面向虚拟仪器的DFVPL:LabScene的自动连线

针对目前大多数数据流可视化编程语言(DFVPL)不提供自动连线或者提供的自动连线对用户在连线过程中的设计意图表达不够准确的情况,提出了面向虚拟仪器领域的DFV-PL的自动连线框架。通过有机地整合连线距离、逻辑关系、类型匹配等诸多因素,并利用生成虚拟仪器软件的逻辑顺序设计了自动连线方法。此设计已在自主研制的面向虚拟仪器开发的DFVPL:LabScene中实现,并可作为其他领域的DFVPL自动连线设计的参考。

事件触发并发数据流模型

DHDF(动态纯数据流)是许多图形化编程平台的核心.由于它的自然属性(数据驱动)与操作系统事件驱动模型不能很好地结合,导致了两个明显的不足:运行效率低,CPU占用率高;对外部事件响应速度慢,系统实时性差.提出了一种ECDF(事件触发并发数据流)模型,并给出了该模型的文法描述以及调度算法.ECDF模型通过引入多优先级线程以及事件触发机制,在很大程度上提高了系统的实时性与运行效率.以测试系统为背景,对有关应用实例进行测试与分析,结果表明,与DHDF模型相比,ECDF模型使系统的性能在不同条件下都得到了相应的提高.该模型特别适用于处理突发性高速数据流,也适用于Reactive系统设计.

面向虚拟仪器的图形化语言开发环境设计

E语言是一种用于描述虚拟仪器系统的可视化(图形化)语言。与其它基于纯数据流(DHDF)的可视化语言不同,它是基于事件触发并发数据流模型(ECDF)的,具有较高的运行效率和更好的实时性。以该可视化语言为基础,文中介绍了一个可视化开发环境DEE。通过该可视化开发环境,组建一个测控系统就像画一个流程图或连接几台仪器那么简单。与其它可视化开发环境相比,它不仅易于被用户所掌握、具有更好的兼容性,更重要的是它能够开发在其他可视化平台中不能完成的中断驱动和多线程应用。文中不仅介绍了可视化开发环境主要框架结构以及与E语言特点相关的驱动程序结构,而且还描述了程序编辑器和画线算法。

语法制导生成的虚拟仪器开发平台

如何以一种与特殊的图形用户接口无关的形式一致地描述数据流可视化编程语言及其开发平台,成为虚拟仪器开发平台自动生成的主要问题。该文以自主研制的开发平台LabScene为例,形式化地描述其中最主要的3个部分:编辑,运行,调试,把这些形式化的描述翻译成C#语言,实现自动生成,为以非数据流为核心的虚拟仪器开发平台的自动生成提供参考依据。

数据流可视化语言的运行模型

提出了基于事件的异步运行模型(EADF),并给出了该模型的文法描述、调度算法以及在自主研制的面向虚拟仪器领域的DFVPL:LabScene2.0中的实现方法。以地面核磁共振找水仪的仿真系统为实例进行了分析说明。基于EADF的DFVPL减少了程序员在并行计算上的设计,对于可静态规划的循环、计算量大的运算、网络和本地I/O资源的获取上性能有显著的提高。

数据流可视化语言LabScene的连线设计

连线作为数据流可视化语言编辑器的重要组成部分,一方面要表示逻辑上的数据依赖关系,另一方面自身要以容易理解的物理形式展示出来。为了有机地整合这两个属性,该文提出了线树的概念,利用线树的结构表示逻辑属性,线树的节点表示物理属性,使得两个属性既相互关联又相互独立,从而为解析运行提供完整的逻辑信息且容易进行编辑和优化。该设计已在面向虚拟仪器开发的数据流可视化语言LabScene中实现。

单率异步数据流语言的RTL文法设计

数据流语言是面向虚拟仪器的可视化编程环境的核心 .为了使这些基于数据流的编程环境能够应用到实时系统设计中 ,必须引入一种严格定义的实时文法 .RTL文法适合描述数据流语言 ,但是异步节点的表述问题以及时间基准选择问题并未解决 .提出了一种用于描述单率、异步数据流语言的 RTL文法 .该文法中引入传输事件常量与状态谓词 (state predicates)解决了异步节点的