BILANCIARE IL LAVORO FRA LE CPU RICHIAMARE OGGETTI IN LABVIEW

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1 ISSN MAGGIO 2008 E 5,00 L A P R I M A R I V I S T A I T A L I A N A P E R L A C O M U N I T À L A B V I E W NATIONAL INSTRUMENTS E IL GREEN ENGINEERING LABVIEW REAL-TIME: BILANCIARE IL LAVORO FRA LE CPU RICHIAMARE OGGETTI IN LABVIEW In caso di mancata consegna restituire all editore che si impegna a pagare la relativa tassa presso il CMP di Roserio - Milano

2 SCENARIO 06 UN GIORNO A NIDAYS 08 Roma, 27 Febbraio Presso l Ergife Hotel si è svolta la 15a edizione di NIDays, il Forum Tecnologico sulla Strumentazione Virtuale organizzato da National Instruments. I numeri di quest anno (riassunti da Augusto Mandelli, Area Sales Manager di NI Italy in fase di apertura dei lavori) danno un idea delle dimensioni raggiunte dall evento: 1000 m2 di area espositiva, 31 espositori, 16 sessioni tecniche e 110 Customer Solution. Partner dell evento, Fiera Milano Editore. Tra le novità di quest anno, oltre alle sessioni tecniche, due nuove aree pratiche: la LabVIEW Zone, che ha consentito di utilizzare direttamente LabVIEW 8.5 e tutte le novità della nuova release in abbinamento al sistema di acquisizione dati USB CompactDAQ, e l area Prove Pratiche di Automazione, dove è stato possibile toccare con mano le potenzialità del Programmable Automation Controller (PAC) CompactRIO. Nel corso dell evento sono stati presentati anche alcuni nuovi prodotti di National Instruments, come la nuova Power SMU (Source Measure Unit) PXI-4130 ed un Industrial Controller per applicazioni rugged. La sessione plenaria è stata aperta dalla keynote di Tim Dehne, Senior Vice President R&D presso National Instruments, che ha parlato di Migrazione parallela: alla scoperta delle potenzialità delle tecnologie multicore e concorrenti con interventi di Matteo Bambini, Marketing Manager NI Italy and Spain e di vari specialisti di prodotto della filiale italiana. Dopo avere fornito una panoramica sullo stato dell arte e sulle più recenti evoluzioni del Graphical System Design, Dehne ha offerto un ampia visione delle tecnologie concorrenti, partendo dal superamento della legge di Moore, attraverso i processori multicore fino ad arrivare alle piattaforme risultanti dall integrazione di queste tecnologie. Messaggio chiave del suo intervento: la combinazione delle nuove tecnologie concorrenti e la progettazione grafica di sistemi consente di realizzare sistemi di test ad elevate prestazioni in grado di soddisfare le crescenti richieste di prodotti di alta qualità. Il futuro dipende dalla possibilità di trarre vantaggio dai benefici del parallelismo, ha sottolineato Dehne. Un tema chiave dell intervento di Dehne è stato quello del risparmio energetico. Il mondo è sempre più sensibile alla questione energetica e i nuovi progetti, in ogni campo, vedono nel risparmio energetico un priorità fondamentale, ha affermato Dehne. National Instruments offre ai progettisti gli strumenti per realizzare prodotti più efficienti dal punto di vista energetico, applicando i criteri di quella che abbiamo definito green engineering. Di questo argomento parliamo diffusamente nella sezione A tu per tu. È seguita l interessante presentazione di Alessandro Masi del Cern di Ginevra, che ha illustrato il sistema di controllo in tempo reale del collimatore Large Hadron Collider (LHC), il nuovo acceleratore di particelle gestito mediante la strumentazione modulare PXI di National Instruments. La mattinata si è conclusa con la tradizionale assegnazione del Premio Nicola Chiari per la Migliore Applicazione di Misura e Automazione 2008, consegnato da Nadia Albarello, Marketing Communications Manager di NI Italy e rispettivamente da Eric Starkloff, Francis Griffiths e Tim Dehne per NI Corporation. Primo classificato Roberto Fedrizzi del Dipartimento di Ingegneria dell Università di Trento, con l articolo Il campo eolico sperimentale di Trento - Sistema di acquisizione dati da sensori distribuiti su turbine eoliche. Al secondo posto A. Damiani di Bimal Automazioni con Sviluppo di un sistema di test per le pompe motorizzate ed i serbatoi dell Airbus A380 Ebh. Il terzo premio è andato ad A. Lugli di Sitem e P. Bruzzone, G. Cresta, M. Manarini, A. Oldrati e M. Valgimigli di Ansaldo Energia con Diagen, sistema di diagnostica remota per generatori elettrici di grande potenza. Il pomeriggio è stato dedicato a numerose sessioni tecniche di approfondimento sui prodotti hardware e software di National Instruments, nelle quali i partecipanti hanno potuto condividere esperienze e confrontarsi su problematiche comuni sulla base delle proprie esigenze di aggiornamento e formazione. Le sessioni tecniche si sono articolate in quattro macro aree d interesse: Tecnologie software; Progettazione, prototipazione e controllo; Collaudo e acquisizione dati; Soluzioni e applicazioni. Risultato: oltre 450 partecipanti visibilmente soddisfatti.

3 06 SOMMARIO UN GIORNO A NIDAYS 08 Gli oltre 450 partecipanti erano visibilmente soddisfatti NATIONAL INSTRUMENTS E IL GREEN ENGINEERING Sul tema dell Ingegneria Verde abbiamo inter - vi stato Tim Dehne, Senior Vice President R&D CONFIGURARE I CICLI FOR CON USCITA CONDIZIONATA I costrutti come i cicli for e i cicli while permettono l iterazione del codice SINCRONIZZARE LE CARTELLE DEL LABVIEW PROJECT CON LE DIRECTORY SU DISCO In LabVIEW 8.5 il folder del progetto di LabVIEW Project ha un nuovo comportamento USO DEL MERGE GRAFICO PER COMBINARE SINGOLI VI VI Merge è un nuovo tool per combinare le modifiche apportate a copie distinte di codice LABVIEW REAL-TIME: BILANCIARE IL LAVORO FRA LE CPU Come specificare il set di CPU disponibili per il bilanciamento automatico del carico CREARE BLOCCHI SOFTWARE PER LEGO MINDSTORMS NXT Alcuni esercizi per imparare a creare ed importare blocchi MINDSTORMS ELECTRONIC FLIGHT INFORMATION SYSTEM PER VELIVOLI LEGGERI Un sistema elettronico per l assistenza al pilota IL PROGETTO DARWIN Un sistema che ha circumnavigato il Sud America CONTROLLO DELL INTERFACCIA UTENTE Il VI Sever permette di accedere alle pro - prietà e ai metodi del pannello frontale DALLA CARTA AL WEB Link ad articoli di approfondimento e altri documenti disponibili sul web LA VOCE DEGLI UTENTI Ecco alcuni spunti di discussione apparsi di recente sul Forum di ILVG.it NIDAYS HA FESTEGGIATO I SUOI PRIMI 15 ANNI Rapporto sull edizione 2008 NYDAYS SI FA IN QUATTRO! Saranno toccate le città di Catania, Bologna, Ancona e Padova AUTOMATED TEST SUMMIT 2008 Il convegno sul test automatizzato online si ripropone nella sua 5 a edizione MC4 FA POKER Si è svolta la 4 a edizione della mostra convegno sul Motion Control 43 APPUNTAMENTI Oltre ad organizzare corsi e seminari, NI è presente a numerosi eventi 44 INTERVISTA La parola ad Alberto Osgualdo di IRS (Ingegneria Ricerca Sistemi) 46 RICHIAMARE OGGETTI IN LABVIEW È possibile accedere ad altre applicazioni Win - dows utilizzando le tecnologie.net o ActiveX LABVIEW E LAVORO Proposte concrete per coloro che sanno utilizzare LabVIEW AAA

