可重構虛擬儀器理論及技術研究.pdf

1、可重構虛擬儀器是工業(yè)生產(chǎn)和科研領域中測量儀器的研究熱點和發(fā)展趨勢,不但可以實現(xiàn)構件化技術、虛擬儀器技術、測試總線技術、信號處理技術以及人機界面技術等的融合,而且通過測量資源的動態(tài)添加、動態(tài)互聯(lián)以及動態(tài)重構實現(xiàn)終端用戶自定義測量儀器的功能。但是,測試需求的改變對于測量資源提出了動態(tài)性、演化性和可重構性的要求。本文從理論和實踐兩方面對可重構虛擬儀器的若干問題進行了研究,其主要的研究工作及成果體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　第一,針對傳統(tǒng)儀器

2、中硬件決定儀器功能帶來的測量儀器功能單一、靈活性差的問題,在以數(shù)據(jù)為中心的測量標準模型和現(xiàn)場可編程虛擬儀器內(nèi)核模型的基礎上提出了可重構虛擬儀器的總體結構模型,采用基于構件的裝配方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的編譯方式,解決了虛擬儀器系統(tǒng)的在線重構問題。
　　第二,針對現(xiàn)場可編程虛擬儀器內(nèi)核(Field Programmable Virtual Instrument, FPVI)中測量資源的標準化接口描述和動態(tài)管理問題,提出了現(xiàn)場可編程虛擬儀器內(nèi)核的

3、軟件體系結構以及核心模型,從編程、表示和實現(xiàn)的角度研究了構件以及連接件的模型,解決了測量資源的統(tǒng)一描述和管理問題;提出了基于可達矩陣的軟件體系結構演化模型,研究了用戶重構過程對于體系結構的影響和波及效應。
　　第三,針對虛擬儀器的動態(tài)重構配置管理平臺提出的重構性能和安全性的要求,分析了虛擬儀器動態(tài)重構過程,提出了基于反射的動態(tài)重構管理模型;研究了虛擬儀器系統(tǒng)重構過程應滿足的約束,給出了行為一致性的定義,分析了保證系統(tǒng)行為一致性的算

4、法模型,設計了具體的重構意圖算法,提高了虛擬儀器系統(tǒng)的重構性能,保證了重構過程的安全性。
　　第四,針對可重構虛擬儀器測量資源的標準化描述和擴展問題,從邏輯管腳顯示層、芯片應用層以及芯片邏輯連接關系層的角度研究了可重構虛擬儀器系統(tǒng)各組成部分的形式化規(guī)約以及描述規(guī)范,提出了可重構虛擬儀器語言(XML-Based Virtual Instrument Markup Language,XVIML)的整體結構模型和動態(tài)解析模型,實現(xiàn)了可重