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MESSTECHNIK Von LabWindows/CVI zu Measurement … file84 ' elektronik industrie 2 – 2000 EMBEDDED SYSTEMS MESSTECHNIK m Zeitalter der allgegenwärtigen Er-reichbarkeit und Kommunikation

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m Zeitalter der allgegenwärtigen Er-reichbarkeit und Kommunikation wirddie Bedeutung der Vernetzbarkeit undIntegration global arbeitender Systemezum ausschlaggebenden Faktor in pun-cto Konkurrenzfähigkeit moderner MSR-Software. Dem Markt mangelt es nichtan Quantität verfügbarer Insellösungen,die tagtäglich wie Pilze aus dem Bodenschießen, sondern vielmehr an der Qua-lität offener, für den MSR-Markt zielge-richteter, an den Bedürfnissen der An-wender orientierter Softwarelösungen.Kontinuität zur langfristigen Investitions-sicherung ist längst von größerer Be-deutung als das bloße Aufblähen derPakete mit unzähligen, kaum zu über-blickenden Features. Betrachtet mankonkret die Situation auf dem Markt, sofällt unvermeidlich auf, dass die Mehr-heit der angepriesenen Softwarelösun-gen den Anwendern eine bestimmteStrategie bei der Erstellung seiner Appli-kation geradezu aufzwingt. Im Klartextbedeutet dies für die Anwender folgen-des: Hersteller X suggeriert, dass seineEntwicklungsumgebung mit deren Me-thodik die geeignete Strategie für jedebeliebige MSR-Applikation bereithält.Beim Erstellen einer komplexen, konkre-ten Anwendung stellt sich dann leidernicht immer gleich, sondern meistenserst nach erheblichem Zeitaufwandheraus, dass die Grenze des jeweiligenWerkzeuges schon seit geraumer Zeitüberschritten wurde. Nach der Erkennt-nis der Einbahnstraßenstrategie, die not-gedrungen ab einem gewissen Punkt ineiner Sackgasse endet, versucht mandann mit Hängen und Würgen diejeweilige Applikation irgendwie den-noch zum erfolgreichen Abschluss zubringen. Die Realität könnte aber auchanders aussehen, vorausgesetzt maninvestiert bei der Auswahl des richtigenWerkzeuges etwas mehr Zeit und ent-scheidet sich hier von Anfang an für ein

Werkzeug, welches nicht nur als Insellö-sung sein Dasein behauptet, sondernvielmehr auch als ein Teil eines Ganzen

eingesetzt werden kann – egal in wel-cher Art von Anwendung. Plakativ aus-gedrückt heißt dies: vom Labortischüber die Fertigungshalle bis hin zurWebpräsenz. Soviel zum Thema Anwen-derbedürfnisse. Wie stehen aber die eta-blierten MSR-Softwarehersteller dazu?

Bestandsaufnahme

Bei dieser Frage scheiden sich in derRegel die Geister. Für National Instru-

ments steht jedoch fest: Der Anwenderdiktiert die Methodik. Bevorzugt derAnwender ein rein grafisches Entwick-lungswerkzeug mit all den dazuge-hörenden „State-of-the-Art“-Schnittstel-len zur Außenwelt, so wird er sich fürLabVIEW entscheiden. Will er jedocheinen textorientierten Ansatz mit glei-chen Offenheitskriterien verfolgen, sowird er in Richtung LabWindows/CVItendieren. Beide Entwicklungsumge-

bungen zeichnen sich durch ihre Konti-nuität seit ihrem Debüt vor mehr alseiner Dekade aus. Ihre Virtuosität reichtvon der einfachen Laboranwendung bishin zu komplexen,vernetzten Prüfstands-applikationen. Unzählige Anwendun-gen der letzten Jahre sind in [1] unterdem Motto „Virtuelle Instrumente in derPraxis“ dokumentiert.

Rahman Jamal, Heinrich Illig Stets das Rad neu zu erfinden ist out. Der Wieder-

verwendbarkeit von bereits entwickelten und praxiserprobten Komponenten

gehört die Zukunft. Measurement Studio von National Instruments setzt hier

ganz neue Maßstäbe, trägt aber auch gleichzeitig der Kontinuität von LabWin-

dows/CVI Rechnung.