4 A TU PER TU 06 NATIONAL INSTRUMENTS E IL GREEN ENGINEERING Valerio Alessandroni Tim Dehne è Senior Vice President R&D presso National Instruments. Lo abbiamo intervistato sul tema del Green Engineering, o Ingegneria Verde, al quale NI sta dedicando una crescente attenzione Mr. Dehne, che cos è il Green Engineering D: secondo National Instruments? Come era già successo alla fine degli anni 80, negli R: ultimi tempi i media hanno dato il massimo risalto a tutto ciò che è verde. I cambiamenti climatici globali, i crescenti prezzi dell energia e le nuove normative nazionali e internazionali (come quelle legate al Protocollo di Kyoto, ad esempio) stanno infatti facendo emergere nuove priorità ed aspettative nei confronti del mondo industriale. E i programmi di crescita sostenibile sono solo un esempio di questa nuova sensibilità. Per rispondere alle nuove esigenze, le aziende di tutto il mondo stanno quindi cercando di cambiare i processi produttivi e i prodotti, rendendoli più verdi. Nella visione National Instruments, il Green Engineering deve offrire i tool, le tecniche e la tecnologia che sono necessari per rendere possibile questa evoluzione. Più in particolare, quindi, l Ingegneria Verde consiste nell applicazione di tecniche di misura e controllo per progettare, sviluppare e migliorare prodotti, tecnologie e processi al fine di ottenere benefici ambientali ed economici. Perché National Instruments ha deciso di D: attribuire un importanza così elevata all Ingegneria Verde? Tim Dehne, Senior Vice President R&D presso National Instruments Oggi siamo tutti più attenti all impatto ambientale R: delle centrali di produzione, degli impianti industriali, dei mezzi di trasporto e, in generale, dei prodotti che utilizziamo tutti i giorni. Come si può affrontare il problema? Chi lo risolverà? Io credo che la risposta possa essere fornita solo da tecnici e ingegneri, non da politici o avvocati, e nemmeno dai medici. Una soluzione può venire solo da una buona ricerca di base e dalla sua trasformazione in una nuova generazione di prodotti ecosensibili. E National Instruments offre i tool di misura, automazione e progettazione necessari per abilitare questo nuovo approccio. È evidente che quantificare e capire aspetti del mondo reale, come i consumi energetici e le emissioni inquinanti, è il primo passo per potere affrontare e risolvere i relativi problemi. Il secondo passo consiste nel progettare e sviluppare una nuova generazione di prodotti e tecnologie più efficienti, con un minore impatto ambientale. Anche in questo caso, National Instruments mette a disposizione gli strumenti hardware e software indispensabili. Riassumendo, il nostro messaggio è Measure it and fix it, per sottolineare proprio il fatto che per risolvere un problema è necessario innanzitutto conoscerlo o, da un punto di vista ingegneristico, misurarlo. Si potranno quindi progettare, prototipare e rilasciare (nel caso del software) o produrre in serie (nel caso dell hardware) le nuove soluzioni verdi. Quali sono i principali settori nei quali si D: stanno sviluppando con maggiore evidenza nuove soluzioni improntate all'ingegneria Verde? 3

5 06 A TU PER TU Le applicazioni dell Ingegneria Verde abbracciano R: quasi tutti i settori, perché qualsiasi prodotto o processo produttivo ha un impatto sull ambiente. Esse spaziano quindi dal monitoraggio ambientale di foreste pluviali, al retrofit di impianti e macchine di produzione di vecchia generazione con sistemi di misura e controllo più efficienti, a elettrodomestici più efficienti da un punto di vista energetico, ecc. Benché vi siano molti modi per raggruppare una gamma così ampia di applicazioni, la maggior parte di esse ricade nelle cinque categorie seguenti: generazione di energia rinnovabile, qualità dell energia, monitoraggio ambientale, ottimizzazione di macchine e sistemi di automazione esistenti e sviluppo e verifica di prodotti e tecnologie amici dell ambiente. Proprio nel campo delle centrali di generazione dell energia, stiamo assistendo a nuove applicazioni dell Ingegneria Verde con una particolare attenzione alle fonti rinnovabili o alternative: energia eolica, maree, ecc. Nel campo dello sfruttamento delle maree e delle onde marine, per esempio, sono state condotte delle ricerche su un nuovo sistema basato sul movimento di un nucleo, che viene sollevato e abbassato all interno di un campo magnetico, un po come avviene nei motori elettrici. È evidente che, per potere realizzare progetti così innovativi, sono necessari una nuova mentalità tecnica e gli strumenti adeguati per la loro implementazione. I componenti che rendono possibili queste D: applicazioni richiedono conoscenze particolari? No, perché questo sarebbe un ostacolo alla diffusione R: dell Ingegneria Verde su larga scala. Al contrario, i componenti tecnologici richiesti per le applicazioni di Ingegneria Verde devono essere non solo facilmente accessibili, ma anche disponibili ad un prezzo inferiore rispetto al passato. Alcune delle tecnologie chiave individuate da National Instruments sono le misure ad alta velocità ed alta risoluzione, l analisi ed elaborazione avanzate dei segnali, i sistemi di controllo ad alta velocità e avanzati e le tecnologie dei sistemi embedded. In ogni caso, l approccio di National Instruments all Ingegneria Verde è quello di enabling company, ossia di un azienda che lascia liberi i clienti nello sviluppo delle loro soluzioni, mettendo tuttavia a disposizione quelle tecnologie hardware e software (il sistema di progettazione grafica LabVIEW, in primis) che renderanno possibile l implementazione dei nuovi progetti, dopo il loro sviluppo ed il loro test approfondito. In questo ambito rientrano, ad esempio, le nuove piattaforme compactrio crio-9072 e crio-9074 e le nuove Smart Camera. Alcune di queste nuove tecnologie nascono dallo sviluppo dell industria dei semiconduttori, che ad esempio ha permesso importanti progressi nelle capacità degli ADC, diminuendone simultaneamente il costo grazie all adozione massiva nell elettronica consumer. Altre tecnologie erano già disponibili da qualche tempo, ma i nuovi progressi nei tool di progettazione ed ingegnerizzazione le hanno rese più accessibili agli esperti dei singoli domini e non solo agli esperti di tecnologia. Questa evoluzione mette la tecnologia necessaria per l Ingegneria Verde direttamente nelle mani di coloro che sono più vicini ai problemi, permettendo loro di sviluppare soluzioni più efficaci che in passato. Quali sono i maggiori ostacoli all adozione D: dell Ingegneria Verde? Come in tutte le cose, è necessario rispondere a due R: quesiti fondamentali: è disponibile la tecnologia necessaria per un reale impatto? Esiste una reale opportunità di business? Riteniamo che la risposta ad entrambe le domande sia affermativa. In particolare, nei prodotti verdi esiste una reale opportunità di profitto. Con il prezzo del petrolio a 120 dollari al barile, rimane forte la domanda di tecnologie e prodotti che aiutino le aziende a consumare meno petrolio nelle loro macchine e nei loro processi, pur ottenendo gli stessi risultati. Altre aziende, cercando di evitare sanzioni salate per la non aderenza alle normative ambientali, stanno acquistando tool di monitoraggio e reporting. A sostenere questo trend, un recente studio pubblicato da Pricewaterhouse Coopers ha evidenziato che gli investimenti di venture capital nelle applicazioni di tecnologia pulita, come quelle di risparmio energetico, riciclaggio, depurazione delle acque, controllo delle emissioni e delle energie rinnovabili, sono triplicati nel 2006, raggiungendo oltre 1,4 miliardi di dollari e sono cresciute quasi del 50% anche nel 2007, superando i 2 miliardi di dollari. ERRATA CORRIGE Per uno spiacevole disguido, nel numero 5 di LabVIEW World sono state omesse le conclusioni di due articoli. In particolare, il capoverso finale dell articolo Il futuro di LabVIEW, a pagina 4 deve intendersi sostituito da: Finché i nostri tecnici rimarranno entusiasti della tecnologia e cercheranno di migliorare la nostra vita quotidiana, le possibilità per LabVIEW saranno infinite. Il capoverso finale dell articolo Le novità del PDA Module di LabVIEW 8.5 a pagina 13 deve intendersi sostituito da: Potete ora impostare la giustificazione del testo e sottolineare il testo di pulsanti e di controlli e indicatori di tipo stringa, time stamp e numerici (fig. 9). Per un esempio si può vedere su ni.com/italian infocode: it3nch Ci scusiamo per l inconveniente Readerservice.it n

6 06 WHAT S NEW a cura di Matteo Foini CONFIGURARE I CICLI FOR DI LABVIEW CON USCITA CONDIZIONATA I costrutti di programmazione come i cicli for e i cicli while permettono l esecuzione ripetitiva del codice Sin dalla sua introduzione nel 1986, LabVIEW ha incorporato concetti di programmazione simili a quelli dei linguaggi basati su testo. Per esempio, i costrutti di programmazione come i cicli for e i cicli while permettono l esecuzione ripetitiva del codice. I linguaggi basati su testo offrono inoltre metodi per terminare l esecuzione dei loop al verificarsi di una condizione specificata; in LabVIEW, prima della versione 8.5, solo il ciclo while permetteva questo comportamento. AGGIUNTA DI UN TERMINALE CONDIZIONALE A UN CICLO FOR DI LABVIEW Con LabVIEW 8.5, potete aggiungere un terminale condizionale per configurare un ciclo for in modo che si interrompa al verificarsi di una condizione booleana o di un errore. Un ciclo for con un terminale condizionale viene eseguito fino al verificarsi della condizione o finché tutte le iterazioni sono terminate, in base a quale dei due eventi si verifica per primo. I cicli for che configurate con uscita condizionata hanno un aspetto simile a quello della figura 1. Figura 1 - Ciclo for configurato con uscita condizionata Figura 2 - Aggiungere il terminale condizionale a un ciclo for Per aggiungere un terminale condizionale a un ciclo for, cliccate con il tasto destro sul bordo del ciclo e selezionate Conditional Terminal nel menu abbreviato. Dovete quindi collegare il terminale condizionale e cablare il terminale di conteggio o autoindicizzare un array d ingresso per l esecuzione del loop e del VI. INFORMAZIONI DI BACKGROUND I programmatori spesso devono interrompere un loop al verificarsi di una condizione specifica. I linguaggi basati su testo includono istruzioni che permettono ai i cicli for e ai cicli while di uscire quando si presenta una condizione specificata. Per esempio, nel seguente esempio in codice C, viene programmato un loop in modo che si iteri 50 volte (da 0 a 49). Tuttavia, l esecuzione del loop si interrompe usando la funzione Break dopo 11 iterazioni, quando i = 10. int i; i = 0; for (i = 0; i < 50; i++) { if (i == 10) break; } Un programmatore LabVIEW che deve iterare su tutti gli elementi di un array Figura 3 - Codice LabVIEW per un ciclo for 6

