德思特Spectrum控制中心为数字化仪提供强大的软件支持

尽管模块化数字化仪或者数字化仪板卡本身就可以被认为是计算机硬件，但是为了将其集成到主机计算机系统中，还需要合适的固件和软件。数字化仪内部使用嵌入式固件，并需要主机的设备驱动程序、维护软件和操作应用程序来控制、查看和传输数模转换器的数据。软件可以由我们提供，也可以根据客户需要自行定制开发，今天德思特为您介绍模块化数字化仪的软件支持。

 

一、设备驱动

图1：数字化仪设备驱动程序支持常见的操作系统，并提供一个通用接口供各种编程语言和第三方分析和控制软件使用

设备驱动程序往往是最基本的软件支持需求，这通常由数字化仪的设备制造商提供。设备驱动程序允许主机与硬件设备交互，成为操作系统和软件应用程序之间沟通的桥梁。驱动程序实现了通信建立、命令收发和数据传输的接口。现在已经没有现代操作系统会让你在缺少专用底层内核驱动程序的情况下直接访问硬件了。对于Windows 64位操作系统，这甚至需要由授权公司签名的专用内核驱动程序。图1显示了德思特提供的用于支持其所有数字化仪的设备驱动程序的概念框图。

驱动程序提供了一个通用且快速的应用程序接口（API），用于使用数字化仪的全部硬件功能。德思特提供的驱动程序API对于所有受支持的操作系统都是相同的，包括32位或64位版本的Windows和Linux。基于这个驱动程序，用户可以使用常用编程语言编写自己的程序。此外，同样是这个驱动程序还支持德思特提供的SBench 6操作软件，以及其他常用的第三方分析和控制程序，比如LabVIEW和MATLAB。

我们的同一核心驱动程序可用于多种类型的数字化仪，并且支持多种操作系统、编程语言和第三方应用程序。这将会是您选择数字化仪的理想目标，因为它提供了测量操作的巨大灵活性。

 

二、操作软件

图2：一个操作软件的例子（SBench 6），可以实时控制数字化仪、查看和分析数据

大部分成熟的数字化仪供应商都提供某种形式的操作软件来控制数字化仪并允许查看和传输数据。德思特也不例外，我们提供了SBench 6，这是一个包含数据采集、控制和分析于一体的程序。其界面示例如图2所示。它使您可以控制数字化仪的绝大部分功能，例如采集并显示数据，对获取的数据进行测量，并管理数据传输参数。在该图中，我们捕获到了一个超音波脉冲信号，在右侧对其进行了快速傅立叶变换（FFT），左侧有振幅、脉冲持续时间和频率的测量结果。

德思特提供软件的分析功能包括FFT、平均值、滤波和直方图，可以使用游标或内置测量参数进行测量。在此示例中，游标用于测量脉冲爆发持续时间，而自动测量参数用于测量频率、最大值、最小值和峰峰值幅度。在显示方面，该软件支持多种显示形式，可以单独显示数据，也可以在同一个坐标轴上绘制相关波形，还可以使用X-Y图形式进行交叉绘图。

像这种的操作软件使检查数字化仪是否正常工作变得非常容易。它同时也能验证各种功能包括获取模式的设置是否正常。一旦验证通过，就可以将其转移到所需的编程开发环境中。还有非常重要的一点就是，该软件可以作为回放控制台查看以前获取到的数据的控制台，用于验证数据、对比、和进行额外测量或进一步分析。

 

三、控制与维护软件

德思特的Spectrum控制中心是一个强大的软件工具，会随数字化仪硬件一起提供，并将所有的硬件维护功能集到了一起。它可以作为独立的应用程序在Windows或Linux下运行，软件中提供了以下功能：

硬件配置- 控制中心显示关于我们数字化仪硬件的详细信息，包括板卡类型、序列号、生产日期和校准日期、固件版本以及硬件的所有特性。

安装模拟演示卡- 控制中心可以安装模拟演示卡，这些演示卡包括了模拟数据的生成，并允许测试所有软件，包括SBench软件、用户应用程序以及LabVIEW等第三方产品的驱动和测试程序。

调试日志– 数字化仪板卡、驱动程序和固件版本、所有命令序列和其他信息都可以记录到ASCII文件中，以便更好地诊断问题所在，并提供产品技术支持。

可选软件许可证管理- 可以在现场安装SBench 6升级以及M2i/M3i/M4i系列数字化仪的可选固件功能（不需要修改硬件）的许可证。

固件升级- 使用增强功能和错误修复补丁更新数字化仪的嵌入式固件。

校准- 控制中心还提供了访问德思特数字化仪板卡自校准流程的简便方法。

内存测试- 使用随机数据对德思特数字化仪板卡的板载内存进行测试，以确保其正常工作。任何读取或写入错误都会被记录下来。

传输速度测试- 测量当前系统中已安装的数字化仪板卡的总线传输速度。这为您提供了一个性能指标，并显示出不同缓冲设置下可以达到的持续数据速率。

连续内存- 连续内存通过在系统启动时预留一个连续的内存缓冲区来提高传输速率（最多可提高30%）。

发现功能- 发现功能可以帮助您在局域网上找到可适用于您计算机的德思特LXI仪器设备，比如digitizerNETBox系列数字化仪。它还将查找局域网上任何安装了Spectrum远程服务器以及德思特数字化仪板卡产品的机器。
 

