图3描述了性能随采集数据块大小(以采样数为单位)增大而提高的精确百分比。事实上,对于更大的数据块,并行算法方法确实实现了近2倍的性能改进。工程师们不需要创建特殊的代码来支持多线程,在多核处理器环境下,只需通过最少的编程调整,利用LabVIEW自动分配每一个线程到多核处理器的特性,可以方便的实现信号处理能力的大幅度提升,从而达到了自动化测试应用的性能改进。

程序性能的进一步优化

LabVIEW并行的信号处理算法不仅帮助工程师提高程序性能,而且可以更清楚的划分多个处理器核在项目中的不同用途。比如,将控制采样输入,显示输出和信号分析的模块独立分开。

以HIL(Hareware-in-the-loop)或在线信号处理应用为例。首先,使用高速数字化仪或高速数字I/O模块来采集信号,并在软件中执行数字信号处理算法。然后,通过另一个模块化仪器生成结果。常见HIL应用包括在线数字信号处理(如滤波、插值等等)、传感器仿真和定制组件模拟等等。

一般来说,HIL可以使用两种基本的编程结构来完成,单循环结构和带有队列的流水线式多循环结构。单循环结构实现简单,对于小数据块具有较低时延,但单循环结构受限于各个环节的顺序结构而无法实现并发性,例如,由于处理器只能执行一个函数,在处理数据的同时就无法执行仪器IO,所以单循环结构无法有效利用多核CPU的优势。相比之下,多循环结构则能够更好的利用到多核处理器,从而支持高得多的吞吐量。

对于一项多循环结构的HIL应用来说,可以通过三个独立的while循环和两个队列结构,实现其间的数据传递。在此情况下,第一个循环从仪器采集数据,第二个循环专门执行信号处理分析,而第三个循环将数据写入到另一台仪器。这样的处理方式,也被称之为流水线式信号处理(pipeline)。

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