7 WHAT S NEW usa spesso un ciclo for, perché esso permette l autoindicizzazione dell array. Il tipico codice LabVIEW è simile a quello della figura 3. Benché questa soluzione sia funzionalmente corretta, il ciclo for visita ogni elemento dell array, anche se la condizione d uscita si verifica in una delle prime iterazioni del loop. Per una maggiore efficienza, potete invece utilizzare un ciclo while (figura 4). Questa soluzione, che è più complessa e richiede più codice, itera sull array fino d interesse, l esecuzione del loop si interrompe. Se l elemento non si trova nell array, il risultato è un loop infinito. Una soluzione migliore è quella di usare un ciclo for configurato per un break. Se l elemento d interesse non Figura 6 - I cicli for evitano il rischio di ottenere un loop infinito NOTE ADDIZIONALI SUI CICLI FOR CON USCITE CONDIZIONATE Un ciclo for configurato con uscita condizionata potrebbe non essere eseguito N volte (o su un intero array autoindicizzato). Dopo la configurazione con uscita condizionata, N rappresenta il numero massimo di possibili iterazioni del loop, ma non è necessariamente il numero esatto di volte per le quali il loop verrà eseguito. Il terminale condizionale si comporta come in un ciclo while. Potete commutare il terminale condizionale su Continue if True o collegare ad esso un cluster d errore (figura 7). Figura 4 - Un ciclo for configurato per indicizzare un array Figura 7 - Collegamento di un cluster d errore al terminale condizionale Figura 5 - Un ciclo while che potenzialmente può portare a un ciclo infinito al verificarsi della condizione o quando viene raggiunta la fine dell array. Come illustrato nella figura 1, un ciclo for configurato con una condizione di break è una soluzione molto più semplice ed elegante. Potete anche usare un ciclo while per effettuare una ricerca in un array; quando avete trovato il vostro elemento viene trovato nell array, il loop si interrompe dopo N iterazioni. Non potete cancellare il terminale condizionale; per rimuovere il terminale condizionale, dovete deselezionare l opzione Conditional Terminal nel menu del loop che si ottiene cliccando con il tasto destro. Note sull autore Laureato in ingegneria nucleare al Politecnico di Milano, Matteo Foini lavora in qualità di Technical Marketing Engineer presso National Instruments Italy Readerservice.it n

8 06 WHAT S NEW SINCRONIZZARE LE CARTELLE DEL LABVIEW PROJECT CON LE DIRECTORY SU DISCO a cura di Matteo Foini NI ha apportato significativi cambiamenti al LabVIEW Project in LabVIEW 8.5, incluse modifiche al comportamento dei folder del progetto Introdotto per la prima volta in LabVIEW 8, il LabVIEW Project ha nettamente semplificato il processo di rilascio del codice su target LabVIEW Real-Time, FPGA ed embedded, e gli utenti fin da subito hanno suggerito l introduzione di nuove funzionalità per favorire la soluzione di problemi di sviluppo. In risposta a tali richieste, NI ha apportato significativi cambiamenti al LabVIEW Project in LabVIEW 8.5, incluse modifiche al comportamento dei folder del progetto. Con LabVIEW 8.5, gli sviluppatori possono ora sincronizzare i folder di un LabVIEW Project con le directory fisiche del file system per una gestione semplificata dei file. FOLDER VIRTUALI ED AUTOPOPOLANTI Dall introduzione del progetto, gli sviluppatori hanno richiesto la capacità di definire relazioni dirette tra i folder del progetto e i folder su disco. In un LabVIEW Project, i folder creano una struttura organizzativa per elementi come VI, file di documentazione e codice esterno. In LabVIEW 8 e 8.20, gli sviluppatori potevano usare solo folder virtuali, privi di una corrispondenza diretta su disco, per organizzare tali file all interno di un LabVIEW Project. A partire da LabVIEW 8.5, potete scegliere fra due tipi di folder in un LabVIEW Project: i folder virtuali e i folder autopopolanti. Figura 1 - I folder autopopolanti riflettono il contenuto di una directory su disco Un folder autopopolante è sincronizzato con un folder su disco e si aggiorna, o popola, costantemente per riflettere il contenuto del folder su disco. L aggiunta di un folder autopopolante a un LabVIEW Project aggiunge effettivamente una directory su disco, insieme alle sue subdirectory. LabVIEW monitora e aggiorna costantemente il folder autopopolante in ba - se ai cambiamenti eseguiti su disco e ai cambiamenti apportati al progetto. Un icona blu con un cilindro giallo identifica visivamente un folder autopopolante (figura 1), mentre i folder virtuali sono identificati da un icona argento. I folder autopopolanti offrono accesso immediato a tutti i file nelle directory e riflettono all istante qualsiasi modifica eseguita su disco (come l aggiunta, lo spostamento o la cancellazione di file). Tuttavia, con i folder autopopolanti, non potete applicare ai file un organizzazione personalizzata, indipendente dalla struttura su disco. Tale organizzazione custom dei file è invece possibile con i folder virtuali. Potete usare i folder autopopolanti e i folder virtuali nello stesso LabVIEW Project per ottenere la massima flessibilità. Readerservice.it n

9 WHAT S NEW 06 USO DEL MERGE GRAFICO PER COMBINARE SINGOLI VI DI LABVIEW a cura di Matteo Foini LabVIEW 8.5 introduce VI Merge, un nuovo tool che offre la possibilità di combinare le modifiche apportate a copie distinte di codice grafico utilizzando l analisi e il confronto automatizzati VI Merge semplifica il ciclo di sviluppo permettendo lo sviluppo parallelo e risolvendo i conflitti creati da più modifiche dello stesso segmento di codice. Se a una particolare sezione di codice viene applicato simultaneamente più di un set di cambiamenti a causa del lavoro di più sviluppatori, potete usare VI Merge per automatizzare il processo di ricombinazione. SVILUPPO DI GROSSE APPLICAZIONI CON LABVIEW E VI MERGE Lo sviluppo su larga scala usando LabVIEW è facile da gestire grazie all integrazione di strumenti software di terze parti che coordinano il lavoro di grossi team di sviluppatori. Tuttavia, i metodi esistenti di confronto e fusione di varie parti di codice non erano disponibili in precedenza per processare il codice grafico di LabVIEW, richiedendo quindi la selezione manuale delle modifiche per evidenziare e combinare i cambiamenti. Potete usare VI Merge sia in modo automatico sia in modo interattivo. La stessa funzionalità disponibile in LabVIEW viene esposta grazie a un eseguibile destinato all utilizzo in applicazioni di controllo del codice sorgente. ESECUZIONE DEL CONFRONTO DEL CODICE Il confronto del codice viene eseguito con VI Merge sulla base di una copia del VI originale, non modificato, Figura 1 considerato il Base VI. Il VI Merge è destinato ad essere utilizzato quando vengono apportate modifiche a questa copia base da parte di più persone e le modifiche vengono salvate separatamente. Le due copie modificate sono chiamate Their VI e Your VI nell area di dialogo Merge VIs. Tutte le tre copie del codice sono fornite a VI Merge, che quindi confronta ed unisce tutte le modifiche non in conflitto. Figura 2 SCENARI DI CODICE CONVERGENTE Promuovere le fasi di check-in e checkout del codice serve ad evitare che più sviluppatori lavorino inutilmente sullo stesso segmento di codice, ma vi sono molti scenari nei quali il codice può essere portato offline, fuori dal controllo del software di gestione. Quando ciò si verifica, possono sorgere dei problemi a causa di modifiche in conflitto 9

