圖形化系統設計加速應用實(shí)現和創(chuàng )新

圖形化的系統設計通過(guò)將軟件和可自定制的商業(yè)現成硬件進(jìn)行集成，幫助工程師徹底克服從開(kāi)發(fā)到實(shí)現的挑戰。無(wú)論是風(fēng)機控制器、手機自動(dòng)測試系統、又或者外科手術(shù)機器人等測控系統，通過(guò)這種途徑都可以對其最終的應用進(jìn)行一個(gè)全面地設計實(shí)現。測量和控制的系統需要基于硬件來(lái)實(shí)現。圖形化系統設計方式為各種硬件設備提供了同一個(gè)開(kāi)發(fā)平臺，給予工程師們可自定制的，商業(yè)現成的選擇來(lái)實(shí)現各種可行的解決方案。從通信、處理(處理器、DSP、FPGA)，再到模塊化的硬件I/O等硬件組件在這里會(huì )和運算模型以及編程模式一樣，被抽象到了系統層面。這樣，一旦工程師使用這一系統平臺進(jìn)行設計實(shí)現，就可以快速構建開(kāi)發(fā)周期中的各個(gè)階段。

實(shí)踐中的圖形化系統設計
目前，全球有超過(guò)110多個(gè)國家的6000多所大學(xué)在使用圖形化的系統設計方式。而圖形化系統設計平臺的高效率優(yōu)勢也影響著(zhù)與測試測量、控制系統相關(guān)的各個(gè)行業(yè)。以Biorep Technologies公司為例，工程師們使用圖形化系統設計平臺來(lái)實(shí)現控制復雜的自動(dòng)化醫療儀器(如圖3所示)。該系統設計平臺使Biorep的工程師們只需要很短的時(shí)間就能完全掌握軟硬件的開(kāi)發(fā)技術(shù)，將公司預計的開(kāi)發(fā)時(shí)間從一年減少到三個(gè)月。

圖3 通過(guò)使用圖形化系統設計， Biorep Technologies將Perifusion系統(新一代細胞分泌物分析儀器)的開(kāi)發(fā)時(shí)間從一年縮減到三個(gè)月

圖形化系統設計平臺可以滿(mǎn)足自動(dòng)化測試對系統的需求，其軟件平臺抽象了圖形用戶(hù)界面、數據通信、數據分析以及硬件I/O等，使得功能集成更加方便，同時(shí)也帶來(lái)了更好的可擴展性。例如Texas Instruments公司使用圖形化系統設計平臺開(kāi)發(fā)了他們的電源管理IC產(chǎn)品的自動(dòng)化測試平臺，將測試時(shí)間縮減了70%，并且同時(shí)將測試系統的測試產(chǎn)品覆蓋率提高了一倍。

通過(guò)圖形化系統設計，工程師們可以在一個(gè)開(kāi)發(fā)平臺下設計各種解決方案，滿(mǎn)足各種應用需求。根據系統摩爾定律，當工程師向平臺添加新的技術(shù)以后，基于這個(gè)平臺的系統可以利用這新技術(shù)的引入帶來(lái)性能和成本效率幾何級數的提高。西班牙Instituto de Astrofisica de Canarias的科學(xué)家們在為歐洲巨型望遠鏡 (VLT) 陣列開(kāi)發(fā)定位執行器的時(shí)候，就利用了這個(gè)優(yōu)勢。通過(guò)選擇可自定制的商業(yè)現成開(kāi)發(fā)平臺，他們實(shí)現了最初預期的性能，如果完全使用自定制的設計，就可能無(wú)法滿(mǎn)足這些需求。事實(shí)上，他們在顯著(zhù)減少開(kāi)發(fā)時(shí)間的同時(shí)，達到了比系統要求更好的性能。

完善的合作生態(tài)體系加速了創(chuàng )新
使用圖形化系統設計平臺的工程師可以通過(guò)一個(gè)完全開(kāi)放的生態(tài)平臺，學(xué)習并借鑒其他工程師分享的成果來(lái)加速自己的開(kāi)發(fā)。這樣會(huì )將數以千計的分享成果(無(wú)論軟件還是硬件)集合起來(lái)，幫助工程師們更高效地解決任何應用中的問(wèn)題?；谄脚_途徑開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢之一是可以使用社區中工程師分享的IP以及應用程序。在計算機和移動(dòng)設備領(lǐng)域，由平臺帶動(dòng)的周邊創(chuàng )新是非常顯著(zhù)的。PC、Linux、iPhone和Android平臺的背后，都是由無(wú)數的開(kāi)發(fā)者、IP和應用程序所組成的社區在支持。事實(shí)上，測試測量行業(yè)中的虛擬儀器技術(shù)（由PC軟件和硬件I/O周邊組成）的生態(tài)體系也很好說(shuō)明了圖形化系統設計平臺如何幫助工程師以更低的成本工程師獲得具體應用領(lǐng)域更高的性能。

盡管系統設計中各個(gè)部分都很重要，很多工程設計工具還是只能側重于系統實(shí)現過(guò)程中的某些的環(huán)節。通常這樣的工具平臺不是側重于軟件，就是側重于硬件，而系統的整體集成反而被忽略了。工程師可能會(huì )因此耗費更多的精力和時(shí)間去選擇另一個(gè)工具來(lái)幫助其完成整個(gè)系統的設計和整合。但是借助圖形化系統設計，工程師們可以得到一個(gè)開(kāi)放并可重配置的平臺，從更高的層次來(lái)使用各種技術(shù)和工具，獲得更好的軟硬件集成度，從而有效縮短系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中最耗時(shí)的整體集成環(huán)節。同時(shí)，開(kāi)放的平臺還可以提供IP，這樣開(kāi)發(fā)者或者開(kāi)發(fā)團隊可以在不耗費額外資源的情況下，復用已有的資源。無(wú)數的工程師們通過(guò)圖形化系統設計不斷實(shí)踐和創(chuàng )新，通過(guò)這個(gè)平臺，他們可以利用最新的技術(shù)和IP來(lái)完成全新的系統或對現有的系統進(jìn)行升級。然而，對于還未嘗試過(guò)這個(gè)平臺的工程師和科學(xué)家們來(lái)說(shuō)，圖形化系統設計將是他們實(shí)現設計目標，獲得競爭優(yōu)勢的有效途徑。