Kontinuität, Wiederverwendbarkeit und Lösungen

Von LabWindows/CVI zuMeasurement Studio

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Measurement ComponentsCo

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Visual BasicVisual C ++

Windows

Measurement Hardware

Measurement ComponentTechnology

Embedded MeasurementTechnology

Bild 1: Komponenten von Measurement Studio

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Der „Studio“-Gedanke

Die textorientierte Programmierwelt um-spannt die unterschiedlichsten textuel-len Sprachen. Betrachtet man denMarktanteil der jeweiligen Sprachen, soist eine eindeutige Tendenz in RichtungVisual Basic sowie Visual C++ zu ver-zeichnen. Auch Microsoft hat diesenTrend aufgegriffen, was sich in dessenVisual-Studio-Produkt widerspiegelt. Vi-sual Studio vereint hierbei Visual Basicsowie Visual C++ unter einer Oberfläche.Somit legt der Anwender die Methodikfür seine Applikationserstellung fest undkann bei Bedarf zwischen diesen beidenMethodiken wechseln ohne die eigent-liche Entwicklungsumgebung verlassenzu müssen. Dieser Trend ist auch bei denProgrammieren in der MSR-Welt klarerkennbar. Während in der Vergangen-heit Visual C++ gerade dann zum Ein-satz kam, wenn die MSR-Software imBezug auf Windows-Programmierungan ihre Grenzen gelangte, so verfolgtMeasurement Studio von National Instru-ments nun folgenden Ansatz: nahtloseIntegration eines MSR-Werkzeuges inVisual Studio. Im Einzelnen besteht Mea-surement Studio aus den nachfolgendnäher beschriebenen KomponentenLabWindows/CVI in der neuesten Ver-sion 5.5, Component Works++ für VisualC++, sowie Component Works für VisualBasic.

Bestandteile von Measurement Studio

Das Measurement Studio von NationalInstruments mit seinen drei Komponen-

ten LabWindows/CVI 5.5, Component-Works++ für Visual C++ und Compon-entWorks für Visual Basic vereint dieneueste computerbasierte Messtechnikmit der Visual-Studio-Entwicklungsum-gebung.

LabWindows/CVI 5.5

Schon seit über einer Dekade stelltNational Instruments innovative Tech-nologien und Werkzeuge für die Erstel-lung von virtuellen Instrumenten zurVerfügung. Mit diesen Werk-zeugen kann der Anwenderden Anforderungen des sichständig ändernden Marktsjederzeit gerecht werden.Eines dieser Werkzeuge vonNational Instruments ist Lab-Windows, welches 1988 erst-mals vorgestellt wurde undunter DOS lauffähig war. Lab-Windows war eines derersten Pakete, das eine inter-aktive textorientierte Pro-grammerstellung in Basicoder C mit einer grafischenBenutzeroberfläche und ei-ner Fenstertechnik in einereinzigen,konsistenten Umge-bung vereinigte. Die Win-dows-Variante dieser Ent-wicklungsumgebung, Lab-Windows/CVI, kombiniert dabei die ein-fache Handhabung von Visual Basic mitder Leistungsfähigkeit von ANSI C ineinem einzigen Paket.Trotz der rasanten Innovationsschübe inder Computerindustrie während derletzten 12 Jahre gewährleistet LabWin-

dows/ CVI die Rückwärtskom-patibilität. Dies geht sogar so-weit, dass alle Anwendungen,die vor 12 Jahren in LabWin-dows für DOS erstellt wurden,noch heute in LabWindows/CVI Version 5.5 verwendet wer-den können. Mühelose Ent-wicklung und die Wiederver-wendbarkeit von Programm-codes sind entscheidende Fak-toren im Zeitalter des schnel-len „Time to Market“. Viele derneuen Technologien von Lab-Windows/CVI 5.5 – wie bei-spielsweise die Multithreading-Fähigkeit, die Möglichkeit derautomatisierten Lokalisierung,die Internetfähigkeit, die Be-richterstellung, die Verwaltungdes Quellcodes und ActiveX –unterstützen den Anwenderbei der Bewältigung dieserAufgaben.Hier alle Features der Version5.5 von LabWindows/CVI im

Gesamtüberblick:

e Multithreading-Fähigkeit,e Quellcodeverwaltung,e Zusatzfunktionen in der Benutzer-

oberfläche,e Internetanbindung,e Dienstprogramm für die Lokalisierung

der Benutzeroberfläche,e erweiterte ActiveX-Automations-Fä-

higkeiten,e Berichterstellung,e Möglichkeit der Integration in Visual

C++ und Visual Basic.