10 06 WHAT S NEW Figura 3 Nota La freccia di run (nella figura) è rotta perché le uscite della struttura case non sono ancora collegate a nulla. Questo è il Base VI, che verrà modificato da più sviluppatori. Figura 4 fra loro, salvate in luoghi diversi; VI Merge è l unico tool in grado di ricombinare tali modifiche. I progetti di sviluppo più piccoli che non usano software di controllo del codice sorgente possono implementare lo sviluppo parallelo per aumentare l efficienza. Consideriamo uno scenario nel quale più casi di una struttura case devono essere popolati con codice differente, come illustrato nella figura 3. Il VI base contiene la struttura vuota con tutti gli input e output appropriati collegati come richiesto. Questo VI incompleto viene quindi distribuito a più sviluppatori per essere completato nei vari casi e poi ricombinato in modo automatico tramite l uso di VI Merge. Se i permessi sono regolati in modo da consentire a più sviluppatori di modificare simultaneamente questo file, questi possono lavorare su casi separati di questa struttura, combinando quindi i loro sforzi. Consi - deriamo la creazione di codice in parallelo da parte di sviluppatori di - stinti per i due casi della struttura illustrata nella figura Figura 5 3: Basic Function Generator e Sine Waveform. Gli sviluppatori possono salvare le due copie del file originale (figura 4) in nuove posizioni distinte e, come indicato nell area di dialogo Merge VIs, una copia diventa Your VI e l altra Their VI. Nota Poiché LabVIEW non può caricare due VI con lo stesso nome, dovete rinominare i VI che volete combinare. USO DI VI MERGE L area di dialogo Merge VIs richiede agli utenti di specificare la posizione dei tre file. Per richiamare l eseguibile dalla linea di comando, è sufficiente specificare pochi parametri, inclusa la posizione delle tre copie del VI. Ogni implementazione porta allo stesso risultato, purché non esistano conflitti. Dopo avere specificato la posizione delle tre copie di codice ed avere eseguito l utility, LabVIEW visualizza una copia combinata del VI, insieme alle tre parti di codice originali ed enumera tutte le operazioni di merge eseguite. Potete esplorare questi cambiamenti e tornare alla copia base, o salvare il VI combinato. Se in conseguenza al processo di merge emergono dei conflitti, appare l area di dialogo Merge, che vi sollecita a scegliere se la modifica che volete sia rappresentata nel VI combinato sia quella proveniente dal VI base, dal VI chiamato Your VI o dal VI Their VI. L area di dialogo Merge vi offre la flessibilità necessaria per accettare la fusione del codice creata a partire dalle due parti, o di annullare qualsiasi modifica. Scorrendo le modifiche cliccandovi sopra, si evidenziano le modifiche stesse sul pannello frontale o sullo schema a blocchi del VI combinato. CONFLITTI DI MERGE Durante un operazione di merge possono emergere dei conflitti se due oggetti vengono modificati in modo tale da non poter coesistere dopo la combinazione. Per esempio, se uno sviluppatore crea codice che incrementa le dimensioni di un oggetto del pannello frontale, mentre un altro sviluppatore crea codice che diminuisce le dimensioni dello stesso oggetto, quando si esegue il merge dei VI, VI Merge visualizza un conflitto irrisolto e vi invita a selezionare una delle due modifiche. In conclusione, VI Merge evita l uso inefficiente delle risorse di sviluppo automatizzando un processo che può essere altrimenti noioso e molto laborioso. Errori e conflitti che interrompono il ciclo di sviluppo parallelo del codice possono essere evitati tramite l uso corretto di questo tool in combinazione con un processo definito di gestione del codice sorgente. Readerservice.it n

11 TIPS & TECHNIQUES 06 LABVIEW REAL-TIME: BILANCIARE IL LAVORO FRA LE CPU Gerardo Garcia Vediamo come specificare il set di CPU disponibili per il bilanciamento automatico del carico di lavoro in LabVIEW Real-Time Il modulo Real-Time di LabVIEW 8.5 include le estensioni NI RT per il multiprocessing simmetrico (SMP), che potete installare per trarre vantaggio da sistemi multicore dotati fino a un massimo di 32 CPU. L installazione di tali estensioni aggiunge funzionalità di bilanciamento automatico del carico di lavoro, in grado di distribuire i thread delle applicazioni fra le diverse CPU. Questo articolo discute i concetti di bilanciamento automatico in LabVIEW Real- Time e introduce l API SMP, che potete utilizzare per specificare il set di CPU disponibili e riservarne alcune per l uso esclusivo da parte di specifiche Timed Structures. Consultate l help di LabVIEW 8.5 Real-Time Module per un introduzione alla programmazione multi-core in LabVIEW Real-Time e ni.com/multicore per avere maggiori informazioni sui concetti relativi alle tecnologie multi-core. Utilizzate il LabVIEW Real-Time Software Wizard in Measurement & Automation Explorer per installare le estensioni NI RT per l SMP. Infine, consultate l help di Measurement & Automation Explorer per informazioni sull uso di Real-Time Software Wizard. POOL DI CPU Con le Estensioni NI RT per l SMP installate, il sistema operativo real-time (Rtos) ETS mantiene due pool di CPU disponibili per il bilanciamento automatico del carico: un pool per il sistema operativ (OS) ed un pool per le Timed Structure (TS). Le CPU nel pool TS sono disponibili per il bilanciamento automatico del carico delle Timed Structures (Timed Loops e Timed Sequences) configurate per l Assegnazione Automatica della CPU. Le CPU nel pool OS sono utilizzate per tutti gli altri processi, inclusi i task a basso livello del sistema operativo. BILANCIAMENTO AUTOMATICO DEL CARICO Il bilanciamento automatico del carico è il processo di assegnazione di thread alle CPU in modo da bilanciare il carico elaborativo fra le CPU. All avvio, LabVIEW 8.5 Real-Time Module assegna tutte le CPU disponibili al pool OS ed al pool TS, quindi esegue il bilanciamento automatico del carico fra tutte le CPU. Tuttavia, potete utilizzare l API SMP introdotta in questo articolo per specificare pool OS e TS arbitrari. LabVIEW Real-Time esegue il bilanciamento automatico del carico su tutti i thread, con l eccezione dei thread Timed Structure assegnati manualmente. LabVIEW mappa l esecuzione del codice da ciascuna Timed Structure al proprio thread dedicato, ma esegue il bilanciamento automatico del carico solo sui thread Timed Structure configurati per l assegnazione automatica della CPU. Potete assegnare manualmente una Timed Structure ad una particolare CPU collegando l indice della CPU all ingresso Assigned CPU della Timed Structure o utilizzando la parte Processor Assignment della corrispondente finestra di dialogo Configure Timed Structure. Il valore di Assigned CPU di default, pari a 2, indica che la Timed Structure è configurata per l assegnazione automatica del processore attraverso il bilanciamento automatico del carico. Generalmente, il processo di bilanciamento automatico del carico evita la necessità di commutare un dato thread fra le CPU, per minimizzare l overhead di trasferimento dati fra le CPU. Tuttavia, lo schedulatore SMP potrebbe commutare ripetutamente un thread da una CPU a un altra se il carico dovuto ad altri thread di priorità pari o superiore eseguiti su ciascuna CPU fluttua in modo significativo. Potete utilizzare il Real-Time Execution Trace Kit per determinare se il thread di una Timed Structure si sposta da CPU a CPU. Per fare in modo che lo schedulatore SMP non assegni inaspettatamente Timed Structures ad una particolare CPU, potete rimuovere tale CPU dal pool TS usando l API SMP descritta sotto. Tuttavia, per fare in modo che una Timed Structure abbia l accesso esclusivo ad una CPU assegnata manualmente, dovete anche rimuovere quella CPU dal pool OS. Così facendo, potete massimizzare le prestazioni di un Timed Loop deterministico, come descritto nel paragrafo Isolare una Timed Structure di questo articolo. CONFIGURAZIONI DEI POOL Ci sono quattro possibili stati per una CPU in un sistema SMP LabVIEW Real-Time. Una CPU può appartenere: 11

