通過(guò)LabVIEW優(yōu)化多核環(huán)境下的信號(hào)處理性能

　　和其他文本編程語(yǔ)言一樣，處理多通道信號(hào)的傳統(tǒng)方法是將各個(gè)通道信號(hào)按順序讀入并逐通道的進(jìn)行分析，上面基于LabVIEW的順序編程模型很好的說(shuō)明了這點(diǎn)，0、1兩通道的數(shù)據(jù)被按順序讀入后，整合為一路數(shù)組，并由一個(gè)FFT函數(shù)進(jìn)行信號(hào)分析并輸出。雖然順序結(jié)構(gòu)能夠順利地在多核機(jī)器上運(yùn)行，但確不能使得CPU負(fù)擔(dān)得到有效的分?jǐn)?，因?yàn)榧词乖陔p核的機(jī)器上， FFT程序也只能在一個(gè)CPU上被執(zhí)行，而此時(shí)另一個(gè)CPU卻被閑置了。

　　實(shí)際上，兩個(gè)通道的FFT運(yùn)算相互獨(dú)立，如果程序能夠?qū)蓚€(gè)FFT自動(dòng)分配到一臺(tái)雙核機(jī)器上的的兩個(gè)CPU上，那么理論上程序的運(yùn)行效率將提高一倍。在LabVIEW的圖形化編程平臺(tái)上，情況正是如此，我們可以通過(guò)并行化處理這兩個(gè)通道來(lái)真正提高算法性能。圖2表示了一種采用并行結(jié)構(gòu)的LabVIEW代碼，從圖形化編程的角度來(lái)看，僅僅是增加了一路并行的FFT函數(shù)而已。

　　圖2. 利用并行執(zhí)行的LabVIEW代碼

　　由于數(shù)據(jù)量越大，信號(hào)處理運(yùn)算在工程應(yīng)用中所占的處理器時(shí)間就越長(zhǎng)，所以通過(guò)簡(jiǎn)單的程序改動(dòng)將原來(lái)的信號(hào)處理程序并行化，可以改善程序性能，減少了總的執(zhí)行時(shí)間。

　　圖3. 對(duì)于大于1M采樣（100 Hz精度帶寬）的數(shù)據(jù)塊，并行方式實(shí)現(xiàn)了80%或更高的性能增長(zhǎng)。

　　圖3描述了性能隨采集數(shù)據(jù)塊大小（以采樣數(shù)為單位）增大而提高的精確百分比。事實(shí)上，對(duì)于更大的數(shù)據(jù)塊，并行算法方法確實(shí)實(shí)現(xiàn)了近2倍的性能改進(jìn)。工程師們不需要?jiǎng)?chuàng)建特殊的代碼來(lái)支持多線程，在多核處理器環(huán)境下，只需通過(guò)最少的編程調(diào)整，利用LabVIEW自動(dòng)分配每一個(gè)線程到多核處理器的特性，可以方便的實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理能力的大幅度提升，從而達(dá)到了自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用的性能改進(jìn)。