20多年的持續(xù)創(chuàng)新
　　20多年以后，當(dāng)LabVIEW成為了工程師和科學(xué)家們的標(biāo)準(zhǔn)圖形化設(shè)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(lǐng)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(xué)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(jī)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(jìn)行操作，人們使用鼠標(biāo)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(shè)計為一種強(qiáng)大的高層架構(gòu)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(jī)上開發(fā)的LabVIEW代碼進(jìn)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(fù)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(jìn)行控制應(yīng)用的開發(fā)；而LabVIEW 7與FPGA技術(shù)的結(jié)合則又是該理念的進(jìn)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(jìn)行硬件設(shè)計，并且LabVIEW本質(zhì)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(chǔ)上可以達(dá)到很好的空間利用和定時性能；LabVIEW 8.2作為20周年的紀(jì)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(shù)提供了強(qiáng)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(shè)計模塊。綜合而言，LabVIEW通過不斷地融入最新商業(yè)可用技術(shù)（圖2），讓使用者無需花費過多的精力去學(xué)習(xí)每個技術(shù)的細(xì)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(shù)

　　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(yīng)用領(lǐng)域，蛻變?yōu)樵O(shè)計、控制與測試的圖形化系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)平臺，其強(qiáng)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(jìn)一步幫助工程師在同一個LabVIEW平臺上集成從設(shè)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(qiáng)大的圖形化設(shè)計平臺 詳全的專業(yè)附加工具包
　　我們知道，作為功能強(qiáng)大的圖形化系統(tǒng)設(shè)計平臺，LabVIEW所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越廣泛，因此為了讓不同應(yīng)用領(lǐng)域的工程師們都能以一種更靈活的方式來使用LabVIEW進(jìn)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(shè)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(diào)制工具包（AM、FM、ASK、QAM等調(diào)制算法）、頻譜測量工具包（星座圖、I-Q數(shù)字解調(diào)等）、數(shù)字濾波器設(shè)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(lǐng)域的算法和程序進(jìn)行了優(yōu)化的封裝，讓工程師通過直接調(diào)用其中的子VI（甚至僅僅通過簡單的配置）得到相應(yīng)的分析結(jié)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(yīng)用在更多更廣的領(lǐng)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(dá)方式，在學(xué)術(shù)界這個術(shù)語一直被用來抽象定義計算機(jī)系統(tǒng)。由于不同的計算模型在不同領(lǐng)域和場合的應(yīng)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(shè)計的遠(yuǎn)景目標(biāo)，LabVIEW必須具備使用不同計算模型進(jìn)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(diào)用，使用Mathscript節(jié)點實現(xiàn)文本數(shù)學(xué)編程，在LabVIEW下進(jìn)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(gòu)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(yīng)用領(lǐng)域選擇最為合適的一種進(jìn)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(jìn)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(shè)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(jìn)行動態(tài)仿真。可見，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(shè)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?qū)abVIEW的代碼“編譯直接下載到目標(biāo)硬件”中，但在當(dāng)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(biāo)上的各種應(yīng)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(gòu)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(chǔ)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(shè)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(fēng)險和問題。
　　其中，LabVIEW與FPGA的完美結(jié)合是最為靚麗的一抹。FPGA作為一種主流的技術(shù)，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(xué)習(xí)時間，以及深厚的硬件技術(shù)背景，“進(jìn)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(shù)。

圖3  LabVIEW簡化FPGA的開發(fā)過程

　　除FPGA之外，最新版的LabVIEW還能夠?qū)⒋a運行于各種其它嵌入式平臺中，包括工業(yè)觸摸屏、ADI Blackfin微處理器、DSP芯片以及基于ARM的微控制器等等。因此，可以預(yù)見的是，將LabVIEW代碼“下載到任何目標(biāo)硬件”的時代已不再遙遠(yuǎn)。

圖4 強(qiáng)大的LabVIEW圖形化設(shè)計平臺

　　最后，當(dāng)我們從開發(fā)平臺的角度（圖4）再來審視一下LabVIEW上述這三個重要特性時，我們會發(fā)現(xiàn)，詳全的附加工具包讓工程師們能夠在具備特定應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識和計算功能的同時，也能享受到圖形化編程所帶來的各種便利；而靈活多樣的計算模型則使LabVIEW超越其它編程語言、成為系統(tǒng)級設(shè)計平臺的一個必要條件；最后，通過LabVIEW各種模塊來實現(xiàn)不同硬件的代碼部署，工程師們可以在產(chǎn)品設(shè)計、原型到生產(chǎn)這些不同的階段都能使用統(tǒng)一的開發(fā)平臺，保證了代碼的長期投資。
　　LabVIEW助力工程創(chuàng)新
　　如今的LabVIEW在測試、測量與自動化領(lǐng)域已經(jīng)處于“無處不在”的領(lǐng)先地位，幫助工程師和科學(xué)家們高效地完成各自的應(yīng)用，實現(xiàn)工程創(chuàng)新：
　　美國伊利諾伊大學(xué)（University of Illinois）的工程系學(xué)生們使用LabVIEW設(shè)計了世界上第一臺可以用人的思維去控制的輪椅（圖5）。借助LabVIEW強(qiáng)大的信號合成、頻譜分析以及數(shù)字信號處理功能，他們高效地開發(fā)了復(fù)雜的算法將神經(jīng)信號翻譯成控制命令，創(chuàng)造性地為殘疾人提供了福音。

