� accepte un compromis între puterea, flexibilitatea �i scalabilitatea limbajelor de programare tradi�ionale, pe de o parte, �i facilitatea �i interactivitatea uneltelor dedicate unei anumite configura�ii, pe de alt� parte, a declarat dr. James Truchard, pre�edinte �i CEO al National Instruments. Odat� cu lansarea versiunii LabVIEW 7 Express, am anulat distan�a dintre facil �i puternic, oferind un nivel excep�ional al productivit��ii �i performan�ei în toate domeniile m�sur�rii �i automatiz�rii.