图:3：Spectrum控制中心的用户界面，该界面可访问各种硬件维护功能

四、第三方软件支持

部分数字化仪用户更喜欢使用第三方提供的分析和控制程序以及相关工具软件。这可能是由于用户对该工具有更好的个人了解，或者是因为它提供了一些特殊的功能。大多数数字化仪制造商会以各种不同的方式支持这些程序。其中，德思特为最常见的第三方程序提供了广泛的支持，这些第三方程序包括LabVIEW、LabWIndows/CVI和MATLAB。
 

1.LabVIEW

NI公司的LabVIEW是最常见的图形化编程语言之一，常用于测量应用领域，该软件通过我们提供的专用的LabVIEW驱动程序得到很好的支持。这个驱动程序将不同的数字化仪功能组合成功能块，并在LabVIEW中提供它们。LabVIEW驱动程序包中还包含多个不同的库和一些公开的示例虚拟仪器（Vi），以便展示驱动程序的正确使用方法。除了这些库之外，所有的通用驱动程序函数也可以直接调用。

图4：将数字化仪的模拟采集通道用作四通道示波器的LabVIEW示例的虚拟前面板

图4就是其中一个例子，它展示了将数字化仪板卡的模拟通道用作简单的示波器的可能性。图中是这个虚拟示波器的前面板界面，在该界面上，用户可以执行单次采集或在多达四个通道上进行多段数据采集。

用户可以在界面中设置和更改所有时钟设置、触发模式及触发源相关参数，也可以调整各个输入通道的相关设置参数。此示例适用于所有具有4个通道的数字化仪板卡，无论其模拟分辨率和最大采样率是多少。所有的这些示例都带有可编辑的代码图，允许程序员将其用作自己编程的基础，或者作为理解LabVIEW驱动程序工作原理的一个示例。我们提供的这一系列示例用户界面都是为了方便用户快速开始使用基本功能而创建，并为那些首次使用数字化仪的LabVIEW用户提供有用的参考。
 

2.LabWindows/CVI

CVI是C for Virtual Instrumentation的缩写，这项标准也是由NI公司开发的，它提供了一种用于测试测量的C语言编程环境。LabWindows/CVI使用与他们的知名产品LabVIEW相同的库和数据采集模块，并且与之高度兼容。

3.MATLAB

MathWorks的数学分析应用MATLAB可在Windows和Linux系统下得到支持。可以访问硬件的所有特性。MATLAB驱动程序提供了对控制库的访问，并且提供了许多兼容MATLAB基础版本的m语言示例。接口还提供了一种简单的方法，允许用户在MathWorks Simulink仿真工具中使用德思特的数字化仪板卡。

除了这些常见软件应用外，我们还提供了一个IVI驱动，用于支持IVI类驱动程序、IVI数字化仪和IVI示波器。IVI驱动允许用户使用一种功能类别的仪器的通用软件界面，而不受硬件制造商的影响。这样，基于IVI设备驱动程序的应用软件就能和市场上的许多不同的数字化仪或示波器配合使用。

上述每个第三方软件驱动程序都会附带大量的示例，用户可以在其手册中找到详细的描述。

 

五、用户程序支持

数字化仪板卡的驱动程序也会支持常用编程语言。正如1所描述的那样，C、C++、C#、J#、Visual Basic、Python和Delphi等基于文本的编程语言都得到了数字化仪板卡驱动程序的支持。

图5：德思特数字化仪板卡的编程完全基于软件寄存器。所有的软件寄存器都是以图中所示的形式描述的。

数字化仪板卡的用户手册中提供了控制板卡并将其数据取回给计算机所需的所有必要命令，及其详细说明。这些命令是基于软件寄存器的，就像图5中举例的那样。并且我们针对每种语言都提供了多个示例，以降低经验不足的数字化仪板卡用户的上手难度。

自定义编程为操作数字化仪提供了最大的灵活性，特别是在涉及多种仪器和信号源的集成系统环境中。

针对特定编程语言的代码示例将为您提供一个良好的开端。一个简单易学、易于集成但功能强大的API，再配合工程师少量额外的工作，将允许用户使用其他编程语言轻松访问硬件。此外，您还可以向您的购买源寻求技术支持。他们会有专业的软件工程师可以为您的首选编程语言创建一个起始示例。

 

END

模块化数字化仪需要有软件支持才能发挥作用，并且与用户的操作系统和应用软件相匹配的驱动是必须的。德思特提供了所有的这些所需要的驱动软件和工具来方便用户使用。其中，配套的SBench 6软件包括了基本的操作和控制功能，以便用户快速验证他们的操作是否正确。同时我们为用户选择第三方或自定义编程应用程序提供了驱动支持。

审核编辑 黄宇