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使用LabVIEW的项目开发者在大型项目工程中有哪些常见的开发工具可以配合LabVIEW来提高项目质量,减少风险,节省时间?



主要软件: LabVIEW Development Systems>>LabVIEW Full Development System
主要软件版本: 1.0
主要软件修正版本: N/A
次要软件: LabVIEW Development Systems>>LabVIEW Full Development System

问题:

LabVIEW有关的大型项目中,可以配合LabVIEW一些工具包,NI公司以及第三方的一些软件来提高项目质量,减少风险,节省时间。这里进行一个概括性的介绍。



解答:
软件工程有许多不同的表现形式和结构,比如瀑布模型,螺旋模型,极限编程(XP)和敏捷流程(AgileProcesses)。图1中的V模型可能是最常见,最容易理解的了。
我们从图中可以看到软件工程中开发和验证的过程关系紧密,这是由于软件工程的开发过程是由这些有组织的开发步骤组成的。其中每一步都需要有严格的方法和规范,进入下一步骤之前要经过评估和执行。而LabIVEW的有关项目开发过程也是遵循这一架构的,因此每一步都需要专业地来完成。

图1
NI在LabVIEW软件开发的每个阶段,都提供了非常有用和强大的工具。

图2
1.       NI需求管理软件(Requirements Gateway
仔细观察上图,我们会发现它开始于对产品需求的分析。这是LabVIEW应用程序设计中的第一个环节,也是最重要的环节。为了能够和客户在产品的功能上达到一致,收集需求是必不可少的。只有全面、完整的领会到用户的真正需求,才能确保设计者能够做到应该“如何去做”。否则很可能项目进行到后期,发现需求不对,需要重新开发,这样就会很严重的影响项目进展了。对于大型的或者关键的系统,更是要定义每一个独立的代码模块的需求,甚至是如何测试这些代码模块。这个过程的一部分是要对怎么样才能安全或者即使硬件失败也要做好可接受的操作等达成一致。 

图3
NI需求管理软件(Requirements Gateway)是在需求文档和应用软件中间的桥梁,用来提供需求追踪和影响分析。NI Requirements Gateway可以读取不同文档中的需求。同时NI Requirements Gateway能够从执行的应用中捕捉信息,判断哪些需求已经被执行。
NI需求管理软件(Requirements Gateway)将开发和验证文档与保存在文档和数据库中的正式需求相连接,是满足需求追踪的解决方案。借助该软件,可以指定与文档要求相关的应用程序、测试和仿真模块。在区分这种相关性时,NI需求管理软件(Requirements Gateway)捕获追踪信息,并为检查和分析覆盖、冲突信息提供了一个接口。NI需求管理软件可与NI LabVIEW、用于ANSI C开发的NI LabWindows™/CVI、NI TestStand测试管理软件、MATRIXx设计和开发工具以及一些需求管理和存档常用工具配合运行,例如,Telelogic DOORS、IBM Rational RequisitePro和Microsoft Word等。
参考链接:http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/8330
 当然,对于中小型系统,可能无需使用这样专业的工具软件包(毕竟NI Requirements Gateway是需要付费的 )。即便如此,也应该组织、建立完善的“项目需求文档”来指导、监督设计者的工作进度和工作质量。
2.       测试和调试
测试和调试软件常常是开发过程中不可忽略的部分,开发大型项目的时候,人工检查代码显然是非常耗时耗力的。因此静态代码分析工具,例如:LabVIEW VI Analyzer Toolkit就是用来检查源代码的典型,可以帮助提前查出一些可能的问题。主要涉及代码风格,组织,技巧等方面的规范。而动态代码分析工具,例如:LabVIEW Desktop Execution Trace Toolkit可以帮助在代码执行的时候获得底层的执行细节,帮助开发者定位问题原因。
而自动化的工具如:LabVIEW Unit Test Framework可用于实现测试复杂软件。使这一过程自动化减少了开发者花在测试上的时间并且实现了穷举测试。这不仅保证了高质量的软件生成,同时,通过提早找出问题来省钱且减少开发者执行测试所花费的时间。

4
·         LabVIEW VI分析工具包(LabVIEW VI Analyzer Toolkit
LabVIEW VI分析工具包可以帮助我们实现代码的静态分析,常用在Code Review以前,程序员通过LabVIEW VI分析工具包检查自己的程序有没有一些编程规范上的错误,这些错误有可能会导致更严重的错误。

