NIDays 2008

2008年度“NIDays全球图形化系统设计盛会”中国站已于2008年11月18日在上海国际会议中心成功闭幕。主办方美国国家仪器公司(简称NI)偕同中科泛华、聚星仪器、富连达科技(Fulitech)、凌创电子等合作伙伴，经过精心准备，为工程师奉上了一场技术大餐。全天活动包括主题演讲，5大专题的18场技术讲座和2场动手课程、全方位的互动式展示区域(逾40个产品展示和应用方案)，另外还特设LabVIEW专家门诊，以及科技奥运游戏竞技大赛，让人目不暇接。秉承以往的轻松、风趣风格，整场活动让工程师们在欢快而又紧凑的气氛中，亲密接触了图形化系统设计领域的最新技术、产品及解决方案，了解到在今天这样一个整个世界面对环境和能源等问题时NI所倡导的理念――利用NI软硬件平台，共构绿色应用，合力改善人类生活。

主题演讲

本年度的主题演讲(即全天活动的开幕式)的形式让人耳目一新，简直可以称得上是一场新颖互动、由NI工程师自导自演的技术“话剧”。坐在主题演讲的听众席上犹如置身北京的实验话剧场。

此次NI特邀公司海外市场部总监Dave Wilson先生作开幕演讲，他的演讲从工程师的责任这一话题开始，指出工程师要专注于“量化问题”，进而“解决问题”。Dave先生的演讲声情并茂，令在座的工程师深受启发。20多年来，利用LabVIEW编程环境和模块化仪器架构，NI在帮助工程师和科学家利用不断更新的前沿技术的同时，降低了复杂度。至今，工程师们面临的挑战将是如何跟上技术发展的潮流以及如何解决工程应用中的实际问题。随后整个主题演讲中，NI公司多位工程师轮番上台，就NI模块化仪器技术的发展和支持多核及FPGA技术的LabVIEW高性能软件平台展开精彩演讲。此外，NI也邀请了几位专家，其中包括来自上海聚星仪器有限公司的邵辉博士，他详细介绍了RFID应用和以及如何利用NI模块化仪器架构开发针对RFID和其他射频应用的完整测试方案，来自Intel公司的工程师则与大家分享了多核技术如何成为当今的主流技术，以及为了高效地享用这一技术，应该如何对多核进行编程等关键问题。笔者尤其对其中的射频应用及多核技术印象深刻。

・LabVIEW充分发挥多核系统的优势

多年来，处理器生产商单纯地通过加快时钟速度提升CPU的性能。然而如今，多核成为处理器技术的必然发展趋势。这种新型的处理器架构意味着无限性能的提升并可以实现更高要求的新兴应用项目；然而，在多核处理器上进行编程应用相对于在单核上编程要困难得多。只有克服多核处理器带来的软件新挑战，才能充分利用测试、控制和嵌入式设计应用中的处理功能。

在并行应用编程上的首个主要挑战是识别在某个特定程序中哪一个部分可以各自并行地操作，然后通过代码对这些部分进行编程。我们把能够和其他部分并行运作的代码称为线程；因此，整个并行应用可以被称为多线程应用程序。传统上认为，由于文本编程是一种顺序的编程方式，因此基于文本的编程人员在应用中必须通过API(如OpenMP，POSIX)来非常明确地定义这些线程，因此要想在程序中直观地显示多线程并行是很难的一件事。相对而言，利用图形化的NI LabVIEW软件，开发人员就可以轻松地实现并行的编程。此外，LabVIEW可以对并行代码自动生成线程，因此工程师和科学家无须具备编程技巧就可将大部分时间与精力花在如何解决问题上，而不用担心应用中的这些低级操作模式。

多核编程的第二个挑战就是线程实时性。当在同一个特定应用中运行着数百个线程时，必须保证这些线程间工作和谐。比如，如果有两个或者更多的线程在同一时刻进入一个记忆存储区，这就会发生数据崩溃。因此，在应用中监测各种可能的代码冲突可以说也是一件异常艰巨的任务。

通过在LabVlEW中图形化地创建程序框图，工程师们可以迅速地完成任务从构思到最终实现的整个过程，而无须考虑线程的同步性，这是因为LabVIEW已经自动解决了这个问题!LabVIEW的这一特性，使它特别适合大型科研项目的需求。例如，欧南天文台的极大望远镜项目中，就利用了LabVIEW对于多核运算技术的支持来控制984片镜面来免受风力或各种外力的影响，达到全部镜片均衡于同一平面，并实现控制周期接近于1毫秒的设计目标。

・基于PXI模块与LabVlEW的RFID测试系统

RFID可以应用在多种领域，像物流、原材料、汽车，也可以用于人和动物的身份识别，比如，我国的二代身份证、北京奥运门票都使用了RFID技术。RFID的应用领域越来越多，这对RFID标签的检测提出了新的要求。来自上海聚星仪器有限公司的邵辉先生介绍了他们基于NI PXI模块与LabVIEW开发的RFID测试系统。考虑到RFID检测的复杂及专业性，这套系统采用了灵活、可扩展的软件自定义无线电架构，主要硬件是NI的上下变频器及中频处理器，该套系统的灵魂则是LabVIEW软件。一般的读卡器不能覆盖多种标准协议，也不能获得更多的射频参数，而聚星仪器的这套系统可以覆盖10个标准协议、15种模式，还可以根据客户要求进行扩展，它能与被测标签或应答器主动应答，测量射频参数。

