Michael Fortenberry, G Systems, Inc.
Lockheed Martin Aeronautics 需要整合式系統，以擷取各種類型的資料，包括類比、數位、影像與其他系統透過反射記憶體傳輸的其他資料，以便在監控航空機子系統整合測試的 F-35 (又稱為「Iron Bird」) 車輛系統整合設備 (VSIF) 中使用。需求包括即時顯示功能，以及能輕鬆管理從傳感器設定到資料管理的所有系統元件。
G Systems 開發高度靈活的軟體，並使用現成可用的 NI 硬體與其他第三方工具，建立超出 Lockheed Martin 初始需求的高通道數系統。PXI 平台的可擴充性能讓我們能比最初的系統需求增加 60% 的系統通道數量。
圖 2 顯示了 VSIF 高通道數資料擷取系統的一般架構。系統分布於多個伺服器，以執行負載平衡並達到所需的效能。我們建立了分散式軟體架構，其中包含 6 個主要客制化應用，以讓未來可擴充系統。
使用 5 個 PXI 機箱進行類比與數位資料擷取，這些機箱包含多種 NI 資料擷取模組，共有 640 個類比通道與 480 個數位通道。 能否混合與匹配不同類型的資料擷取機板，同時維持時間同步化，這對控制系統的整體硬體成本非常重要。在高通道數分散式系統中，使用可由 VSIF 資料擷取系統或 VSIF 實驗室內其他源提供的 IRIG 時訊號，可維護時間同步化。
擷取類比與數位資料的應用程式，也可使用 GPIB 控制的外部 DC 源執行 PXI 機板驗證、內部與訊號路徑校準。透過自動化訊號路徑校準，即可在 20 分鐘內自動執行系統驗證。在先前的系統中，此類型的作業可能需要數小時，且需要大量的操作人員互動。
所有以工程單位 (EU) 傳送至使用者的資料，都會考量類比數位轉換器、訊號調節模組、傳感器的校準值，以及適當時的零零值。微分通道，即由其他通道內含的信息 (例如， Watts=Volts*Amps) 所計算的通道。此外，系統中內建的介面對連結使用者定義的外部 DLL 也不需要重新編譯軟體以建立更複雜的微分通道。
VSIF 資料擷取系統的設定資訊儲存於相關資料庫中。我們開發了客制化的圖形化使用者介面 (GUI)，其可用於系統管理員設定資料擷取系統的各個方面，包括以下：
此應用程式旨在協助系統管理員輕鬆處理系統的高通道數量，提供列排序與濾波、通道群定義、多記錄編輯與複製/貼上功能等功能。透過使用者權限，任何使用者都可以檢視系統設定，但只有授權的管理員才能更改值。提供多個管理員權限等級，可為個別使用者精確定義權限。
由於多個不同的使用者群組在整合測試中測試不同的機器子系統，所以單一靜態使用者顯示對於 VSIF 資料擷取系統而言並非適用的解決方案。相反，我們建立了一款動態使用者可配置的資料顯示應用程式，讓任何使用者都能透過多個顯示控件選項，並建立客制化資料檢視。
此應用支援進階導航功能，因此使用者可即時檢視資料，或回饋與檢視先前測試執行的記錄資料。您也可以設定觸發器與警告，以快速尋找資料中的關心點。
系統會在資料庫中儲存個別使用者設定的所有資訊，這些資訊可與測試資料一起匯出，可供獨立檢視或播放。這樣，使用者可以擷取測試資料的快照，其包含多個測試執行的所有校準與傳感器資訊，並與主要 VSIF 資料擷取系統資料庫獨立使用，這可為離線分析或顯示作業有用。
圖 6 所示的測試控制/監控/播放應用為使用者提供多個操作模式。系統不斷擷取資料，並以「低解析度」格式將其發佈至六個客戶端工作站。當公開資料集接收時，會在本地客戶端上連續進行 30 分鐘的擴充缓冲。使用者可透過此緩衝，以時間回看已發佈或記錄的資料，並隨選即即時播放。
當操作人員選擇記錄資料時，「高解析度」資料會記錄至檔案，然後傳輸至中央儲存庫。您可以將這些測試執行下載至工作站，以在播放模式下進行資料的詳細檢視。使用者可在即時播放資料，或透過多個導航選項瀏覽記錄的資料時序。
所有記錄的資料都會在 VSIF 資料擷取系統中控制與保護。使用者開始記錄測試執行時，資料會自動從擷取伺服器移至中央資料儲存單元 (RAID)。使用者可檢視測試資料，但無法從 RAID 中刪除任何測試資料。資料顯示與資料分析匯出應用都可直接從 RAID 或已儲存的資料集中呼叫資料。這樣，相對無技能的使用者可透過最低限度的 VSIF 特定訓練，輕鬆檢視先前記錄的資料。
VSIF 資料擷取系統透過客制化 DIAdem 資料介面 (DDI) 應用，可匯出資料至 DIAdem 分析組合或簡單 ASCII 文字檔案，並提供進階分析功能。DDI 利用適用於資料顯示應用所開發的所有資料庫介面與 EU 轉換功能，透過 OLE 介面直接將資料傳輸至 DIAdem。此應用可讓操作人員輕鬆選擇要匯出至 DIAdem 的測試執行與通道，並支援結合多個測試執行的資料。
透過使用先進的軟體架構與可重設、靈活的硬體，G Systems 提供了 Lockheed Martin Aeronautics 高度可配置、可擴充的高通道數系統，以滿足 F-35 車輛系統整合設備的現行與未來需求。
經過近 15 年間的 24 小時全天候運作資料擷取系統，系統仍能穩定運作。但與任何硬體/軟體系統一樣，其有時也需要進行升級以避免陳腐化。VSIF 資料擷取系統由於我們使用現成可用的技術而非屬性技術設計，因此對於 Lockheed Martin 而言，升級是一個順利的流程。