图形化系统设计加速应用实现和创新

成功的产品制造销售公司会在不同的方面突显自己的优势以吸引客户，例如：极佳的性能、好看的外观、简单易用性，甚至便宜的价格等。在这个全球化的时代，我们常常会看到一些公司或企业，他们的产品能够同时兼具多方面的优势，从而获得市场的认可和推宠。为了在这种激烈的产品竞争中脱颖而出，工程师们肩负着如何将最初的想法变为现实产品的重任，同时市场的瞬息万变也使得他们必须利用一系列高效的工具，来更快更好地实现他们的想法和创新。

但是，类似的高效工具与技术通常需要大量的资金投入，同时还需要安排人员参加学习培训以及实际操作调试。如此一来，这笔不小的投入就可能阻碍工程师利用这些工具和技术来达到他们的目标或者实现期望的优势。这样就会与高效工具和技术的初衷背道而驰，不应该让工具限制了技术创新和科学发现。

图形化系统设计方式

工程师们需要一个灵活的方法来帮助他们缩短新技术的学习周期，无须花费过多的时间和精力。对于测试测量和控制的系统来说，图形化系统设计的方式能够帮助工程师利用开放的软硬件平台借助图形化优势快速实现各类应用。同时，图形化系统设计可以显著降低系统的复杂度，让工程师们可以更加容易地集成新技术，通过交互式的界面来加速从设计、原型再到部署至多类硬件对象的过程。

1 充分利用商业可用技术

图1展示了图形化系统开发平台是如何简化FPGA的开发。在常规的开发方式下，实现该示例中的功能也许需要上千行的VHDL代码，而在图形化系统开发平台中，仅用了一个简单明了的图形框图就实现了相同的系统功能。同样，该平台还通过抽象各种商业可用的新技术来简化编程的复杂性，例如: 多核处理器和DSP等技术的使用。其他一些诸如通信技术和协议等的商业标准技术，也通过同样的方法在平台中进行了抽象和简化。通过这样的简化，不管是在设计一个控制系统、测试系统还是嵌入式系统，工程师们都可以将更多的注意力放在如何充分利用这些技术来更好地实现系统上。如果没有这样的开发平台，工程们一边在寻求更好的系统效率和更低的开发成本的同时，还需要花一部分精力去了解如何将各部分有效地集成在一起或与专家进行交流和学习借鉴。这无疑都会增加系统开发的周期和成本。图形化系统设计平台通过充分地抽象系统各部分的复杂性，可以提供直接对硬件引脚进行定义和操作的灵活性，工程师们可以借助图形化系统设计轻松地实现实际的系统功能，加速系统的开发。通过图形化系统设计结合各种商业可用技术，工程师们可以获得性能和成本上的双重优势。


图1 通过图形化系统设计来开发原来需要上千行VHDL代码才能实现的FPGA嵌入式系统功能，兼容多种软件编程模式

2 多种软件实现方式的集成

图形化系统设计中，工程师可以快速地获取多种方法来解决问题，从而更快地找出最佳的解决方案。当工程师们实现系统功能的时候，我们会发现系统中不同的系统组件可能需要不同的方法或者不同的运算模型才能更好地描述其功能。例如，当需要并行编程时，最佳的实现方法是通过图形化方式来实现，而考虑公式方程时，由文本来实现则会更好。

图形化系统设计中系统的架构可以是状态结构、顺序结构或者基于数据流的并行结构，甚至还会是多种结构的组合。如图2所示，图形化系统设计将各种软件计算模型结合在一起，工程师们可以在同一个平台中使用所有的编程模式，从而更快地找到实现系统功能的最佳方法。通过这样的兼容，图形化系统设计也将开发的复杂性抽象至系统级，这样，基于不同运算模型的系统组件就可以集合于同一个开发环境中，系统设计变得不仅直观还更为有效。


图2 图形化系统设计软件兼容多种运算模型和编程模式，帮助工程师找到实现系统功能的最佳途径

3 可定制的商业现成可用硬件

图形化系统设计平台中囊括了软件工具和硬件产品。因为工程师经常遇到这样的情况，虽然拥有高级的软件工具，但一旦他们想将设计的系统实现到原型样机或者最终产品的时候，由于工具链不够完善，就会大大影响产品的开发进度。

图形化的系统设计通过将软件和可自定制的商业现成硬件进行集成，帮助工程师彻底克服从开发到实现的挑战。无论是风机控制器、手机自动测试系统、又或者外科手术机器人等测控系统，通过这种途径都可以对其最终的应用进行一个全面地设计实现。测量和控制的系统需要基于硬件来实现。图形化系统设计方式为各种硬件设备提供了同一个开发平台，给予工程师们可自定制的，商业现成的选择来实现各种可行的解决方案。从通信、处理(处理器、DSP、FPGA)，再到模块化的硬件I/O等硬件组件在这里会和运算模型以及编程模式一样，被抽象到了系统层面。这样，一旦工程师使用这一系统平台进行设计实现，就可以快速构建开发周期中的各个阶段。