简述虚拟仪器的硬件与软件结构

１）硬件部分：构建基于计算机的虚拟仪器，需要有相应的硬件来支持。虚拟仪器的硬件组成一般分为基础硬件平台和外围硬件设备。基础硬件平台目前可以选择各种类型的计算机，虚拟仪器充分地利用了计算机的图形用户界面（ＧＵＩ），所开发的具体应用程序都是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ运行环境。而外围硬件设备则主要包括：各种计算机内置插卡和外置程控测试设备。这里的外置程控测试设备是指带有某种接口的测试设备。内置功能插卡产品正在不断面市。单个插卡就可以完全实现以前体积相对庞大的单台设备的功能。它可以替代任意波形发生器、计数器、数字万用表、示波器及逻辑分析仪等。一定程度上实现了测试与测量仪器系统的小型化，提高了便携性。计算机内置插卡中的数据采集（ＤＡＱ）是ＶＩ的重要组成部分，包括Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换，数字输输出等电路。其性能决定了数据采集的精度和速度，影响着仪器的整体性能。ＤＡＱ卡种类繁多，功能齐全，从数据采集的前向通道至后向通道的各个环节，都有对应的ＤＡＱ产品。随着Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换技术、信号波形处理技术的不断改进，ＤＡＱ卡的采样率已达１ＧＢ／ｓ，精度高达２４位，通道数高达６４个，并能任意结合数字Ｉ／Ｏ、模拟输出和计数器、定时器通道，可以完成模拟波形采集与产生、数字量信号采集、波形采集及数据自动存储、模拟Ｉ／Ｏ、数字Ｉ／Ｏ、定时Ｉ／Ｏ、信号调理等工作。２）软件部分：ＶＩ系统的核心部分是软件。ＶＩ的软件由用户应用软件、试验程序和测量仪器驱动程序等三个部分组成，图形化编程技术平台如ＨＰＶＥＥ、ＬａｂＶＩＥＷ和ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ位于最上层。虚拟仪器软件体系结构ＶＩＳＡ（ＶｉｒｔｕａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａ－ｔｉｏｎＳｏｆｔｗａｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）主要包含两个层次：用户应用程序和设备驱动程序。其中设备驱动程序是联系用户应用程序与底层硬件设备的基础。每一种设备驱动程序都是为增加编程灵活性和提高数据吞吐量而设计的。每个设备驱动程序都具有一个共同的应用程序编程接口，因此，不管虚拟仪器所使用的计算机或者操作系统是什么，最终所编写的用户应用程序都是可移植的。对于市场上的大多数计算机内置插卡，厂家都配备了相应的设备驱动程序。用户在编制应用程序时，可以像调用系统函数那样，直接调用设备驱动程序，进行设备操作。３）虚拟仪器的“面板”显示在ＰＣ的屏幕上，仪器的操作是通过鼠标和键盘选中不同的按键和旋钮来完成的，触摸屏也可直接点触屏幕完成。