12 06 TIPS & TECHNIQUES 1. Al pool TS, nel qual caso lo schedulatore SMP può utilizzare la CPU per eseguire Timed Structures configurate per l Assegnazione Automatica della CPU. 2. Al pool OS, nel qual caso lo schedulatore SMP può utilizzare la CPU per eseguire thread che non corrispondono a Timed Structures. 3. Ad entrambi i pool, nel qual caso lo schedulatore SMP può utilizzare la CPU in uno dei due modi precedenti. 4. A nessun pool (riservata), nel qual caso la CPU è dedicata solamente all esecuzione di Timed Structures che vengano assegnate manualmente a quella CPU. Quando un target RT esegue il boot up, tutte le CPU sono piazzate in entrambi i pool per default. Tuttavia, potete utilizzare l API SMP per assegnare ciascuna CPU ad uno qualsiasi dei quattro stati elencati sopra. Nota: Ogni pool deve contenere almeno una CPU, anche se entrambi i pool possono condividere una singola CPU. ISOLARE UNA TIMED STRUCTURE DETERMINISTICA Per massimizzare le prestazioni e minimizzare il jitter in un Timed Loop deterministico, potete isolare quella Timed Structure su una particolare CPU. Per isolare una Timed Structure, dovere assegnare la Timed Structure ad una CPU che non è contenuta né nel pool OS, né nel pool TS. Quando una CPU non è assegnata ad alcun pool, essa è riservata per eseguire solo la/le Timed Structure(s) che assegnate manualmente a quella CPU. Isolare una Timed Structure su una singola CPU vi permette di monopolizzare la capacità elaborativa di quella CPU e raggiungere un elevata frequenza o un elevato throughput. Per esempio, potete sfruttare l isolamento per raggiungere un elevata frequenza di polling in un Timed Loop che esegue l acquisizione dati. Per minimizzare la latenza di un Timed Loop deterministico ad alte prestazioni, prendete in considerazione di isolare quel Timed Loop su una CPU ad indice elevato. Per esempio, se il sistema contiene quattro core CPU con indici 0-3, considerare l isolamento del Timed Loop deterministico sulla CPU 3. Quando le Timed Structures vengono schedulate, il sistema operativo real-time inizia dalla CPU con indice più alto e prosegue verso il basso. Pertanto, se più Timed Structures di pari priorità sono schedulate per risvegliarsi nello stesso istante, la latenza di risveglio delle Timed Structures eseguite su CPU con indice minore può essere più alta di quella delle Timed Structures eseguite su core con indice maggiore, anche di diversi microsecondi. È vero il contrario per i thread non Timed Loop, perché per tali thread lo schedulatore inizia dalla CPU 0 e prosegue verso l alto. Quindi, per minimizzare la latenza, National Instruments raccomanda di assegnare le CPU di numero inferiore al pool OS e di riservare le CPU di numero superiore ai Timed Loops deterministici. PREVENIRE IL RALLENTAMENTO DEI THREAD DELL OS Per prevenire il rallentamento dei thread dell OS, considerate la possibilità di riservare almeno una CPU per i soli thread dell OS. Per esempio, se assegnate la CPU 0 al pool OS ma non al pool TS, ed evitate di targetizzare Timed Structures sulla CPU 0, la CPU 0 è sempre disponibile per l esecuzione dei thread dell OS. MASSIMIZZARE L UTILIZZO DELLE CPU Per massimizzare l utilizzo dei processori, è utile determinare il numero di CPU in ciascun pool in base alla proporzione di carico che corrisponde ai thread del TS rispetto ai thread non TS. Potete usare il VI Get Core Loads allegato sotto per stimare la proporzione del tempo di elaborazione totale dedicata ai thread TS e non TS ed assegnare le CPU ai pool TS e OS di conseguenza. Se il target RT è collegato ad un monitor, potete utilizzare anche l utilità di Misura del Carico della CPU per stimare la distribuzione del carico. EVITARE LA SOVRAPPOSIZIONE PARZIALE DEI POOL Se definite i pool OS e TS in modo che i due pool si sovrappongano parzialmente, il processo di bilanciamento automatico del carico potrebbe non riuscire a prendere decisioni ottimali di utilizzo dei processori, come illustrato nei seguenti esempi. Esempio 1 Supponiamo che abbiate un applicazione con tre Timed Loops. I periodi dei Timed Loops sono configurati in modo che, per la maggior parte del tempo, sia eseguito solo uno dei tre Timed Loops. Tuttavia, occasionalmente i periodi dei Timed Loops si allineano e volete fare in modo che quando ciò si verifica i tre Timed Loops possano essere eseguiti tutti in parallelo. Potreste essere tentati di assegnare tre CPU (per es. le CPU 0-2) di un sistema quad-core al pool OS e tre CPU (per es. le CPU 1-3) al pool TS, assumendo che la CPU 3 eseguirà sempre uno dei tre Timed Loops, mentre le CPU 1 e 2 eseguiranno generalmente thread dell OS ed eseguiranno Timed Loops solo quando i periodi si allineano. Tuttavia, poiché lo schedulatore SMP cerca di eseguire ciascun thread sulla stessa CPU da iterazione ad iterazione, i tre Timed Loops potrebbero essere eseguiti tutti sulla CPU 1 o sulla CPU 2, riducendo quindi la capacità di elaborazione disponibile per i thread dell OS e lasciando la CPU 3 inattiva. In questo caso, una soluzione migliore sarebbe quella di assegnare manualmente ciascun Timed Loop ad una CPU differente ed assegnare tutti i quattro core al pool OS. Esempio 2 Supponiamo che abbiate un applicazione con due Timed Loops che eseguono un polling continuo e due Timed Loops che sono eseguiti in modo intermittente. Si potrebbe pensare di assegnare tutte e quattro le CPU di un sistema quad- 12

13 TIPS & TECHNIQUES 06 core al pool TS e due delle CPU, per es. le CPU 2 e 3, al pool OS. Potreste assumere che i due Timed Loops di polling saranno eseguiti sulle CPU 0 e 1 e che i Timed Loops intermittenti condivideranno il tempo di elaborazione sulle CPU 2 e 3. Tuttavia, lo schedulatore SMP potrebbe assegnare i Timed Loops di polling alle CPU 2 e 3, appesantendo gli altri thread dell OS e lasciando sottoutilizzate le CPU 0 e 1. In questo caso, la soluzione migliore sarebbe quella di isolare i Timed Loops di polling sulle due CPU ed assegnare le due CPU rimanenti ad entrambi i pool. API DI POOL UTILITIES PER SMP CPU Usate l API di Pool Utilities per SMP CPU, descritta sotto, per definire i pool OS e TS durante la fase di configurazione iniziale di un applicazione. Potete ottenere i VI SMP CPU Pool Utilities scaricando il file SMP_CPU_Utilities.zip file. Per installare l API, estraete il contenuto del file SMP_CPU_Utilities.zip nel folder \labview 8.5\user.lib sul vostro computer. Dopo avere estratto i file nel folder user.lib, la prossima volta che lancerete LabVIEW apparirà la palette SMP CPU Utilities come sottopalette della palette User Libraries. Nota: L API SMP CPU Pool Utilities è supportata solo su target RT multi-cpu che eseguono il sistema operativo ETS Phar Lap con le NI RT Extensions per SMP installate. questo VI per definire i pool OS e TS specificando il numero di CPU che volete sia contenuto in ciascun pool. Questo VI crea i pool OS e TS come pool adiacenti di CPU contigue. Il pool OS inizia dalla CPU 0 ed il pool TS inizia dove finisce il pool OS. Per esempio, su un sistema con otto CPU, se collegate un valore 3 ai controlli OS Pool e TS Pool, questo VI assegna le CPU 0-2 al pool OS, le CPU 3-5 al pool TS e lascia le CPU 6-7 riservate per l uso da parte delle Timed Structures configurate per l assegnazione manuale della CPU. Nota: Non potete utilizzare questo VI per creare pool vuoti o parzialmente sovrapposti. Questo VI restituisce un errore se specificate una dimensione 0 del pool OS o del pool TS o se i valori del pool OS e del pool TS che specificate danno una somma maggiore del numero di CPU disponibili nel sistema. Specificando un valore -1 per uno dei pool si indica che non si hanno preferenze di dimensioni per quel pool. Se si specifica un valore -1 per entrambi i pool, il VI crea la configurazione di default del pool, in cui entrambi i pool contengono ogni CPU nel sistema. Se si specifica una dimensione del pool pari a -1 per un pool, il VI assegna tutte le CPU rimanenti a quel pool. Per esempio, in un sistema a quattro CPU, se si specifica una dimensione del pool di -1 per il pool OS ed una dimensione del pool di 2 per il pool TS, il VI assegna le CPU 0 e 1 al pool OS e le CPU 2 e 3 al pool TS. Get CPU Loads.vi Monitorizza la distribuzione del carico fra le CPU nel sistema. Per ogni CPU nel sistema, questo VI restituisce il carico totale come percentuale della capacità, nonché la percentuale della capacità totale dedicata alle routine di servizio degli interrupt (ISR), alle Timed Structures e a tutti gli altri thread. L n-simo elemento di ciascun array corrisponde all nsima CPU nel sistema. Get Number of CPUs.vi Restituisce il numero di CPU nel sistema. Set CPU Pool Sizes.vi Imposta il numero di CPU in ciascun pool. Potete utilizzare Set CPU Pool Assignment Assegna le CPU ad uno di quattro possibili stati: solo pool OS, solo pool TS, entrambi i pool o nessun pool (riservata). Questo VI genera le maschere di bit che specificano le CPU assegnate a ciascun pool. In un sistema con n CPU, i bit della maschera di bit corrispondono alle CPU da 0 a n -1. Il bit più a destra di ciascuna maschera di bit corrisponde alla CPU 0 ed il bit più a sinistra corrisponde alla CPU 31 (se tale CPU esiste nel sistema). L ingresso a questo VI è un array di enum. L enum contiene i quattro possibili stati di una CPU e ciascun elemento dell array rappresenta una CPU. Per esempio, nell ipotesi di un sistema con otto CPU, l array di enum nella figura qui sotto assegna le CPU 0, 1 e 2 al pool OS, le CPU 3 e 6 al pool TS e riserva le CPU rimanenti. 13

