日前，美国国家仪器有限公司（简称 NI ）在上海举办了以“绿色应用，科技共享”为主题的NI Days 2008全球图形化系统设计盛会。这次会议涵盖了绿色、教育、安全等应用，并涉及了可再生能源、医疗等新兴领域，提供了多项系统演示以及围绕五大主题的多个技术讲座。
在此次会议上，NI海外市场总监Dave Wilson先生提出的“要解决问题，首先要量化问题”策略贯穿始终。他认为，工程师目前需要面对很多问题和挑战，他们需要更多的工具和能力来解决问题。而面对 多核 、FPGA等更多的新硬件技术，如何将硬件更好的应用到系统方案中，并简化新技术带来的使用障碍，解决工程师各种各样的应用问题，是软件工具提供商所面临的最大挑战。在众多广泛的应用领域中，工程师有责任解决所有这些棘手问题，而NI的责任就是提供一个平台，帮助工程师量化问题，简化解决问题的过程。
优化软件解决多核问题
多核架构无疑是目前系统设计主流的发展方向，也是这次NI Days上最受关注的话题之一。现在，越来越多的多核系统开始面市，到2010年，接近100%的系统都将采用多核架构。强大的处理器能力同时带来了机遇和挑战，单核时不需要做任何软件上的改动，系统可自动升级性能。而多核时编程人员需要管理任务，将线程分配到不同的内核。如何更好的分配线程，充分利用多核硬件性能，以及更简便的重用多核硬件架构，都是工程师需要面对的很大挑战。
此次NI Days上展示了NI日前发布的最新版本软件 LabVIEW 8.6，它基于图形化编程固有的并行特性，提供新工具以帮助充分利用多核处理器及现场可编程门阵列(FPGA)的优势。Dave Wilson先生表示，LabVIEW诞生二十年中，其结构发生了巨大的变化，但其固有的并行结构和多线程技术使LabVIEW现在可以很好的处理多核问题。通过多核，LabVIEW可以让系统运行的更快速。
与NI反复强调的观点“简化技术的复杂性”不谋而合的是，面向多核架构时，LabVIEW软件提供了超过1200个针对多核技术优化的分析函数，可缩短编译时间、快速集成已有IP核等FPGA特性，从而进一步缩短开发时间，提高复杂应用的吞吐量。对此，Dave Wilson先生表示数学是解决这一切问题的基础与关键，而中国对于NI是一个很特殊的环境，非常重视数学教育，有很多数学领域方面的专家和人才。这也正是LabVIEW可提供快速数学计算和信号处理性能的原因所在。
正如Dave Wilson先生反复强调的“量化问题，解决问题”策略一样，在多核设计中如何量化问题分配任务更为关键。据NI中国研发部信号处理组资深软件工程师陈东在技术讲座中介绍，应用LabVIEW软件开发多核系统时，NI首先会根据客户需求，寻找并发性和并行性；之后需要确定算法结构，将任务和数据进行分解，这中间会涉及其它性能分析工具；最后进行代码实现。其中数据拆分是最为复杂的部分，需要根据处理器内核数量，将数据拆分为平衡流水线方式，以最大的利用内核性能。在面对多个子VI时，LabVIEW可自动管理VI调用，避免造成系统竞争问题，而且提供的可重入VI特性，可以并行执行多个定制的子例程。
会上，NI中国市场部经理朱君女士还提出了“软件自定义的XYZ”概念。这一概念表示目前越来越多的应用都已经在使用软件定义（如iphone），只有这样才可以更好的重用硬件，以达到快速上市。所以更多的工程师采用以软件为中心的测试方案，以跟上产品更新的速度，并将测试融合到产品设计当中，确保产品质量和设计水准。NI通过发布最新的软件来解决设计问题，朱君女士表示，软件是最靠近用户的一端，而一个好的软件不但要有内在很好的函数，也要能很好的兼容新的技术，连接不同的IO。LabVIEW是数据流的编程语言，是并行程序，可自动产生多线程。NI支持多线程已有10年历史，多核技术出现后，NI工程师将精力集中在如何优化函数性能，减低使用新技术的复杂性。而未来的应用只会越来越快速，需要加入更多的处理器内核以避免发生任务和线程的竞争。对于工程师来说，多核是十分必要的技术，也是未来发展的趋势。LabVIEW以其天生的并行架构，十分契合并行硬件架构的使用，而如果使用单线程软件来解决这些问题，工程师需要进行大量的编程以满足任务需求。
综合新技术提供丰富解决方案
此次NI Days上还展示了众多采用各项新技术且结合NI软件工具的解决方案。这些解决方案遍布建筑、能源、环保、自动化、无线应用等多个不同领域，涉及了NI传统的PXI express技术、ComPACtRIO平台、LabVIEW软件以及新的多核特性，将NI软件平台的高度灵活性和强大的控制性展露无遗。
例如被上海市政府列为“一号工程”的东海大桥，其大桥健康监测系统就采用了 NI 的PXI平台和动态信号采集卡组合而成的多通道数据采集系统，对大桥多个位置的不同参数进行监测，并结合GPS系统，保证数据的同步采集和监测。
另外，今年北京奥运会的中心建筑鸟巢和水立方，也采用了NI的建筑物健康监测方案，利用具有实时确定性和可扩展性的ComPACtRIO平台，进行结构模型验证和重要事件监测等责任。而NI的系统联盟商CGM Engineering在CompaCTRIO和 LabVIEW 平台的基础上开发了鸟巢的在线监测系统，通过对鸟巢进行地震监测来验证结构模型，同时也利用了GPS技术，通过精确时钟信号来进行同步。
而在哥斯达黎加北部的热带雨林中进行的二氧化碳交换监测，是NI技术在绿色环保应用方面具有代表性的体现之一。该监测系统通过测量在森林底部和大气之间的二氧化碳交换，以便更好地理解温室气体排放对环境的影响。系统中包括NI LabVIEW软件、LabVIEW实时模块、FPGA模块及CompactRIO平台，并结合了UCLA部署的无线传感器系统以完成一系列环境数据采集和测量。同时朱君女士表示，利用UCLA的无线传感器系统及LabVIEW软件结合，可以将能源监测从热带雨林带入到现代楼宇能源监测中，高密度、灵活的监测用电情况。目前这项技术已被洛杉矶政府所采用并开始实施。NI此次将这个系统应用到NI上海办公区中，并在今年NI Days主题演讲中演示了该系统，希望也能在中国得到应用，这也正如NI一直强调的，采用更新的技术，通过更多应用来解决世界问题。
对于 LabVIEW软件应对 多核 架构最好的诠释，莫过于NI参与的欧洲极大望远镜项目。欧洲极大望远镜主镜面直径达42米，采用分片式的结构，由984块六边形的小镜片拼接而成，而每个小镜片由6个传感器进行监测，由3个马达进行位置控制。为了保证望远镜的精密度，小镜片需要同时进行微调控制，且需要每秒进行几百到上千次的监测与控制。由于该系统的所需的高复杂度控制以及海量的数据计算，只有多核才能达到需求。对于复杂的架构和高密度任务分配，NI利用 LabVIEW自动多线程特性，以及数据并行和流水线并行技术，优化了算法结构，实现了并行计算，使多核微调控制循环周期接近1毫秒，充分挖掘发挥了多核计算系统的性能优势。
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