圖5 使用LabVIEW設(shè)計世界第一臺用思維控制的輪椅

　　世界上最大的粒子物理實驗室CERN，是一個致力于研究物質(zhì)的基本構(gòu)成及物質(zhì)間的相互作用的研究組織。選用LabVIEW以及FPGA模塊，CERN成功開發(fā)了基于FPGA的運行控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了在世界上最強(qiáng)大的粒子加速度器-大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）上進(jìn)行實時測量與控制大量組件位置，從粒子束核心中吸收粒子能量，同時也確保了可靠性和精確性。利用LabVIEW FPGA，使得他們可以快速地整合所需的功能，省卻了不必要的成本和學(xué)習(xí)周期，降低了系統(tǒng)對人力資源的需求。
　　與此同時，在消費電子（iphone的產(chǎn)線測試）、汽車電子（BMW氫能7系硬件在環(huán)測試）、航空航天（波音飛機(jī)噪聲定位測試）、石油化工（Nexans公司石油勘察系統(tǒng)）、綠色工程（加州大學(xué)對哥斯達(dá)黎加進(jìn)行雨林環(huán)境監(jiān)測）等等領(lǐng)域，LabVIEW也都扮演著舉足輕重的角色，甚至于2008年北京奧運會的“鳥巢”與“水立方”體育場健康監(jiān)測系統(tǒng)都是用LabVIEW來開發(fā)完成的。
　　我們欣喜地看到，LabVIEW正與工程師們一起，合力創(chuàng)造一個更好的工程世界！
　　展望 那么，未來的LabVIEW將如何發(fā)展？
　　對于這個問題，讓我們先從多核處理器技術(shù)談起。眾所周知，由于芯片能耗與熱效應(yīng)的限制，芯片制造商已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向全新的芯片結(jié)構(gòu)，那就是多核技術(shù)。以往，當(dāng)電腦升級到一個更快速的CPU后，也就意味著每一條獨立指令的運行速度都會加快。而如今使用多核之后，如果要想繼續(xù)提高性能，開發(fā)者就需要開發(fā)一個并行程序來取代順序程序。然而這對于許多習(xí)慣于開發(fā)單線程應(yīng)用的開發(fā)者來說是一個極大的挑戰(zhàn)，他們需要專門的語義創(chuàng)建和管理線程，并且在線程安全方式下進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。
　　相比之下，LabVIEW由于其本身就是一種并行的編程結(jié)構(gòu)，因此非常適合于創(chuàng)建并行的多線程應(yīng)用；而在LabVIEW 5時就開始支持多線程，編譯器可以自動識別線程并創(chuàng)建線程到不同的任務(wù)和循環(huán)上，再由操作系統(tǒng)分配到不同的核上運行（圖6）。

圖6 LabVIEW本身就是自動多線程的編程語言

　　為了更好地與多核技術(shù)完美結(jié)合，LabVIEW 8.5還針對性地提供了更多的特性：例如工程師可以根據(jù)自己需求手動設(shè)置線程運行在特定的核上，將時間確定性要求苛刻的采集與控制任務(wù)放在單獨的核上運行，而將對確定性要求不高的界面響應(yīng)、數(shù)據(jù)錄入等任務(wù)放在另外一個核上運行（圖7）。

圖7 LabVIEW 允許用戶手動分配線程在指定的核上運行

　　縱觀LabVIEW的前世今生，我們可以很明顯地感受到，新的技術(shù)的不斷吸收和融合，是推動LabVIEW飛躍發(fā)展的源動力，多核處理器技術(shù)就是其中最為典型的一例。而這些主流的商業(yè)可用技術(shù)將向更多新的應(yīng)用領(lǐng)域敞開大門，從而開啟一個又一個新的紀(jì)元。
　　那么，當(dāng)我們在真切地感受到了如今LabVIEW強(qiáng)大的功能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域的同時，對于它的未來，您是否也和我一樣，留有著更多的興奮與期待呢？