Windows 7系統在測試測量的應用

目前，基于計算機的測試測量與自動化應用成為工程的主流趨勢，Windows 7，這樣一個全新的計算機操作系統，又會為工程師們帶來什么呢？本文將從這個角度出發，為大家展示如何有效利用Windows 7的強大特性來實現數據傳輸帶寬、系統運算性能的提升，以及與前沿技術（例如，多核、64位、USB以及PCI Express總線）的融合，從而助力工程師實現更多新興應用，超越無限。

微軟最新推出的Windows 7系統則改進了之前Windows Vista系統中的眾多特性：例如優化了系統安全性、大幅提升系統的響應與運行性能等，并且借助對軟硬件兼容性的進一步改進，從而使它成為工程師實現測試測量應用的強大工具。

圖1 Windows 7操作系統

USB提升數據傳輸帶寬
針對USB總線，微軟在Windows 7中提供更多令人驚喜的特性，例如，減少非必要的定時器、可選擇的Hub懸掛以及降低計數時間等，從而提高了基于USB的測試測量設備的運行性能。根據最近的一次評估測試，相對于Windows XP，某USB總線的數據采集設備在總可傳輸帶寬上達到了10%的提升。除此之外，在高速或者多功能I/O測量應用中，通過Windows 7操作系統和LabVIEW軟件，可以實現高達20%的提升，如圖2所示。

圖2 使用CompactDAQ對Windows 7與Windows XP的傳輸帶寬比較試驗

多核技術
為了能夠更好地利用多核技術，微軟對Windows 7進行全新的底層設計，使其能夠適應更多系統任務的并行運行。對于LabVIEW開發者而言，在一個應用程序中創建多個獨立的任務并不復雜，最典型的一個例子就是我們可以很方便地在程序框圖中直接畫多個并行的循環，由于LabVIEW自身的并行特性，系統會自動將并行的代碼創建新的線程，從而無須任何代碼修改即可享受多核所帶來的運算性能的提升，如圖3所示。

圖3 在LabVIEW中高效實現多線程編程

除了開發工具之外，對于測試測量應用而言，多核技術還意味著需要我們對硬件的驅動、數據處理分析等也要進行多線程化，對于多線程化的硬件驅動（例如NI-DAQmx），可以讓工程師們不用任何手動或者底層的開發、修改與線程管理就能直接創建高效可靠的應用程序。使用LabVIEW與NI硬件平臺實現的數據采集應用都可以通過Windows 7對多核的優化而進一步提高多核處理器的運算效率。

PCI Express
新一代的PCI Express技術，運用了點對點總線的拓撲架構，使每個儀器可以通過獨立的通道向處理器傳輸數據，明顯改善了傳輸數據的帶寬，極小化了對內存的需求，并加快了數據流的傳輸。

將Windows 7與使用PCI Express總線的設備（例如NI X系列數據采集設備）整合在一起，相比傳統的PCI總線，能夠使數據采集吞吐量倍增。PCI Express技術運用點對點總線的拓撲架構，為測試測量應用提供了多個優點，包括每個設備的專用帶寬，每個方向高達250MB的數據帶寬，因此工程師和科學家能夠采集更大規模的模擬、數字以及計數器信號。

64位系統
Windows 7是微軟第三個支持64位處理器的操作系統，盡管32位的Windows版本目前依然是最流行的，但64位的硬件與軟件已經準備就緒。在升級到Windows 7之前，用戶需要對64位與32位之間的對比進行深入的了解，從而選擇最合適的平臺。全新的64位LabVIEW 2009是第一個對64位操作系統支持的LabVIEW版本。在64位軟硬件系統上運行的測試程序可以使用相比32位更多的物理內存，從而允許程序進行更復雜的運算處理。除了內存的增加之外，在64位處理器上的新增寄存器可以提高應用程序的性能達20%；這樣以來，一些高通道數以及高采樣率的數據采集系統可以利用64位系統實現更快的數據處理與分析。

確保軟硬件兼容
盡管Windows 7給予了我們美好的技術愿景，讓我們可以實現以前無法實現的新興應用，但是軟硬件兼容的問題還是一直存在著的。在Windows Vista中就經常出現版本不兼容的問題，很多硬件設備都沒有辦法在新的操作系統中正常運行。

為了解決這個問題，全新的Windows 7除了一貫的“兼容模式”（即試圖讓應用程序“認為”自己在前版本的Windows中運行）之外，還利用了最新的虛擬化技術（Virtualization）。Windows 7中提供了一個全新的模式（可以把它叫作“Windows XP模式”），用戶可以仿真出Windows XP系統。這樣的做法，可以給LabVIEW開發者們一個最簡單的機制去運行低版本的程序，從而有助于實現對以前代碼的兼容。

總結
作為全新的操作系統和平臺，Windows 7給予工程師帶來了更快的運行速度、更大的數據傳輸帶寬、更新的商業技術，從而讓工程師能夠進一步地創新，改變和優化整個世界！