LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)
Qu'est-ce que LabVIEW ?
LabVIEW est un environnement de développement de National Instruments, existant depuis 1986, conçu pour créer des applications d'acquisition, de traitement et de représentation de données et de signaux. Ses principaux domaines d'application sont la mesure, la régulation, le test, la commande et l'automatisation.
Dans ces domaines, LabVIEW s'est aujourd'hui imposé comme l'outil de développement privilégié dans les secteurs les plus divers de la science et de la technique. Cela tient d'une part à l'extension progressive de ses fonctionnalités, et d'autre part au fait que le langage de programmation graphique interne à LabVIEW permet de mettre en œuvre rapidement des idées et des solutions, sans perte de flexibilité ni de performance.
L'environnement de développement LabVIEW
Langage de programmation G
Le développement avec LabVIEW fait appel au langage de programmation G, graphique et orienté flux de données. Ce langage permet à l'utilisateur de relier très simplement, par des fils de données, des blocs fonctionnels graphiques prédéfinis dans ce que l'on appelle le diagramme, qui contient la logique de l'application, afin d'obtenir la fonctionnalité souhaitée.
L'orientation flux de données de G permet en outre de réaliser simplement de la programmation parallèle, car les parties de programme indépendantes en termes de données sont automatiquement exécutées dans plusieurs threads.
Bibliothèques
LabVIEW met à disposition un grand nombre de bibliothèques aux fonctionnalités les plus diverses. Outre les fonctionnalités de base habituelles d'un langage de programmation, il propose également des blocs fonctionnels et des algorithmes spécifiques, adaptés au domaine d'application. Il est livré avec des éléments de commande et d'affichage interactifs prêts à l'emploi, comme des diagrammes, des graphes et des boutons, qui peuvent être utilisés pour représenter les données et les signaux sur l'interface utilisateur (face-avant).
Par ailleurs, des pilotes matériels sont fournis pour les appareils pris en charge. Cela permet d'utiliser de manière cohérente un seul outil de développement pour réaliser la communication avec l'appareil, puis le traitement et la représentation des données. C'est là que se révèle le potentiel d'un développement efficace avec LabVIEW.
Les modules déjà écrits en C# ou en C/C++ peuvent être intégrés via .NET, ActiveX, des DLL et XML.
Environnement de développement intégré
L'environnement de développement intégré offre de nombreuses options de configuration et de nombreux outils qui permettent un développement efficace. Ici aussi, pour la gestion des erreurs, on peut utiliser des points d'arrêt et des sondes de données afin d'examiner des nœuds fonctionnels choisis ainsi que le contenu des données des objets.
La compilation des diagrammes est assurée par le compilateur intégré. Celui-ci traduit les diagrammes directement en code machine, de sorte que les applications créées avec LabVIEW sont elles aussi très performantes.
Développer avec LabVIEW
Les cycles de développement logiciel habituels s'appliquent aussi à LabVIEW. Toutefois, l'orientation flux de données de LabVIEW doit être prise en compte aussi bien lors de l'analyse des exigences que lors de la conception du logiciel. Il est ainsi plus pratique d'analyser le système au moyen de diagrammes d'états, dont la représentation du problème abstrait permet une mise en œuvre simple et rapide avec le langage de programmation graphique G.
Pour la conception du système, National Instruments recommande, selon la problématique, des design patterns qui permettent de construire une application LabVIEW évolutive, modulaire et facilement extensible. Les patterns usuels sont Master/Slave, Producer/Consumer, Event Driven User Interface, mais aussi des patterns combinés plus complexes, comme le Queued State Machine - Event Driven Producer/Consumer (QSM-PC). Il faut ici choisir le pattern le plus approprié en fonction de la fonctionnalité et des conditions cadres de l'application.
Avantages
- La programmation graphique ne requiert pas de connaissances approfondies en programmation et réduit le temps de prise en main
- Les pilotes matériels et interfaces d'appareils fournis facilitent le travail direct avec les appareils connectés dans un seul environnement de développement
- Possibilités de simulation du matériel et des appareils
- De vastes bibliothèques sont disponibles, spécialement conçues pour certains domaines d'application, p. ex. Vision & Motion, Automation, etc.
- Documentation détaillée des fonctions
- Développement rapide et efficace, tout en restant flexible, réutilisable et performant
- Réalisation très rapide de prototypes possible
Inconvénients
- La mise en œuvre d'algorithmes complexes dans LabVIEW est très laborieuse, voire impossible. Il faut alors un langage de programmation textuel intégré dans LabVIEW. Cette intégration peut s'avérer très difficile
- La manière de penser propre à la programmation graphique n'est pas intuitive
- Les besoins en mémoire de LabVIEW sont très élevés
- Les diagrammes deviennent vite confus
- Un environnement d'exécution est nécessaire sur l'ordinateur cible
- Les projets ne peuvent être ouverts qu'avec la version avec laquelle ils ont été développés
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