14 06 TIPS & TECHNIQUES Set OS Pool.vi Specifica il set di CPU contenute nel pool OS. L ingresso OS mask è una maschera di bit nella quale il bit più a destra corrisponde alla CPU 0 ed il bit più a sinistra corrisponde alla CPU 31. Per assegnare un core CPU al pool OS, impostate il valore del bit corrispondente a 1. Per specificare che il pool OS non deve contenere una particolare CPU, impostate il valore del bit corrispondente a 0. Nota: Il pool OS deve contenere almeno una CPU valida. Set TS Pool.vi Specifica il set di CPU contenute nel pool TS. L ingresso TS mask è una maschera di bit nella quale il bit più a destra corrisponde alla CPU 0 ed il bit più a sinistra corrisponde alla CPU 31. Per assegnare un core CPU al pool TS, impostate il valore del bit corrispondente a 1. Per specificare che il pool TS non deve contenere una particolare CPU, impostate il valore del bit corrispondente a 0. Nota: Il pool TS deve contenere almeno una CPU valida. PANORAMICA SULL API DI POOL UTILITIES PER SMP CPU L API di Utilities per SMP CPU offre un set di VI che potete utilizzare per monitorare il carico delle CPU e per assegnare le CPU ai pool TS e OS per il bilanciamento automatico del carico. L API fornisce tre livelli di astrazione, pertanto potete scegliere il livello di astrazione che corrisponde meglio al vostro stile di programmazione ed alle esigenze della vostra applicazione. Il VI di livello più elevato, Set CPU Pool Sizes.vi, è costruito dal VI di livello intermedio Set CPU Pool Assignments.vi, che a sua volta è costruito dai VI avanzati di basso livello Set OS Pool.vi e Set TS Pool.vi. Il VI di alto livello, Set CPU Pool Sizes.vi, è una buona scelta per la maggior parte dei casi d uso. Potete utilizzare il VI Set CPU Pool Sizes per creare la configurazione di default dei pool, in cui entrambi i pool contengono tutte le CPU, o per creare pool contigui e adiacenti. Per configurationi custom dei pool di CPU, il VI di livello intermedio Set CPU Pool Assignments.vi è una buona scelta. Potete usare il VI CPU Pool Assignments per creare qualsiasi configurazione dei pool, purché ciascun pool contenga almeno una CPU. Se preferite lavorare con le maschere di bit, potete utilizzare i VI di basso livello sulla sottopalette Advanced. Per esempio, la figura seguente utilizza i VI di basso livello set OS Pool.vi e Set TS Pool.vi per ottenere la stessa configurazione dei pool dell array di enum descritto nell esempio precedente. CONCLUSIONE Il Modulo Real-Time di LabVIEW 8.5 utilizza il bilanciamento automatico del carico per distribuire i thread fra due pool di CPU. Le CPU nel pool OS eseguono tutti i thread ad eccezione di quelli che corrispondono a Timed Structures. Le CPU nel pool Timed Structure (TS) esegue i thread che corrispondono a Timed Structures configurate per l assegnazione automatica delle CPU. Per default, LabVIEW Real-Time assegna tutte le CPU ad entrambi i pool. Tuttavia, potete utilizzare l API di Pool Utilities per SMP CPU per definire i pool OS e TS in modo da rispondere le vostre specifiche esigenze applicative. Per installare l API, estraete il contenuto del file SMP_CPU_Utilities.zip nel folder \labview 8.5\user.lib folder sul vostro computer. Dopo l estrazione dei file nel folder user.lib folder, la prossima volta che eseguite LabVIEW appare la palette SMP CPU Utilities come sottopalette della palette User Libraries. Potete scaricare il file dell API descritta in questo articolo al seguente link: ni.com/italian (info code: it3nch) Note sull autore: Gerardo Garcia è il product manager di LabVIEW Real-Time. È laureato in Ingegneria Elettrica alla Texas A&M University Readerservice.it n

15 TIPS & TECHNIQUES 06 CREARE BLOCCHI SOFTWARE PER LEGO MINDSTORMS NXT A cura di Matteo Foini L articolo contiene esercizi che potete utilizzare per imparare a creare ed importare nuovi blocchi MINDSTORMS Èpossibile utilizzare il LabVIEW Toolkit for LEGO MIND- STORMS NXT con LabVIEW 7.1 per creare blocchi da importare nel software LEGO MINDSTORMS NXT. I blocchi sono oggetti che utilizzerete per programmare i dispositivi NXT con il software MINDSTORMS. Nota Poiché il software LEGO MINDSTORMS NXT è basato sulla versione 7.1 di LabVIEW, dovere usare LabVIEW 7.1 per salvare i blocchi MINDSTORMS che create. L articolo presuppone che abbiate LabVIEW 7.1, il LabVIEW Toolkit for LEGO MINDSTORMS NXT e che abbiate una buona familiarità con lo sviluppo di VI in LabVIEW. Specificamente, la creazione di blocchi implica i seguenti concetti LabVIEW. Tipi di dato: interi, booleani, stringhe, array, cluster e variant Funzioni base utilizzate con i tipi di dato precedenti Struttura case, a eventi, cicli e sequenze Variabili locali VI Server L articolo presuppone inoltre che abbiate il software LEGO MINDSTORMS NXT e che abbiate familiarità con le basi di sviluppo per l NXT. Per importare blocchi nel software MIND- STORMS, dovete installare il Dynamic Block Update, disponibile online all indirizzo mindstorms.lego.com/support/updates. Il LabVIEW Toolkit for LEGO MINDSTORMS NXT fornisce diversi blocchi di riferimento (template) con esempi di funzionalità che potete utilizzare. Questi template sono situati nella directory LabVIEW\vi.lib\addons\NXTToolkit\Block Templates\. Per creare il vostro blocco, potete partire da un template e modificarlo in base alle vostre esigenze. IMPLEMENTATION VI Implementation VI è il file che il software MINDSTORMS compila e scarica effettivamente sull NXT. Dovete denominare il vostro Implementation VI nel modo seguente (NewBlock fa riferimento al nome che voi darete al vostro blocco). NewBlock\NewBlock.vi CONFIGURATION VI Il Configuration VI è quello che appare nel pannello di configurazione del software MINDSTORMS. Il Configuration VI fornisce diverse funzioni, incluso l aggiornamento dei valori di default sul vostro Implementation VI e la lettura dei dati dai sensori. Dovete denominare il vostro Configuration VI nel modo seguente. NewBlock\Config NewBlock.vi DRAW VI Il Draw VI aggiorna l immagine del vostro blocco sullo schema a blocchi MINDSTORMS. Dovete denominare il vostro Draw VI nel modo seguente. NewBlock\Draw NewBlock.vi. BLOCK ICON La Block Icon è l immagine del vostro blocco che appare nella palette e sul diagramma a blocchi. Dovete denominare la vostra Block Icon nel modo seguente. NewBlock\NewBlock.png ARCHITETTURA DEI BLOCCHI Creare un blocco MINDSTORMS NXT implica la creazione di numerosi file e la loro importazione nel software MIND- STORMS. Il processo di importazione si appoggia a una struttura di directory strettamente definita e comporta il confronto di stringhe. Pertanto, per importare con successo un blocco nel software MINDSTORMS, dovete seguire le convenzioni specificate in questo articolo. FILE RICHIESTI Per importare un blocco nel software MINDSTORMS dovete creare i seguenti file. BLOCK NAME FILE Il Block Name File contiene il testo che appare quando sorvolate il vostro blocco nella palette MINDSTORMS. Dovete denominare il vostro Block Name File nel modo seguente. NewBlock\NewBlock.txt SENSOR FILE Nota Il Sensor file è richiesto solo se create un blocco sensore. Il contenuto del Sensor File fornisce informazioni che per- 15

