20多年的持續(xù)創(chuàng)新

20多年以后，當LabVIEW成為了工程師和科學家們的標準圖形化設計平臺，為其工程創(chuàng)新不斷提供源動力之時，LabVIEW的最初創(chuàng)始人們一定會回想起1.0版本誕生時他們對這一革命性的圖形化編程環(huán)境所抱有的期待和愿景……

1983年，NI的工程師們受到了電子制表軟件為金融領域帶來巨大便利的啟發(fā)，也決定著手發(fā)明一種同樣高效的工具，幫助工程師和科學家們簡化測試測量自動化項目的開發(fā)過程。

與此同時，蘋果公司推出的Macintosh計算機的一系列圖形化特性也為他們提供了嶄新的思路。他們發(fā)現(xiàn)，相對于輸入一串串的命令行進行操作，人們使用鼠標和圖形化界面時所發(fā)揮的創(chuàng)造力和高效率是前所未有的，因此“圖形化”編程理念成為了LabVIEW最根本的核心。

LabVIEW從最初就被設計為一種強大的高層架構型編程語言，自1986年1.0版誕生以來，縱觀其20多年的發(fā)展（圖1），可以發(fā)現(xiàn)，每次LabVIEW的主要升級版本的發(fā)布都包含了很多全新的特性。

圖1 LabVIEW 20多年的持續(xù)創(chuàng)新
LabVIEW 3.0首次實現(xiàn)了多平臺兼容的特性，保證相同的代碼可以運行在多個操作系統(tǒng)中；LabVIEW 5則推出了實時（Real Time）模塊，允許工程師們將在主機上開發(fā)的LabVIEW代碼進行自動編譯，使其運行在實時硬件對象中。通過降低在實時系統(tǒng)中部署代碼的復雜度，這個創(chuàng)新的理念幫助工程師以一種更方便的方式進行控制應用的開發(fā)；而LabVIEW 7與FPGA技術的結合則又是該理念的進一步升華，從而讓不具備VHDL編程經(jīng)驗的工程師們也同樣可以進行硬件設計，并且LabVIEW本質上的數(shù)據(jù)流并行性非常符合FPGA并行電路特性，在此基礎上可以達到很好的空間利用和定時性能；LabVIEW 8.2作為20周年的紀念版，首次推出了中文版，使中國工程師們也能用自己的母語編程，最大程度地提升開發(fā)效率；最新的LabVIEW 8.5則更為多核處理器技術提供了強有力的支持，同時也推出了基于UML語言規(guī)范的狀態(tài)圖設計模塊。綜合而言，LabVIEW通過不斷地融入最新商業(yè)可用技術（圖2），讓使用者無需花費過多的精力去學習每個技術的細節(jié)就可以直接使用，提升了系統(tǒng)的性能，保證了工程師們長期的投資。

圖2 LabVIEW不斷融入最新商業(yè)可用技術
經(jīng)過這一路20多年的持續(xù)創(chuàng)新，LabVIEW憑其核心的圖形化編程理念，突破了原先數(shù)據(jù)采集與儀器控制的應用領域，蛻變?yōu)樵O計、控制與測試的圖形化系統(tǒng)設計標準平臺，其強大的特性（詳全的專業(yè)附加工具包、靈活多樣的計算模型、從PC、FPGA到芯片級的運行平臺等）進一步幫助工程師在同一個LabVIEW平臺上集成從設計、原型到發(fā)布的全過程，全面提高整個工程流程的效率。

強大的圖形化設計平臺

詳全的專業(yè)附加工具包

我們知道，作為功能強大的圖形化系統(tǒng)設計平臺，LabVIEW所涉及的應用領域變得越來越廣泛，因此為了讓不同應用領域的工程師們都能以一種更靈活的方式來使用LabVIEW進行系統(tǒng)開發(fā)，安裝附加工具包成為了一個很好的解決方法。

無論是信號處理、自動化測試、工業(yè)控制還是嵌入式設計等等，LabVIEW都提供了專業(yè)的附加工具包，從而方便工程師們通過靈活的組合實現(xiàn)高效的開發(fā)。