ComponentWorks++ fürVisual C++

Professionelle Entwickler bevorzugenden Umgang mit Klassenbibliotheken,der Hochsprache C++ und Application

Bild 2: LabWindows/CVI-Instrumententreiber unter Visual C++

Bild 3: Einbindung von IVI-Instrumententreibernmittels Measurement Application Wizard

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Wizards. Um diesem Anwenderkreisbezüglich der Erstellung von MSR-Appli-kationen gerecht werden zu können,entwickelte National Instruments in Zu-sammenarbeit mit der Firma Microsoftdas Produkt ComponentWorks++ fürVisual C++. Dieses auf MSR-Technikabgestimmte Werkzeug fügt sich flie-ßend in die Visual C++-Entwicklungs-umgebung ein. Dies erlaubt professio-nellen C++-Entwicklern auf ihnenbekannte Weise mit Klassenbibliothe-ken zur Instrumentensteuerung mittelsGPIB und VISA zu hantieren. Ferner wer-den den C++-Entwicklern mit Compon-entWorks++ auch für C++ optimierteActiveX-Controls zur Datenanalyse, Sig-nalverarbeitung und Visualisierung be-reitgestellt, welche über ein einheitli-ches Klassen-Interface mit nativen C++-Datentypen verfügen. Zusätzlich wurdein den MFC AppWizard der sogenannteMeasurement Studio AppWizard mit-aufgenommen, wodurch der MFC App-Wizard um die Fähigkeit der automati-schen Codegenerierung für MSR-An-wendungen erweitert wurde. Damitsind Visual-C++-Programmierer nun inder Lage, mit ComponentWorks++ auchMSR-Applikationen in gewohnter Um-gebung auf bekannte Weise zu ent-wickeln.

ComponentWorks für VisualBasic

Visual Basic hat sich bei den sogenann-ten Gelegenheitsprogrammieren als dietextbasierte Programmierumgebung ih-

rer Wahl durchgesetzt. Diesem An-wenderkreis geht es in erster Linie da-rum, schnell eine Lösung für seine prak-tische MSR-Aufgabe zu erhalten. EineWindows- oder Web-basierte Applika-tion kommt meistens nicht in Betracht.Hier lautet die Grundanforderung derAnwender in puncto Entwicklungsum-gebung - einfach, überschaubar undproblemlose Erweiterbarkeit. Measure-ment Studio erfüllt diese Anforderun-gen mit ComponentWorks, welcheseinen Satz von ActiveX-Controls enthält,mit denen einfach und schnell eine In-strumentensteuerung mittels GPIB,VISA,RS232 oder eine Datenerfassung mittelsMultifunktions-Datenerfassungskartenerstellt werden kann. Hierbei wird mehrparametrisiert als programmiert. Me-thoden und Eigenschaften vereinfachendie Kommunikation mit Instrumentenbzw. die Messwertaufnahme mit Multi-funktionskarten. Bestandteil von Com-ponentWorks ist unter anderem auchein Parsing-Tool, welches automatischdie vom Anwender definierten Parsing-Instruktionen auf die vom Instrumentzurückgelieferten Daten anwendet. DerAnwender gewinnt so die Daten sofortin einem Format, welches eine weitereBearbeitung ohne zusätzlichen Auf-wand zulässt.Zur Weiterbearbeitung der anfallendenDaten sind nicht nur zahlreiche Analyse-funktionen wie z. B. statistische Funktio-nen, Kurvenanpassung, Interpolationund viele mehr, sondern auch spezielleControls zur Präsentation enthalten. Zu-dem sind diese Controls - im Gegensatzzu den in Visual Basic bereits enthalte-

nen grafischen Anzeigeelementen - füreine Hochgeschwindigkeits-Datener-fassung bezüglich der Darstellungs-geschwindigkeit und Funktion bestensgeeignet. Selbst ein 3D-Graph zur Ver-anschaulichung von Datenpunktbezie-hungen, mit der Möglichkeit des Zoo-mings und Pannings, ist bereits Bestand-teil von ComponentWorks.

Ausblick

Die Schlagworte der Zukunft heißen:Kontinuität, Wiederverwendbarkeit undLösungen. Konnte man in der Vergan-genheit die Anwender mit ellenlangenFeaturelisten beeindrucken, so ist heuteeine eindeutige Verlagerung in Rich-tung lösungsorientierter Ansätzen zuverzeichnen. Diese Sichtweise des Werk-zeugeinsatzes fordert die Hersteller zumHandeln heraus.Der Entwicklungsschwer-punkt von Measurement Studio vonNational Instruments berücksichtigt ge-nau diesen Trend. Bewährte Komponen-ten dieses Paketes wie LabWindows/CVIund ComponentWorks bewahren dieKontinuität und sichern so die Investi-tion ihrer Anwender für die Zukunft. (jj)

Literatur

[1] R. Jamal, H. Jaschinski: Virtuelle In-strumente in der Praxis VIP 2000 – Mess-technik , Hüthig GmbH

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