16 06 TIPS & TECHNIQUES mettono ai blocchi Wait For, Loop, Switch e Calibrate di indirizzare il blocco sensore. Dovete denominare il Sensor File nel modo seguente. NewBlock\Sensor.ini FILE OPZIONALI I seguenti file non sono richiesti per importare con successo un blocco nel software MINDSTORMS. Tuttavia, potete includerli per fornire maggiore funzionalità al vostro blocco. VERSION FILE Il Version File contiene la stringa con la versione del vostro blocco, permettendo agli utenti di sapere quale versione del blocco hanno. Dovete denominare il Version File nel modo seguente. NewBlock\Version.txt DRAGGED ICON La Dragged Icon è l immagine che appare quando si trascina il proprio blocco dalla palette allo schema a blocchi. Dovete denominare la vostra Dragged Icon nel modo seguente. NewBlock\NewBlock Dragged.png DRAWERS FILE Il Drawers File descrive l ordine nel quale MINDSTORMS visualizza i controlli dal vostro Implementation VI nel data hub che si estende sotto il blocco nel workspace. Dovete denominare il vostro Drawers File nel modo seguente. NewBlock\Drawers.dat DRAWER IMAGES La cartella Drawer Images contiene tutte le immagini addizionali richieste per il vostro blocco. I file Drawer Images devono avere estensione.png e devono risiedere nella seguente cartella. NewBlock\Drawer Images\ CONTEXT HELP FILE Il Context Help File è un file HTML nel quale potete includere informazioni di riferimento di rapida consultazione circa il vostro blocco. Il software MINDSTORMS visualizza il Context Help File nell angolo in basso a destra della finestra MIND- STORMS quando fate passare il mouse sopra il vostro blocco. Dovete denominare il file Context Help nel modo seguente. NewBlock\Help Content\Block_NewBlock.htm Ogni file addizionale richiesto per il Context Help File, come le immagini, deve risiedere nella cartella NewBlock\Help Content\NewBlock Files\. FULL HELP Il Full Help File è un file HTML nel quale potete includere informazioni dettagliate sul vostro blocco. Se premete F1 mentre passate il mouse sopra il vostro blocco, MINDSTORMS carica il Full Help File in un web browser esterno. Dovete denominare il vostro Full Help File nel modo seguente. NewBlock\Help Content\Full Help\topics\Help_NewBlock.htm Ogni file addizionale richiesto per il Full Help File, come le immagini, deve risiedere nella cartella NewBlock\HelpContent\Full Help\topics\NewBlock Files\. CONDIVISIONE DI NOMI GLOBALI Il software MINDSTORMS, come LabVIEW, non può caricare due VI con lo stesso nome. Per evitare conflitti, dovete dare un nome unico a tutti i vostri VI. Dovete dare un nome unico anche a tutte le vostre immagini. Poiché altri sviluppatori potrebbero produrre blocchi denominati come il vostro, considerate la possibilità di usare il vostro nome o il nome della vostra azienda come prefisso per fare in modo che i nomi dei vostri file rimangano unici. CREARE UN SEMPLICE BLOCCO SENSORE Per creare un semplice blocco sensore di illuminazione eseguite i seguenti passi. CREARE UN NUOVO BLOCCO USANDO IL NEW NXT BLOCK WIZARD Nota Quando usate il New NXT Block Wizard, LabVIEW genera automaticamente tutti i file richiesti elencati sopra, con nomi appropriati. I file contengono template in base al tipo di blocco specificato nel Wizard. 1. In LabVIEW, selezionate Tools»NXT Module»New NXT Block Wizard. 2. Inserite il nome del vostro blocco nel controllo New Block Name. 3. SelezionateTemplate Simple Sensor Block nel listbox Template Block. 4. Cliccate Create e navigate verso la cartella dove volete salvare il vostro nuovo blocco. 5. Cliccate Current Folder per creare il vostro blocco nella cartella corrente. 6. Cliccate Close per uscire dal Wizard e salvate i vostri subvi se vi viene richiesto di farlo. Nota Dovete scegliere Save All SubVIs se la vostra versione di LabVIEW vi richiede di farlo. 16

17 TIPS & TECHNIQUES MODIFICARE L IMPLEMENTATION VI Cambiate l Implementation VI in modo che punti ad un sensore di illuminazione. 1. Aprite NewBlock.vi in LabVIEW. 2. Sullo schema a blocchi, cliccate due volte per aprire il Simple Sensor Sub VI. 3. Modificate il Simple Sensor Sub VI per puntare ad un sensore di illuminazione ed includere un controllo che commuti quando il sensore di illuminazione genera luce. a. Create un controllo Booleano ed etichettatelo Generate Light. b. Mettete una funzione Select sullo schema a blocchi. c. Create una copia del controllo Sensor Type, che è attualmente impostato su LIGHT_INACTIVE. Impostate il nuovo controllo Sensor Type su LIGHT_ACTIVE. Collegate il controllo Sensor Type LIGHT_ACTIVE all ingresso True della funzione Select ed il controllo Sensor Type LIGHT_INACTIVE all ingresso False della funzione Select. d. Aggiungete ed eliminate fili come necessario. Quando finirete questo passo, lo schema a blocchi dovrebbe essere simile a quello della fig. 1. Figura 1 e. Sul pannello frontale, aggiungete il controllo Generate Light al pannello dei connettori. f. Salvate e chiudete il Simple Sensor Sub VI e tornate all Implementation VI. 4. Create un controllo Booleano, etichettatelo Generate Light e collegatelo all ingresso Generate Light del Simple Sensor Sub VI. 5. Sul pannello frontale, aggiungete il controllo Generate Light al pannello dei connettori. I controlli e gli indicatori nel pannello dei connettori dell Implementation VI diventano i drawer nel data hub del vostro blocco in MINDSTORMS. Nota Il software MINDSTORMS supporta solo i tipi di dato numerico, Booleano e stringa per i drawer. Per importare con successo un blocco in MINDSTORMS, includete nel pannello dei connettori del vostro Implementation VI solo controlli e indicatori dei tipi di dato supportati. 6. Salvate e chiudete l Implementation VI. MODIFICARE IL CONFIGURATION VI Cambiate il Configuration VI in modo che interagisca con il controllo Generate Light sull Implementation VI. 1. Aprite il Configuration VI. 2. Cambiate il testo in alto a sinistra sul pannello frontale da Template Sensor Block a NewBlock. 3. Aggiungete sul pannello frontale un controllo Booleano che permetta all utente di configurare il sensore di illuminazione per generare luce. a. Dalla palette All Controls, selezionate NXTToolkit per apri - re la palette NXTToolkit. b. Selezionate NXTToolkit»NXT Controls»Config Decora - tions»one Row Background e mettete un One Row Background sul pannello frontale sotto lo One Row Background etichettato Port. c. Selezionate NXTToolkit»NXT Controls»NXT Checkbox e met - tete una spunta dentro One Row Background Generate Light. d. Ridenominate la casella di spunta da NXT Checkbox a Generate Light. e. Su tutte le etichette dello schema a blocchi, disabilitate Size to Text. f. Accertatevi che tutti gli oggetti dell interfaccia utente siano situati nell angolo in alto a sinistra del pannello frontale. Quando avrete terminato questo passo, il pannello frontale dovrebbe avere un aspetto simile a quello della figura 2. Figura 2 Nota Quando importate il vostro blocco, nel software MINDSTORMS appaiono solo gli oggetti nell angolo in alto a sinistra del pannello frontale. 4. Modificate il Configuration VI per leggere il valore Generate Light dall Implementation VI e popolare il pannello di configurazione con i valori corretti quando il vostro blocco viene selezionato nel software MINDSTORMS. a. Aprite il Configuration VI. b. Sullo schema a blocchi, trovate la struttura Sequence Get Default Values from Block. Rimuovete i fili che collegano i due Invoke Node. Ridimensionate la struttura e spostate ancora più a sinistra l Invoke Node per lasciare spazio a funzioni addizionali. c. Disponete un nuovo Invoke Node fra il Property Node e l Invoke Node esistente. Collegate l uscita VI Ref del Property Node all ingresso reference del nuovo Invoke Node. Sul nuovo Invoke Node selezionate il metodo Get Control Value [Variant]. d. Create una nuova costante stringa con il valore Generate Light e collegatela all ingresso Control Name del nuovo Invoke Node. e. Disponete una nuova funzione Variant to Data nella struttura Sequence Get Default Values from Block e collegate una costante True all ingresso type. f. Create una nuova variabile locale per il controllo Generate Light che avete aggiunto al pannello frontale. g. Collegate l uscita dati della funzione Variant to Data alla variabile Generate Light. h. Quando avrete finito questo passo, la struttura Sequence Get Default Values from Block dovrebbe avere un aspet- 17

