L’évolution de LabVIEW : des décennies de développement

Pour créer ce logiciel, NI a associé une interface utilisateur graphique à une programmation graphique intuitive. Comme l’a annoncé le P.D.G. de National Instruments, le Dr James Truchard, « LabVIEW a été développé pour faire, pour les ingénieurs, ce que la feuille de calcul a fait, pour les analystes financiers ». Ainsi la version 1.0 intégrait des technologies de base qui sont toujours fondamentales à l’heure actuelle : les flux de données parallèles, la hiérarchie, les E/S intégrées et les bibliothèques d’analyses. Après des millions d’heures de développement, de très fortes avancées technologiques, et une diffusion à des milliers de domaines d’applications par ses utilisateurs, LabVIEW est devenu une plate-forme de conception de systèmes aboutie. Cet article vous fait découvrir certaines des origines et des influences qui ont guidé le développement de LabVIEW et offre un aperçu de ses évolutions à venir.

Un développement conduit par une communauté d’utilisateurs

Depuis le premier jour, la communauté d’utilisateurs passionnés et communicatifs de LabVIEW a constitué une très grande force de proposition pour le développement. Les ingénieurs NI sont constamment surpris et inspirés par les différents domaines dans lesquels les utilisateurs mettent LabVIEW en application. LabVIEW a récemment battu des records d’adoption avec un nombre croissant de sociétés et d’utilisateurs qui adoptent quotidiennement la plate-forme. Ces dix dernières années seulement, LabVIEW a atteint des millions d’utilisateurs et, en conséquence, des milliers d’applications et d’industries.

L’augmentation du nombre de futurs utilisateurs de LabVIEW reste également forte, soutenue par le fait que de plus en plus d’universités et d’établissements continuent d’adopter LabVIEW dans leurs cursus de formation ainsi que pour leurs travaux de recherche. Un intérêt porté aux programmes des étudiants, dont une collaboration avec LEGO® sur des produits comme  LEGO Education WeDo™ et LEGO MINDSTORMS®, a contribué à l’ajout de nouvelles capacités de conception et de simulation et a permis de simplifier la construction de l’environnement et du langage.

Des millions d’E/S

À l’origine, LabVIEW visait les applications d’acquisition de données et de contrôle d’instruments, et l’extraordinaire évolution des technologies de bus d’E/S a constitué une force motrice du développement de la plate-forme. Plus riche que les autres environnements de programmation en matière d’intégration d’E/S et de contrôle d’instruments, LabVIEW permet aux utilisateurs d’acquérir et d’analyser des données continuellement à partir de millions d’E/S et d’instruments.

Compatible dès l’origine avec les outils de contrôle d’instruments GPIB et RS-232, LabVIEW intègre désormais les bus USB, Bluetooth, PCI et PCI Express, PXI et PXI Express, sans fil et Ethernet, pour des centaines d’options d’environnements, de niveaux de performances et de formats différents. Alors que le nombre de bus, d’instruments et de technologies d’E/S sur le marché a motivé le développement de LabVIEW, les ingénieurs NI n’ont pas oublié que le support de matériels multifournisseurs est un facteur clé pour résoudre les problématiques d’intégration. Actuellement, LabVIEW offre une bibliothèque complète de plus de 8.000 drivers d’instruments provenant de plus de 325 fournisseurs, une liste qui continue encore de s’allonger.

Des performances parallèles innées

Parce que les grandes capacités d’E/S ont été inhérentes à LabVIEW depuis sa création, les utilisateurs sous-estiment souvent ses capacités de programmation complètes. Les ingénieurs NI ont souvent déclaré que le parallélisme est intégré dans LabVIEW depuis sa première version. Partant de cette base, ces ingénieurs ont continué à faire évoluer et à améliorer les capacités internes de programmation. Avec l’arrivée des processeurs multicœurs, ils ont travaillé en collaboration étroite avec les concepteurs d’Intel pour optimiser la manière dont LabVIEW utilise les threads, la mémoire et le cache, dans le but d’offrir des performances maximums aux toutes dernières plates-formes sur PC. Les ingénieurs NI ont également étendu les capacités de multitraitement symétrique intégré de l’ordonnanceur LabVIEW Scheduler dans l’environnement LabVIEW Real-Time, ouvrant ainsi de nouvelles portes aux importants travaux de recherche dans le domaine de la physique et du traitement avancé hautes performances.
Apporter un aspect graphique aux portes des FPGA

Avec l’évolution incroyable des technologies du silicium intégrant d’énormes performances dans des circuits toujours plus petits et plus abordables, LabVIEW est le pionnier de l’utilisation de la programmation graphique dans le domaine des applications embarquées. LabVIEW guide des milliers d’ingénieurs et de scientifiques dans le développement de systèmes embarqués personnalisés en appliquant l’approche de la programmation graphique aux FPGA (Field-Programmable Gate Arrays). La conception de matériels personnalisés est désormais directement accessible aux experts du domaine d’application, sans nécessiter de délégation aux ingénieurs de conception du matériel concerné, accélérant ainsi les étapes de prototypage et en amenant les produits sur le marché plus rapidement.