产品展示

本年度的产品展示异常丰富，除了NI公司自己的产品展示外，中科泛华、聚星仪器、富连达科技有限公司(Fulitech)、苏州凌创电子等相关公司也将最新的产品及方案展示给现场的工程师。其中包括最新版本LabVIEW 8.6软件、基于PXI的源测量单元、2GS/s1GHz高带宽高速数字化仪、基于NIFPGA的嵌入式开发平台以及N1 ELVISII教学平台等。

技术讲座

主题演讲之后，分为五大专题(绿色应用专题、LabVIEW编程技巧、自动化测试、工业自动化与实时控制、嵌入式系统应用及动手课程)，18场讲座分别在5个教室内展开(相关讲座的PPT文件可以在.cn或下载)。

・绿色应用专题

面对日益严峻的全球能源与环境问题，NI正以其一贯的技术革新方式与工程师和科学家们一起探讨解决方案，创造新的机遇，携手进入绿色工程领域。本专题主要内容包括：风力发电机的控制仿真、混合动力车的快速控制原型、环境参数的全天候远程监测与记录、医疗电子设备的改进等。

・LabVIEW编程技巧

在本专题中，NI资深研发工程师为在座听众介绍了LabVIEW应用开发背 后的技巧与奥妙，帮助工程师全面提升LabVIEW编程水平。比如：多核技术下LabVIEW编程的参考模式、LabVIEWWeb Service的妙用、LabVIEW与各种硬件系统的互连、高级的信号处理算法等。

・自动化测试专题

本专题有4场演讲，内容涉及：降低测量噪声的技巧、从PXI背板同步到GPS等多种测量同步技术以及基于LabVIEW和PXI的专属射频系统开发，帮助工程师进一步改进和提高自动化测试系统。

・工业自动化与实时控制专题

为了满足不断增长的机器和工业控制系统开发需求，新一代可编程自动化控制器(PAC)正以其开放灵活的软件构架和可靠自定义的硬件平台，帮助用户开发高级的工业自动化和实时控制系统。本专题主要内容包括：提升PID控制能力，基于LabVIEW和NI PAC的冗余系统设计，机器状态监测和实时控制系统的构建等。

・嵌入式系统应用及动下课程

通过LabVIEW图形化开发平台和基于FPGA的原型硬件平台，开发人员能够将各种算法设计工具与硬件I/O相整合，快速地为嵌入式系统和应用构建原型，在更短的上市时间内保证设计的质量。本专题的内容包括：图形化系统设计方法，涉及机器控制、设备监测、结构健康监控、快速原型与硬件在环等领域，详细介绍如何通过基于FPGA技术的NI软硬件平台快速构建嵌入式系统的原型。在嵌入式应用的动手课程中，通过具有一定应用背景的动手练习及进一步的应用演示，帮助工程师了解和掌握基于FPGA技术的嵌入式应用开发。

科技奥运游戏竞技大赛

除了技术讲座及产品演示外，主办方NI公司还为工程师特辟“科技奥运游艺区”，准备了丰富多彩的基于NI产品的互动游戏。如：NI LabVIEW编程竞技比赛、DAQ投篮比赛、LabVIEWFPGA舞林大会、NI擂台赛、LabVIEW小游戏、独具NI风格的取景照相机等。

工程师凭胸牌可以参加各计分游戏，最后根据排名，评选各单项与全能的“金、银、铜”牌得主。从游戏区众多跃跃欲试的工程师可以看出，主办方的这个项目颇受大家喜爱。

颁奖盛典

在全天的技术讲演结束后，主办方NI安排了重头戏：科技奥运游戏竞技大赛及NI虚拟仪器技术应用方案有奖征文竞赛的颁奖典礼。说到这个“虚拟仪器技术应用方案有奖征文竞赛”，今年已经是第九届了，从它推出到现在，一直得到NI用户的大力支持和积极参与，参赛论文涉及汽车、通信，电子、航空航天、院校科研等多个领域；除一、二、三等奖以外，本届竞赛还特别增设了LabVIEW特别奖和院校特别奖两个奖项。一等奖的获得者是清华大学的博士研究生李红志，他的获奖题目是基于PXI和cRIO的电子稳定程序(ESP)硬件在仿真平台歼发。更多征文活动信息，请参考http：//。

在全天的大会即将结束时，笔者无意间发现在一面墙上贴了很多纸贴，原来上面是工程师们写下的对NIDays2008的感言和评语，就让我摘取其中具有代表性的几个留言作为结语吧。1338号工程师的留言“来参加NIDays，每次都有新收获，希望NIDays越办越好”，1439号工程师的留言“NI提升我们测试的质量与效率”，一个未留号码工程师的留言是“LabVlEW，一种新的编程体验”。