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作者：NI產(chǎn)品經(jīng)理Elijah Kerry，NI中國技術(shù)市場(chǎng)工程師 周斌 相對于在Windows中單純地添加全新特性與功能，微軟最新推出的Windows 7系統則改進(jìn)了之前Windows Vista 系統中的眾多特性：例如優(yōu)化了系統安全性、大幅提升系統的響應與運行性能等，并且借助對軟硬件兼容性的進(jìn)一步改進(jìn)，從而使它成為工程師實(shí)現測試測量應用的強大工具。 隨著(zhù)基于計算機的測試測量與自動(dòng)化應用成為工程的主流趨勢，Windows 7，這樣一個(gè)全新的計算機操作系統，又會(huì )為工程師們帶來(lái)什么呢？ 本文將從這個(gè)角度出發(fā)，為大家展示如何有效利用Windows 7的強大特性來(lái)實(shí)現數據傳輸帶寬、系統運算性能的提升，以及與前沿技術(shù)（如多核、64位、USB以及PCI Express總線(xiàn)）的融合，從而助力工程師實(shí)現更多新興應用，超越無(wú)限。 
圖1 Windows 7 操作系統 USB提升數據傳輸帶寬 針對USB總線(xiàn)，微軟在 Windows 7 中提供更多令人驚喜的特性，如減少非必要的定時(shí)器、可選擇的Hub懸掛以及降低計數時(shí)間等，從而提高了基于USB的測試測量設備的運行性能。根據最近的一次評估測試，相對于Windows XP，某USB總線(xiàn)的數據采集設備在總可傳輸帶寬上達到了10%的提升。除此之外，在高速或者多功能I/O測量應用中，通過(guò)Windows 7操作系統和LabVIEW軟件，可以實(shí)現高達20%的提升，如圖2所示：
圖2 使用CompactDAQ對Windows7與Windows XP的傳輸帶寬比較試驗 多核技術(shù) 為了能夠更好地利用多核技術(shù)，微軟對Windows 7進(jìn)行全新的底層設計，使其能夠適應更多系統任務(wù)的并行運行。對于LabVIEW開(kāi)發(fā)者而言，在一個(gè)應用程序中創(chuàng )建多個(gè)獨立的任務(wù)并不復雜，最典型的一個(gè)例子就是我們可以很方便地在程序框圖中直接畫(huà)多個(gè)并行的循環(huán)即可，由于LabVIEW自身的并行特性，系統會(huì )自動(dòng)將并行的代碼創(chuàng )建新的線(xiàn)程，從而無(wú)需任何代碼修改即可享受多核所帶來(lái)的運算性能的提升，如圖3所示：
圖3 在LabVIEW中高效實(shí)現多線(xiàn)程編程 除了開(kāi)發(fā)工具之外，對于測試測量應用而言，多核技術(shù)還意味著(zhù)需要我們對硬件的驅動(dòng)、數據處理分析等也要進(jìn)行多線(xiàn)程化，對于多線(xiàn)程化的硬件驅動(dòng)（如 NI-DAQmx）可以讓工程師們不用任何手動(dòng)或者底層的開(kāi)發(fā)、修改與線(xiàn)程管理就能直接創(chuàng )建高效可靠的應用程序。使用LabVIEW與NI硬件平臺實(shí)現的數據采集應用都可以通過(guò)Windows 7對多核的優(yōu)化而進(jìn)一步提高多核處理器的運算效率。 PCI Express 新一代的PCI Express技術(shù)，運用了點(diǎn)對點(diǎn)總線(xiàn)的拓撲架構，使每個(gè)儀器可以通過(guò)獨立的通道向處理器傳輸數據，明顯改善了傳輸數據的帶寬，極小化了對內存的需求，并加快了數據流的傳輸。 將Windows 7和與使用PCI Express總線(xiàn)的設備（例如 NI X系列數據采集設備）整合在一起，相比于傳統的PCI總線(xiàn)，能夠使數據采集吞吐量倍增。PCI Express技術(shù)運用點(diǎn)對點(diǎn)總線(xiàn)的拓撲架構，為測試測量應用提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括每個(gè)設備的專(zhuān)用帶寬，每個(gè)方向高達250MB/的數據帶寬，因此工程師和科學(xué)家能夠采集更大規模的模擬、數字以及計數器信號。 64位系統 Windows 7是微軟第三個(gè)支持64位處理器的操作系統，盡管32位的Windows版本目前依然是最流行的，但64位的硬件與軟件已經(jīng)準備就緒。在升級到Windows 7之前，您需要對64位與32位之間的對比進(jìn)行深入的了解，從而選擇最合適的平臺。全新的64位LabVIEW 2009是第一個(gè)對64位操作系統支持的LabVIEW版本。在64位軟硬件系統上運行的測試程序可以使用相比32位更多的物理內存，從而允許程序進(jìn)行更復雜的運算處理。除了內存的增加之外，在64位處理器上的新增寄存器可以提高應用程序的性能達20%；這樣的話(huà)，一些高通道數以及高采樣率的數據采集系統可以利用64位系統實(shí)現更快的數據處理與分析。 確保軟硬件兼容 盡管Windows 7給予了我們美好的技術(shù)愿景，讓我們可以實(shí)現以前無(wú)法實(shí)現的新興應用，但是軟硬件兼容的問(wèn)題還是一直存在著(zhù)的。在Windows Vista中就經(jīng)常出現版本不兼容的問(wèn)題，很多硬件設備都沒(méi)有辦法在新的操作系統中正常運行。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，全新的Windows 7除了一貫的“兼容模式”（即試圖讓?xiě)贸绦颉J為’自己在前版本的Windows中運行）之外，還利用了最新的虛擬化技術(shù)（Virtualization）。Windows 7中提供了一個(gè)全新的模式（可以把它叫作“Windows XP模式”），用戶(hù)可以仿真出Windows XP系統。這樣的做法，可以給LabVIEW開(kāi)發(fā)者們一個(gè)最簡(jiǎn)單的機制去運行低版本的程序，從而有助于實(shí)現對以前代碼的兼容。 總結 作為全新的操作系統和平臺，Windows 7給予工程師帶來(lái)了更快的運行速度、更大的數據傳輸帶寬、更新的商業(yè)技術(shù)，從而讓工程師能夠進(jìn)一步地創(chuàng )新，改變和優(yōu)化整個(gè)世界！ 美國國家儀器有限公司供稿 |
