СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2014

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 66 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2014 Автоматизация измерений: упрощение процесса В статье представлен обзор интерактивных программ-помощников, призванных сократить циклы отладки путём упрощения разработки тестов для измерительных систем. Кэйс Дрейтлейн, Keysight Technologies Год от года инженерам приходится автоматизировать всё более сложные измерения, причём во всё более сжатые сроки и с применением всё более слож- ных контрольно-измерительных при- боров. В результате в промышленных измерениях всё чаще стали использо- ваться интеллектуальные интерактив- ные программы-помощники, облегча- ющие процесс разработки программ- ного обеспечения для измерительных систем. Эти программы позволяют: ● быстро находить нужные управляю- щие команды, не прибегая к справоч- ной документации; ● интерактивно создавать и тестиро- вать фрагменты кода, сокращая или полностью устраняя длительные циклы отладки; ● ускорять написание кода за счёт переноса команд в целевую среду проектирования. Прежде чем узнать, каким образом интерактивные программы-помощни- ки упрощают разработку тестов, будет полезно совершить небольшой экскурс в историю управления приборами. Т РАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ПРИБОРАМИ В 1970-х годах способ взаимодей- ствия измерительных приборов с ком- пьютерами стандартизовала интер- фейсная шина общего назначения (GPIB). При этом она не предъявляла никаких требований к языку управле- ния. Отчасти ситуация была исправле- на в 1987 году с выпуском специфика- ции IEEE 488.2. Тем не менее большин- ство наборов команд измерительных приборов по-прежнему определялось их производителями. Функции кнопок передней панели первых приборов соответствовали простым кодам, которые часто назы- вали командами R2–D2, поскольку для их записи использовались двух- символьные обозначения. Программ- ная команда для той или иной функ- ции прибора часто печаталась рядом с соответствующей кнопкой на его передней панели. По мере усложнения приборов поя- вилась более детальная мнемоника, позволяющая понять смысл команды по её названию. В 1990 году, пытаясь стандартизировать структуру наиме- нований управляющих команд, ком- пания Hewlett-Packard представила язык для контрольно-измерительных систем, сокращённо – TMSL (Test and Measurement System Language). Поз- же этот язык был принят всей отрас- лью в качестве Стандартного набора команд для программирования при- боров – SCPI (Standard Commands for Programmable Instrumentation). Сегодня некоторые приборы могут использовать сотни команд SCPI. Имен- но это и ставит инженеров в трудное положение: пытаясь отыскать нужную команду для нужной операции, спе- циалисты вынуждены тратить нема- ло драгоценного времени. Часто для решения этой проблемы предлагают использовать специальные драйверы, но и они решают проблему не полно- стью. Добавьте к этому ещё сложность настройки и подключения прибора, а также многочисленные среды раз- работки, и, казалось бы, простая зада- ча автоматизации измерений усложня- ется до предела. И НТЕРАКТИВНЫЕ ПРОГРАММЫ - ПОМОЩНИКИ Для упрощения процесса обучения технологии автоматизации приборов, производители предлагают исполь- зовать специальные программные инструменты, помогающие быстро приступить к работе. На самом простом уровне програм- мы-помощники предлагают средства сканирования шины прибора и уже содержат в себе подпрограммы, демон- стрирующие базовую работу прибо- ра с помощью команд SCPI или через инструментальные драйверы. Примеры таких программ-помощников можно найти в интегрированной среде VEE Pro компании Keysight или в LabVIEW ком- пании National Instruments. Расширенные программы-помощни- ки, в свою очередь, облегчают разра- ботку реальных процедур управления. Например, набор средств управления контрольно-измерительными прибо- рами пакета MATLAB (через коман- ду Tmtool) позволяет подключиться к прибору через его интерфейс и гене- рировать сценарий MATLAB в процес- се отправки команд SCPI и получения ответов на них (см. рис. 1). Кроме того, средства управления контрольно-измерительными при- борами могут обращаться к установ- ленным в системе драйверам IVI-C и IVI-COM. После их установки появ- ляется возможность просматривать список доступных команд драйвера, интерактивно выполнять их и вво- дить в журнал соответствующих запро- сов MATLAB для использования в соб- ственном коде. Справочную инфор- мацию по драйверу можно получить простым нажатием кнопки. В качестве другого примера можно привести программное обеспечение Command Expert компании Keysight Technologies, объединяющее управ- ляющие команды и документацию в «Набор команд», который использу- ется в интерактивной среде для постро- ения управляющих последовательно- стей. Эти последовательности можно использовать для создания исходного кода на языках C/C#/VB или вызывать их непосредственно из других инте- грированных сред, таких как VEE Pro, LabVIEW, Excel, Python или MATLAB. Связывая документацию с командами прибора, ПО Command Expert позволя- ет выполнять проблемно-ориентиро- ванные запросы, помогающие нахо- дить нужные команды SCPI или обра- щаться к драйверу IVI-COM, не обладая специальными знаниями команд или структуры драйвера. C OMMAND E XPERT В ДЕЙСТВИИ Рассмотрим работу ПО Command Expert на примере анализатора спектра