Les utilisateurs ont recherché une façon de s’interfacer avec des matériels de cadencement ou de déclenchement numérique personnalisés uniques ou inhabituels et LabVIEW FPGA a proposé une solution qui ne nécessite pas de langage de programmation bas niveau orienté matériel, ni de conception au niveau de la carte. Depuis cet effort initial, le développement sur plates-formes FPGA a continué son évolution vers le contrôle ultrarapide, l’interfaçage aux protocoles numériques, le traitement de signal numérique (DSP) et de nombreuses autres applications qui exigent fiabilité et déterminisme du matériel haute vitesse. Dans les années à venir, les utilisateurs peuvent espérer voir LabVIEW cibler davantage de matériels et s’exécuter sur les circuits de prochaine génération.

Une innovation dans de multiples directions

LabVIEW a ouvert de nouvelles possibilités intéressantes pour exploiter la puissance de calcul des processeurs multicœurs et des FPGA. Pour répondre aux nombreux nouveaux défis des applications, National Instruments a développé des approches de très haut niveau. Même si le logiciel continue à offrir le moteur fondamental apportant performances et facilité de programmation, les ingénieurs NI ont été guidés par les demandes des utilisateurs de LabVIEW et ont reconnu qu’il existe des manières plus intuitives de résoudre certains éléments de leurs applications. En gardant ceci à l’esprit, NI a introduit un grand nombre de structures de développement de haut niveau, dénommées « modèles de calcul », dans la plate-forme. Ces modèles décrivent le comportement du logiciel qui correspond à la vision que les concepteurs ont de leurs systèmes afin de simplifier la traduction des exigences du système en conception d’un logiciel. Les éléments suivants sont des exemples de nouveaux modèles de calcul pour la plate-forme LabVIEW : les mathématiques textuelles (LabVIEW MathScript et les nœuds de formules), les diagrammes d’états (Module LabVIEW Statechart), la simulation de systèmes dynamiques (Module LabVIEW Control Design and Simulation) et les interfaces utilisateur événementielles (structure Événement).

Chaque modèle de calcul possède des ressources qui s’appliquent à des applications, des compétences et des domaines particuliers. Les utilisateurs peuvent intégrer de nombreux modèles de calcul dans une seule et unique structure de programmation graphique. Cette caractéristique apporte évolutivité, efficacité et performances, ainsi que de nouvelles applications pour l’utilisateur de base de LabVIEW, grâce à la conception graphique de systèmes.

Des outils de développement à grande échelle

En ajoutant de plus en plus de capacités à la plate-forme LabVIEW, que ce soit pour de nouvelles cibles matérielles ou de nouveaux outils de conception de haut niveau, NI s’efforce de répondre aux principales demandes des utilisateurs : une intégration ouverte, des performances et la facilité d’emploi. En se basant sur les récents commentaires des utilisateurs, NI s’est concentré sur l’ajout de nouveaux outils et techniques de génie logiciel. Dans une récente étude sur les utilisateurs de LabVIEW, environ deux tiers des réponses ont indiqué que des équipes multi-développeurs travaillent sur leurs projets LabVIEW, avec une moyenne de quatre développeurs par équipe. Certains ont également rapporté avoir choisi LabVIEW en tant qu’outil de conception de systèmes destiné aux projets à grande échelle et aux applications complexes qui nécessitent au moins 50 développeurs.

Un nombre croissant d’entreprises pense que le succès du développement d’applications d’envergure dépend de l’utilisation de processus et d’outils de développement logiciel formel. Comme le logiciel devient rapidement plus complexe et joue un rôle croissant dans les projets critiques à grande échelle, les développeurs LabVIEW continuent à tirer parti des nouveaux outils de génie logiciel de la plate-forme. National Instruments présente les Toolkits LabVIEW Desktop Execution Trace et LabVIEW Unit Test Framework, en plus d’outils tels que le gestionnaire de projets LabVIEW, des bibliothèques et des structures de programmation orientées objet. De plus, les ingénieurs NI ont analysé les commentaires des utilisateurs et ont ciblé les processus de mise à jour et de déploiement en tant que domaine d’amélioration.

Perspectives de LabVIEW  

Après 22 ans de développement, les ingénieurs NI savent que l’amélioration de la plate-forme LabVIEW ne connaît aucune limite. National Instruments reconnaît son engagement envers les utilisateurs de LabVIEW et comprend la demande de plus de performances, d’outils plus intuitifs et d’une meilleure intégration. Sur la base des commentaires des utilisateurs, les projets à long terme en cours de développement incluent l’ajout d’une interface graphique améliorée, un meilleure utilisation du Web dans LabVIEW, des capacités de visualisation et de conception de système de très haut niveau et la création d’un environnement de développement plus flexible. Des améliorations sous-jacentes sont également prévues, comme la mise à jour du compilateur, l’ajout de capacités complexes de cadencement et de déclenchement, ainsi que la documentation des API à tous les niveaux de la plate-forme, pour un meilleur accès des utilisateurs.

Par Armando Valim, responsable de groupe pour LabVIEW chez National Instruments.

Source : http://zone.ni.com/devzone/cda/pub/p/id/942

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