例如，僅僅在信號處理方面，LabVIEW就提供了聲音與振動分析套件（倍頻程及階次分析等）、調制工具包（AM、FM、ASK、QAM等調制算法）、頻譜測量工具包（星座圖、I-Q數(shù)字解調等）、數(shù)字濾波器設計工具包以及高級信號處理工具包（時頻聯(lián)合分析、小波分析等等）。與其它編程語言有所不同，這些LabVIEW工具包將各自專業(yè)領域的算法和程序進行了優(yōu)化的封裝，讓工程師通過直接調用其中的子VI（甚至僅僅通過簡單的配置）得到相應的分析結果，大大減少了開發(fā)的時間和精力。

值得一提的是，除了NI官方提供的附加工具包以外，LabVIEW愛好者們也會共享一些自己編寫的小型工具包，幫助LabVIEW應用在更多更廣的領域。這種類似于Wiki百科的大規(guī)模協(xié)作的發(fā)展模式使LabVIEW能夠以一種更積極、開放的方式不斷發(fā)展創(chuàng)新。

靈活多樣的計算模型

計算模型，簡而言之，是一種用于描述軟件模塊功能的表達方式，在學術界這個術語一直被用來抽象定義計算機系統(tǒng)。由于不同的計算模型在不同領域和場合的應用上往往都存在相對的優(yōu)勢和劣勢，為了實現(xiàn)圖形化系統(tǒng)設計的遠景目標，LabVIEW必須具備使用不同計算模型進行編程的能力，而讓我們欣喜的是，這個想法已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)實。

如今的LabVIEW已經(jīng)不再僅限于數(shù)據(jù)流編程這一種方式，它還包括了可以通過DLL將C或Java等文本語言直接調用，使用Mathscript節(jié)點實現(xiàn)文本數(shù)學編程，在LabVIEW下進行仿真建模以及使用基于UML規(guī)范的狀態(tài)圖實現(xiàn)高抽象層的系統(tǒng)架構等等。這些靈活多樣的計算模型允許工程師們根據(jù)不同的應用領域選擇最為合適的一種進行開發(fā)，一方面能夠讓工程師們使用他們熟悉的計算模型進行開發(fā)，另一方面，又可以充分利用其它計算模型的優(yōu)勢和特性，實現(xiàn)系統(tǒng)級開發(fā)的效率最優(yōu)。

例如，LabVIEW用戶在設計一個激光控制系統(tǒng)時，可以使用狀態(tài)圖來定義狀態(tài)，使用數(shù)據(jù)流方式在FPGA芯片中實現(xiàn)控制邏輯，并使用仿真模型來對激光進行動態(tài)仿真?？梢?，這種“采各家之長”的理念，讓LabVIEW甚至超越了編程語言的范疇，成為了更高層的系統(tǒng)級的設計平臺。

從PC、FPGA到芯片級的運行平臺

自LabVIEW誕生以來，NI的工程師們就有一個夢想，希望能夠將LabVIEW的代碼“編譯直接下載到目標硬件”中，但在當時他們并不清楚如何將其變?yōu)楝F(xiàn)實。

2005年推出的LabVIEW 8中為分布在不同計算目標上的各種應用程序的開發(fā)與發(fā)布提供了有力的支持。這種“分布式智能”的架構使相同的LabVIEW代碼可以下載到不同的硬件平臺中運行，而這正是實現(xiàn)上述夢想的一個基礎條件。

如今的LabVIEW已經(jīng)可以通過不同的模塊將代碼下載到從PC、FPGA到芯片級的硬件平臺中，這個特性使工程師們在產(chǎn)品設計、原型到發(fā)布三個過程中都能利用相同的代碼，減少了代碼移植所帶來的風險和問題。

其中，LabVIEW與FPGA的完美結合是最為靚麗的一抹。FPGA作為一種主流的技術，它通常需要使用VHDL這樣的硬件語言來開發(fā)，這種語言需要很長的學習時間，以及深厚的硬件技術背景，“進入門檻”相對較高。而LabVIEW本身并行化的編程方式允許工程師們能以直觀的方式來實現(xiàn)FPGA的邏輯功能（圖3），因此無需VHDL就可以讓更多的工程師都能得益于FPGA技術。