《虚拟仪器设计》（4）虚拟仪器之“虚拟”含义：虚拟仪器面板；软件实现仪器功能。如：基于高速数据采集硬件、“虚通过计算机软件编程可实现“虚拟示波器虚拟频拟频谱仪”、“虚拟交流数字电压表”率计”、“虚拟相位计”等不同仪器。“软件即（5）因此，软件是虚拟仪器的核心，NI提出仪器"（The software is the instrument）第6页
《虚拟仪器设计》 第6页 ➢ （4）虚拟仪器之“虚拟”含义： ✓ 虚拟仪器面板； ✓ 软件实现仪器功能。如：基于高速数据采集硬件， 通过计算机软件编程可实现“虚拟示波器”、“虚 拟频谱仪”、“虚拟交流数字电压表”、“虚拟频 率计”、“虚拟相位计”等不同仪器。 ➢ （5）因此，软件是虚拟仪器的核心，NI 提出“软件即 仪器”（The software is the instrument）
《虚拟仪器设计》与传统仪器相比，虚拟仪器技术特点：（1）功能强、性价比高、开放性（可扩充性）好；充分利用计算机丰富的软硬资源仪器功能可通过软件灵活设计（基于相同的硬件，通过软件设计可实现不同的虚拟仪器）。仪器升级方便，性价比高（一机多用）基于计算机网络技术，可实现“网络化虚拟仪器”（2）操作方便：通过图形用户界面（GUI）操作虚拟仪器面板（3）硬件模块化、系列化基于仪器总线技术，设计出模块化、系列化硬件。第7页
《虚拟仪器设计》 第7页 ➢ 与传统仪器相比，虚拟仪器技术特点： ➢ （1）功能强、性价比高、开放性（可扩充性）好； ✓ 充分利用计算机丰富的软硬资源。 ✓ 仪器功能可通过软件灵活设计（基于相同的硬件， 通过软件设计可实现不同的虚拟仪器）。 ✓ 仪器升级方便，性价比高（一机多用）。 ✓ 基于计算机网络技术，可实现“网络化虚拟仪器”。 ➢ （2）操作方便； ✓ 通过图形用户界面（GUI）操作虚拟仪器面板。 ➢ （3）硬件模块化、系列化； ✓ 基于仪器总线技术，设计出模块化、系列化硬件
《虚拟仪器设计》虚拟仪器与传统仪器的比较：虚拟仪器比较内容传统仪器系统构成专用硬件系统软件和通用硬件。软件是关键开发时间长、技术要求开发时间短、技术要求低、系统通用开发周期高、系统功能较专性强开发费用开发与维修开销高软件使得开发和维护费用降至最低技术更新周期短（1~2年）长（5~10年）价格价格昂贵价格低、可复用与可重配置性强厂商定义仪器功能，刚功能可塑性用户定义仪器功能，柔性性封闭、固定系统开放性开放、灵活，与计算机技术同步发展构成复杂系统能易与网络及其他周边设备互连功能单一的独立设备力人机交互无限的显示选项、界面友好有限的显示选项第8页
《虚拟仪器设计》 第8页 比较内容 虚拟仪器 传统仪器 系统构成 软件和通用硬件。软件是关键 专用硬件系统 开发周期 开发时间短、技术要求低、系统通用 性强 开发时间长、技术要求 高、系统功能较专 一 开发费用 软件使得开发和维护费用降至最低 开发与维修开销高 技术更新周期 短（1~2年） 长（5~10年） 价格 价格低、可复用与可重配置性强 价格昂贵 功能可塑性 用户定义仪器功能，柔性 厂商定义仪器功能，刚 性 系统开放性 开放、灵活，与计算机技术同步发展 封闭、固定 构成复杂系统能 力 易与网络及其他周边设备互连 功能单一的独立设备 人机交互 无限的显示选项、界面友好 有限的显示选项 虚拟仪器与传统仪器的比较：
《虚拟仪器设计》1.2虚拟仪器的形成和发展1.虚拟仪器形成的背景（1）电子测量仪器(Electronic Instruments)及自动测试系统(Automatic Test System,ATS)的发展第一代电子仪器第二代电子仪器第三代电子仪器第四代电子仪器模块化计算机化数字化模拟仪器数字仪器智能仪器个人仪器第四代仪器系统计算机嵌入到仪器模块嵌入仪器中计算机中虚拟仪器及系统第三代测试系统第二代测试系统模拟式自动测试系统第一代测试系统标准化模块化数字化软件仪器自定义专用扫描模块化GPIB型仪器系统测试系统测试系统仪器系统特定设计专用型台式仪器积木型模块仪器集成型第9页
《虚拟仪器设计》 第9页 1.2 虚拟仪器的形成和发展 ◆ 1. 虚拟仪器形成的背景 ◆ （1）电子测量仪器(Electronic Instruments)及自动测 试系统(Automatic Test System, ATS)的发展 第一代测试系统 模拟仪器 第一代电子仪器 数字仪器 智能仪器 个人仪器 数字化 计算机化 模块化 第二代电子仪器 第三代电子仪器 第四代电子仪器 虚拟仪器 及系统 第四代仪器系统 软件仪器自定义 型 仪器模块嵌入 计算机中 计算机嵌入到 仪器中 扫描 测试系统 专用 测试系统 GPIB 仪器系统 模块化 仪器系统 数字化 标准化 模块化 模拟式自动测试系统 第二代测试系统 第三代测试系统 特定设计专用型 台式仪器积木型 模块仪器集成型
《虚拟仪器设计》（2）仪器与自动测试系统总线技术总线（bus）：信号或信息传输的公共路径。片内总线：微处理器芯片内连接内部各逻辑单元；片间总线：元件级总线（如典型的微机“三总线结构”）。还有串行总线，如：Motorola的SPI（SerialPeripheralInterface，串行外围接口）、Philips的PC（InterICbus，片间总线）、NS的MicroWire（串行同步双工通信接口）等。内总线：板级总线。如个人计算机的PC/XT、PCIAT、ISA、EISA、MCA、PCI，及工业控制的STD、VMECompatPCI，仪器与测量系统的CAMAC、VXIPXI等。外总线：外部通信总线。如RS-232/485、USB、IEEE1394、EPP、SCSI：现场总线CAN、LONworks、FF仪器与测量系统的GPIB、CAMAC、HP-IL、MXI等。第10页
《虚拟仪器设计》 第10页 ◆ （2）仪器与自动测试系统总线技术 ➢ 总线（bus）：信号或信息传输的公共路径。 ✓ 片内总线：微处理器芯片内连接内部各逻辑单元； ✓ 片间总线：元件级总线（如典型的微机“三总线结 构”）。还有串行总线，如：Motorola的SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围接口）、Philips的I 2C （Inter IC bus，片间总线）、NS的MicroWire（串行 同步双工通信接口）等。 ✓ 内总线：板级总线。如个人计算机的PC/XT、PC/AT、 ISA、EISA、MCA、PCI，及工业控制的STD、VME、 CompatPCI，仪器与测量系统的CAMAC、VXI、 PXI等。 ✓ 外总线：外部通信总线。如RS-232/485、USB、 IEEE1394、EPP、SCSI；现场总线CAN、LONworks、 FF；仪器与测量系统的GPIB、CAMAC、HP-IL、 MXI等