Windows 7系统在测试测量的应用

Windows 7系统在测试测量的应用

目前，基于计算机的测试测量与自动化应用成为工程的主流趋势，Windows 7，这样一个全新的计算机操作系统，又会为工程师们带来什么呢？本文将从这个角度出发，为大家展示如何有效利用Windows 7的强大特性来实现数据传输带宽、系统运算性能的提升，以及与前沿技术（例如，多核、64位、USB以及PCI Express总线）的融合，从而助力工程师实现更多新兴应用，超越无限。

微软最新推出的Windows 7系统则改进了之前Windows Vista系统中的众多特性：例如优化了系统安全性、大幅提升系统的响应与运行性能等，并且借助对软硬件兼容性的进一步改进，从而使它成为工程师实现测试测量应用的强大工具。

图1 Windows 7操作系统

USB提升数据传输带宽
针对USB总线，微软在Windows 7中提供更多令人惊喜的特性，例如，减少非必要的定时器、可选择的Hub悬挂以及降低计数时间等，从而提高了基于USB的测试测量设备的运行性能。根据最近的一次评估测试，相对于Windows XP，某USB总线的数据采集设备在总可传输带宽上达到了10%的提升。除此之外，在高速或者多功能I/O测量应用中，通过Windows 7操作系统和LabVIEW软件，可以实现高达20%的提升，如图2所示。

图2 使用CompactDAQ对Windows 7与Windows XP的传输带宽比较试验

多核技术
为了能够更好地利用多核技术，微软对Windows 7进行全新的底层设计，使其能够适应更多系统任务的并行运行。对于LabVIEW开发者而言，在一个应用程序中创建多个独立的任务并不复杂，最典型的一个例子就是我们可以很方便地在程序框图中直接画多个并行的循环，由于LabVIEW自身的并行特性，系统会自动将并行的代码创建新的线程，从而无须任何代码修改即可享受多核所带来的运算性能的提升，如图3所示。

图3 在LabVIEW中高效实现多线程编程

除了开发工具之外，对于测试测量应用而言，多核技术还意味着需要我们对硬件的驱动、数据处理分析等也要进行多线程化，对于多线程化的硬件驱动（例如NI-DAQmx），可以让工程师们不用任何手动或者底层的开发、修改与线程管理就能直接创建高效可靠的应用程序。使用LabVIEW与NI硬件平台实现的数据采集应用都可以通过Windows 7对多核的优化而进一步提高多核处理器的运算效率。

PCI Express
新一代的PCI Express技术，运用了点对点总线的拓扑架构，使每个仪器可以通过独立的通道向处理器传输数据，明显改善了传输数据的带宽，极小化了对内存的需求，并加快了数据流的传输。

将Windows 7与使用PCI Express总线的设备（例如NI X系列数据采集设备）整合在一起，相比传统的PCI总线，能够使数据采集吞吐量倍增。PCI Express技术运用点对点总线的拓扑架构，为测试测量应用提供了多个优点，包括每个设备的专用带宽，每个方向高达250MB的数据带宽，因此工程师和科学家能够采集更大规模的模拟、数字以及计数器信号。

64位系统
Windows 7是微软第三个支持64位处理器的操作系统，尽管32位的Windows版本目前依然是最流行的，但64位的硬件与软件已经准备就绪。在升级到Windows 7之前，用户需要对64位与32位之间的对比进行深入的了解，从而选择最合适的平台。全新的64位LabVIEW 2009是第一个对64位操作系统支持的LabVIEW版本。在64位软硬件系统上运行的测试程序可以使用相比32位更多的物理内存，从而允许程序进行更复杂的运算处理。除了内存的增加之外，在64位处理器上的新增寄存器可以提高应用程序的性能达20%；这样以来，一些高通道数以及高采样率的数据采集系统可以利用64位系统实现更快的数据处理与分析。

确保软硬件兼容
尽管Windows 7给予了我们美好的技术愿景，让我们可以实现以前无法实现的新兴应用，但是软硬件兼容的问题还是一直存在着的。在Windows Vista中就经常出现版本不兼容的问题，很多硬件设备都没有办法在新的操作系统中正常运行。

为了解决这个问题，全新的Windows 7除了一贯的“兼容模式”（即试图让应用程序“认为”自己在前版本的Windows中运行）之外，还利用了最新的虚拟化技术（Virtualization）。Windows 7中提供了一个全新的模式（可以把它叫作“Windows XP模式”），用户可以仿真出Windows XP系统。这样的做法，可以给LabVIEW开发者们一个最简单的机制去运行低版本的程序，从而有助于实现对以前代码的兼容。

总结
作为全新的操作系统和平台，Windows 7给予工程师带来了更快的运行速度、更大的数据传输带宽、更新的商业技术，从而让工程师能够进一步地创新，改变和优化整个世界！