图5
具体检查细节可参考链接:http://zone.ni.com/reference/en-XX/help/371361F-01/lvdevconcepts/checklist/
启动这个工具包的方法非常简单,在LabVIEW工具菜单下找到VI Analyzer可启动,也可以直接在项目浏览器中右键单击某个VI,选择Analyze VIs。然后勾选上需要检查的项,就可以运行该工具。
图6
·         LabVIEW桌面执行跟踪工具包(LabVIEW Desktop Execution Trace Toolkit
LabVIEW桌面执行跟踪工具包是一个动态的代码分析器,工程师可以在运行时使用,检测和定位代码中可能会影响性能或导致意外的行为的问题。它显示了程序执行时,按顺序发生的事件,队列操作,引用泄漏,内存分配,未处理的错误和子VI执行等情况。高亮个别事件,为工程师提供了更多的信息,如调用链,线程ID和CPU的数量,以帮助他们调试和优化他们的LabVIEW代码。他们还可以双击各种事件来高亮显示相应的程序框图对象。
在LabVIEW中启动LabVIEW Desktop Execution Trace Toolkit,可以通过项目浏览器,右键My Computer从菜单栏中 选择Trace Execution 。打开这个工具后,它已经建立好了对该项目下的所有VI执行时的监测。
图7
这个工具包还可以选择对远程计算机上的程序进行跟踪。除此之外,我们还听说过Real-time Execution Trace Toolkit, 可以看出应该是对RT系统中的程序进行分析的一个工具,大家可以自己研究一下使用方法。
·         LabVIEW单元测试框架工具包(LabVIEW Unit Test Framework
对于LabVIEW开发者来说,在LabVIEW环境中,有许多工具以及许多其他的软件工程工具用于高级的测试和代码分析。这里提到LabVIEW单元测试框架工具包(LabVIEW  Unit Test Framework),可用于自动化单元测试,基于需求的验证和回归测试VI
使用LabVIEW单元测试框架工具包,LabVIEW的开发工程师们可以使基于需求的测试和验证VI的过程自动化。工程师可以指定测试案例,定义输入并比较执行后的结果与预期输出,实现软件的功能和回归测试。HTML包括报告功能,可以自动生成,ATML/ XML或ASCII格式,这是宝贵的记录,应用程序正常工作的验证文件。 LabVIEW单元测试框架工具包还与NI需求管理软件结合在一起,以帮助工程师管理软件测试的需求文件,跟踪的覆盖量和理解变化的影响。
参考链接:http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/8082#toc1
在LabVIEW中创建创建一个UTF测试,在项目浏览器中右键点击待测VI,并选择‘Unit Tests’菜单项。选择‘New Test’创建一个新的文件,扩展名为.lvtest。如下图所示:
图8
接下来就是设置测试案例了,定义输入并比较执行后的结果与预期输出,实现软件的功能和回归测试。UTF使得不需要修改程序便可以进行测试。
9
UTF 中,设置测试案例界面如图10,定义输入值,和期望输出值。然后运行UTF后会将这个期望输出值和实际运行的结果进行比较,并生成报告。还可以通过新建,来添加多个测试案例,设计不同的测试条件。
图10
在项目属性配置框中,选择Unit Test Framework栏,可以设置UTF报告生成的格式,如下图所示,有.xml,.html,.txt 三种格式。
图11
3.       源代码控制(Source Code Control
对于多人开发的大型项目而言,源代码管理是必不可少的。源代码管理的主要功能包括源代码备份、版本控制、源代码合并等。LabVIEW虽然不具备源代码管理的功能,但是可以方便的调用常见的源代码管理工具(如PerforceVirtualSourceSafe等)来实现以上的功能。
 
以Perforce为例,Perforce是一款商业软件,官方主页:http://www.perforce.com/,他们定义Perforce为软件配置管理系统。一般简称P4,系统由服务器端,客户端组成,还包括若干中介服务器 (Proxy Server)客户端会有GUI界面,命令行界面,Web界面。
 
如果你的计算机上装有Perforce软件的客户端,则在LabVIEW的选项对话框的“源代码控制”上就可以选择Perforce作为源代码控制工具。
图12
有了源代码控制就可以把一个VI开发过程中不同的版本都记录下来,这样,编辑人员就可以根据需要随时回复到以前的某个版本。还可以比较当前版本和上一版本的不同之处,帮助开发者判断最近所做改动是否正确。倘若最近所作改动不正确,则可以放弃当前的版本,改而使用以前的某个稳定版本。
开发一个大型、复杂的LabVIEW应用程序,通常是不可能由一个工程师单独来完成。大多数大型应用程序的开发,会有众多工程师在一起协同工作。所以,制定一个有效的工 作流程或工作框架对大型项目的开发将会有很大的帮助。
除了本文介绍的内容,在项目开发过程中我们还要善于利用各种工具便利我们的开发和管理。如大家熟知的项目浏览器、库的使用,还有程序的设计过程中模块的划分,面向对象的设计思路等。欢迎大家有新的补充,共同讨论。
 


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报告日期: 03/18/2012
最近更新: 08/08/2012
文档编号: 5VHMEG6Q