18 06 TIPS & TECHNIQUES Figura 3 Figura 4 to simile a quella della figura Modificate il Configuration VI in modo da aggiornare il controllo Ge - nerate Light sul vostro Implementation VI quando un utente ag giorna la casella di spunta Generate Light. a. Trovate la struttura a eventi a destra della struttura Sequence Get Default Values from Block e selezionate il caso Plug Selector. Cliccate con il tasto destro sulla struttura e selezionate Duplicate Event Case dal menu abbreviato. Selezionate Generate Light nella listbox Event Source. Quindi, selezionate Value Change nella listbox Events. Cliccate OK per salvare le vostre modifiche ed uscite dall area di dialogo. b. Nel frame del nuovo caso Generate Light, cambiate il valore della costante stringa da Connection a Generate Light. b. Quando avrete terminato questo passo, la struttura a eventi dovrebbe avere un aspetto simile a quello della figura Salvate e chiudete il Configuration VI. MODIFICARE IL DRAW VI Il template del Draw VI aggiunge il numero della porta d ingresso alla Block Icon. Qui di seguito modificherete il Draw VI per aggiungere anche un immagine Vero/Falso in base al valore del controllo Generate Light nel vostro Implementation VI. 1. Aprite il Draw VI. 2. Potete trovare i subvi che vi occorrono per i passi seguenti nella directory LabVIEW\vi.lib\addons\NXTToolkit\ Block Templates\Support. a. Trovate la struttura sequence sullo schema a blocchi del Draw VI. b. Mettete nuove primitive Invoke Node e Variant to Data nella sequence. Create una costante stringa e una costante Booleana. Inserite il valore Generate Light per il controllo che avete creato in precedenza sul vostro Implementation VI. Disponete una funzione Boolean to (0, 1) sullo schema a blocchi per leggere il valore di controllo dal vostro Implementation VI. c. Disponete NXT_ImageDataCache.vi come subvi nella struttura sequence. Create una costante per l ingresso Image Name Array e aggiungete True.png come primo elemento e False.png come secondo elemento dell array. Figura 5 NXT_ImageDataCache.vi registra le immagini in memoria, quindi è sufficiente leggerle una sola volta dal file. d. Disponete NXT_BlockParamOffset.vi come subvi nella struttura sequence. Create una costante per l ingresso Pad Selector e selezionate BottomRight. L ingresso Pad Selector determina l offset per tracciare l immagine nell angolo in basso a destra. e. Disponete OffsetImageCluster.vi e Draw Flattened Blended Pixmap.vi come subvi nella struttura sequence. OffsetImageCluster.vi sposta l immagine nella posizione corretta e Draw Flattened Blended Pixmap.vi la aggiunge alla Block Icon. f. Quando avrete terminato questo passo, la struttura sequence dovrebbe avere un aspetto simile a quello della figura Salvate e chiudete il Draw VI IMPORTARE UN BLOCCO IN MINDSTORMS Nota Per importare blocchi nel software MINDSTORMS, dovete installare il Dynamic Block Update, di spo nibile online su MINDSTORMS.LEGO.com/support/updates. 1. Lanciate il software MINDSTORMS e create un nuovo programma. 2. Selezionate Tools»Block Import and Export Wizard. 3. Cliccate su Browse e selezionate il blocco o i blocchi che volete importare nella listbox Import. 4. Scegliete la palette a cui volete aggiungere il blocco. 5. Cliccate su Import. Nota Se includete Immagini Drawer, esse non appariranno nel data hub del vostro blocco finché non riavvierete il software MINDSTORMS. 6. Verificate che il vostro blocco appaia sulla palette specificata e che si comporti correttamente. Nota Se il vostro blocco non è selezionabile nella listbox Import, una parte del vostro blocco manca o è rotta. Accertatevi che la vostra cartella dei blocchi contenga tutti i file richiesti e che tutti i file siano denominati correttamente. Aprite i VI del vostro blocco ed assicuratevi che non abbiano frecce di run interrotte. Assicuratevi inoltre che la vostra cartella dei blocchi includa tutti i subvi utilizzati dal vostro blocco. 18

19 TIPS & TECHNIQUES CONSIDERAZIONI ADDIZIONALI ISTANZE DEI VI Ogni volta che un utente mette il vostro blocco sul workspace del MINDSTORMS, il software crea una nuova istanza dell Implementation VI. Ogni istanza del blocco crea una copia dedicata del codice in memoria. Ciò significa che le istanze del blocco possono essere eseguite simultaneamente senza sovrascrivere i dati reciproci. Pertanto, quando un Configuration VI modifica i valori su un istanza dell Imple mentation VI, le altre istanze di quell Implemen tation VI non sono influenzate. Tuttavia, gli eventuali subvi non rientranti utilizzati nel vostro Implementation VI possono diventare risorse condivise fra le istanze del blocco. Quindi, potete ridurre il costo per istanza del vostro blocco mettendo codice statico nei subvi non rientranti. Tenete presente che solo un blocco per volta può accedere alle risorse di un subvi condiviso. Se volete che ogni istanza di un blocco abbia la propria istanza di un subvi, dovete rendere rientrante il subvi. PANNELLO DEI CONNETTORI DELL IMPLEMENTATION VI Per importare correttamente il vostro Implementation VI nel software MINDSTORMS, dovete utilizzare il modello per il pannello dei connettori illustrato nella fig. 6. Qualsiasi controllo o indicatore che volete Figura 6 appaia nei drawer di un blocco deve essere presente sul pannello dei connettori del vostro Implemen - tation VI. Inoltre, dovete includere i Booleani Sequence Flow e Sequence Flow 2 rispettivamente negli angoli in alto a sinistra e a destra del pannello. Se state creando un blocco sensore, dovete includere anche un Booleano Yes/No subito sotto il Booleano Sequence Flow 2. I blocchi Wait For, Loop e Switch usano il Booleano Yes/No per prendere decisioni. Nota Quando denominate i Booleani Sequence Flow, Sequence Flow 2 e Yes/No, dovete denominarli esattamente come appaiono in questo documento, inclusi gli spazi. Il processo d importazione dipende dall esatta corrispondenza delle stringhe. DRAWER I Drawer nel software MINDSTORMS sono i connettori di un blocco, chiamati plug, e sono contenuti nel data hub che si estende sotto un blocco nello spazio di lavoro. Quando create un blocco MINDSTORMS, potete usare il Drawers File per specificare la funzionalità dei suoi dati. Se non includete un Drawers File nella cartella del vostro blocco, il software MINDSTORMS ordina automaticamente i controlli e gli indicatori sul pannello dei connettori del vostro Im ple - mentation VI nel data hub del blocco, ma non apre nessuno di essi quando un utente dispone il blocco. Per specificare una funzionalità che differisce da questo stato di default, dovete includere un Drawers File nella cartella del vostro blocco. Quando utilizzate il New NXT Block Wizard per creare il vostro blocco, il wizard mette un template del Drawers File nella cartella del vostro blocco. Potete modificare il Drawers File in un editor di testi per specificare le vostre funzionalità. Sotto [Drawers] nel Drawers File, elencate i controlli e gli indicatori sul pannello dei connettori del vostro Implementation VI nell ordine con il quale desiderate che appaiano nel software MINDSTORMS. Sotto [OpenOnDrop], elencate le etichette dei controlli e degli indicatori che desiderate vengano aperti automaticamente da MINDSTORMS quando un utente dispone il vostro blocco sullo schema, nell ordine con il quale volete che appaiano. Se volete creare immagini custom dei vostri plug, dovete includerle nella directory NewBlock\Drawer Images\. Dovete inoltre denominarle esattamente come l etichetta del controllo o dell indicatore corrispondente, con estensione.png. Per esempio, se avete un controllo etichettato MyControl, dovete denominare l immagine corrispondente nel modo seguente: NewBlock\Drawer Images\MyControl.png Se non includete i vostri file di immagini, MINDSTORMS visualizza l immagine di default per il tipo di dato del controllo. SENSOR FILE Se create un blocco sensore e volete che si interfacci con l anello Loop/Wait for/switch, dovete includere un Sensor File nella directory del vostro blocco. Il Sensor File deve contenere almeno le linee seguenti: [Sensor] Group=Custom MINDSTORMS usa le linee precedenti per popolare i controlli ad anello sui blocchi Wait For, Switch e Loop. Se il vostro sensore è un sensore analogico e volete che sia elencato nel blocco Calibrate e nel tool Calibrate Sensors, dovete includere le seguenti linee addizionali nel Sensor File: Calibrate=TRUE SensorMode=128 SensorType=5 DefaultPort=3 PropIconFilename=CalLightSensor.png Potete specificare i vostri valori per SensorMode, SensorType, DefaultPort e PropIconFilename. Note sull autore: Laureato in ingegneria nucleare al Politecnico di Milano, Matteo Foini lavora in qualità di Technical Marketing Engineer presso National Instruments Italy Readerservice.it n

20 06 DALLA TEORIA ALLA PRATICA ELECTRONIC FLIGHT INFORMATION SYSTEM PER VELIVOLI LEGGERI Paolo Pari La sfida era quella di offrire un sistema completamente elettronico per l assistenza al pilota nella condotta di velivoli leggeri DigySky ha realizzato un nuovo sistema Efis (Electronic Flight Information System) per controllare continuativamente ed automaticamente le condizioni di volo e le eventuali anomalie relative ai sistemi avionici utilizzando un architettura a basso costo. La soluzione realizzata da DigiSky, denominata SkyEfis, si basa su un PC industriale con sistema operativo Windows dotato di un display LCD ad altissima luminosità. In questo modo è stato ottenuto un glass cockpit a basso costo sul quale eseguire un applicazione sinottica (NI LabWindows/CVI) dedicata alle funzioni di condotta del velivolo. INTRODUZIONE Il settore dell aviazione leggera si è significativamente sviluppato con l introduzione sul mercato di velivoli tecnologicamente sofisticati capaci di performance paragonabili a quelli dell aviazione civile. Questo segmento richie de l adozione di sistemi avionici che, pur non assoggettati ai vincoli di certificazione aeronautica, devono rispondere alle esigenze di massima immediatezza e sicurezza di utilizzo. L utilizzo di un sistema elettronico per l acquisizione di tutti i parametri utili alla condotta del velivolo ed al controllo degli apparati rappresenta un importante ausilio al pilota per dedicare la maggiore attenzione al pilotaggio. L APPLICAZIONE SKYEFIS L applicazione SkyEfis nasce per soddisfare l esigenza del pilota di velivoli leggeri (categoria di aeroplani ed elicotteri prevalentemente monorotori con peso al decollo dell ordine dei cinque quintali) di avere il completo controllo dei parametri di volo, del propulsore e degli impianti, senza compromettere il piacere di un volo condotto in libertà e nella massima sicurezza. La filosofia adottata è quella di trasferi- Figura 1 20

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