基于动态路由层次消息总线的虚拟仪器开发系统架构的研究

　　0引言

　　现代计算机技术和信息技术的迅猛发展，引起了测试测量仪器和测试技术的巨大变革。文献〔1~3〕在对虚拟仪器技术进行长期深人的研究之后，提出了一种新的仪器模式—智能虚拟控件及其仪器。笔者所在的科研团队对这一仪器模式进行深人研究之后，研发成功了基于该模式的虚拟仪器开发系统—VMIDS开发系统，并利用VMIDS开发系统开发成功了一系列智能控件化虚拟仪器。笔者在进一步研究中发现，VMIDS系统的基于层次消息总线的软件体系结构存在一些问题，从而提出动态路由层次消息总线软件架构。

　　1智能虚拟控件及其仪器

　　虚拟仪器的主要特征是硬件功能软件化，这一过程的实质是软件编程，以程序实现仪器的功能面板和控件。由于虚拟仪器的设计与制造自始自终都离不开编程，因此对一般用户而言，这项工作是有困难的。VMIDS则是一种既简单又方便的无编程系统，它包括仪器功能组库、虚拟控件库和仪器拼搭场。用户在开发系统中通过功能赋予和融合，形成带测试功能的、具有测试仪器属性的智能虚拟控件，然后在仪器拼搭场中调用这些智能虚拟控件进行积木式拼搭，便可组建成所需的虚拟仪器，而这一组建过程自始至终都无需用户编程(4·5〕。

　　智能虚拟控件(intelligentvirtual。ontrols，IVC)是一种被仪器功能激活了的，带有测试功能的虚拟部件或智能仪器单元，是构成新型的拼搭式虚拟仪器的核心。它不仅具有一般虚拟控件所具有的颜色、形状、大小、真实感等属性，最主要的是它被测试功能所激活，从而使它自身带有部分或全部测试仪器的功能。在拼搭前、拼搭中或拼搭后，均可对智能虚拟控件的物理属性，如颜色、形状、大小、真实感等参数，控件带有的测试功能以及智能虚拟控件的位置、布局等进行修改。

　　这样一来，使得在系统开放的前提下将定义仪器、组建仪器的权利留给使用者，而设计和制造仪器的任务则交给专业人员，他们在开放的环境中设计与制造仪器，随时可对仪器功能、仪器结构按使用者的要求进行修改和增删，从而使所有的使用者—技术基础雄厚、经验丰富的和技术、经验都比较欠缺的都能在这类仪器系统面前处于同一起跑线。

　　2VMIOS开发系统的软件体系结构

　　2.1软件体系结构

　　随着软件系统的增大和复杂性的提高，设计和确定全局系统结构变得越来越重要，系统总体结构设计的重要性已远远超过了特定算法和数据结构的选择。系统结构的问题包括用一系列构件来组织一个系统，全局控制结构，通讯、同步和数据存取协议，设计元件之间的功能划分，物理的分布方式，系统运行状况的估计和测量，演化方向，设计模式的选择，这些就是设计阶段的软件体系结构。好的体系结构设计是保证系统成功的重要因素。