“软件即是仪器”是NI公司做出的简要声明，它阐述了研究人员对于虚拟仪器的看法。很多工作站都是在此想法上基于网络、软件和部分I/O控件设计虚拟的仪器。I/O控件有很多，一般包括传感器或是一个数据采集板等等。由NI公司开发的虚拟仪器有图像采集类的，GPIB类的，软件类的，也有信号处理，数据采集，VXI控制和DSP等方面的成品。

2.1.1  虚拟仪器的优势

虚拟仪器通俗来讲是基于计算机硬件以及软件进行设计的虚拟的电子仪器，它的重心就是如何控制软件，如图2.1所示，将仪器的驱动程序作为软件的基底，也是因为它，系统开发和仪器硬件变化不在有联系，并且多模块间可以实现通信，触发等功能。而这一优点吸引了多数研究员的目光，正是凭借这一优点，仪器开发过程和换代时间不在遥遥无期。极具灵活性的VI程序，开放性的软件，模块化的软件，都为用户的自定义控制提供了可能性。这表示，当用户不再接受单一的硬性规划时，虚拟仪器提供了可以自主调整，改变硬件和软件模块，或重新装置现有系统的机会。

图2.1  虚拟仪器开发框图

虚拟仪器技术具有很多优势。例如它的性能高，基于PC技术的它在因特网提供的平台上迅猛发展。将现成即用的PC技术作为主导，包括文件I/O和功能超卓的处理器，可以及时分析那些高速导入磁盘的庞大数据。虚拟仪器技术迎合了流行的“硬件软件化”的发展趋势，常被称作“软件仪器”。它拥有的应用程序很是全面，能模仿示波器或是频谱测试仪等众多仪器的显示功能。部分情况下它能用特殊的软件的探针勘测特定的系统参数，例如血液的脉搏波，炉内的温度等等。它完全图形化的界面，风格简约，其本质上说是一个集成的软硬件。市场对仪器功能的要求越来越高，通常单个的测试仪器已经无法满足研究的需要，设计者们往往要对多个设备进行集成，所花费的时间、精力与结果不成正比，这时虚拟仪器的优势便显现出来了。它能提供固定的端口给各种链接设备，将多个单独的模块整合成一个系统，实现无缝集成，减少任务的复杂性。

2.1.2  虚拟仪器系统的构成

如果虚拟仪器是由计算机技术搭建的高楼，那么软件就是支撑它的顶梁柱，硬件是给它夯实基础的底座。它依赖于计算机的电子仪器，这种网络与设备的连接必然是仪器行业的新风向。它一般有两种组合，一个是基于电脑的工具，智能仪表就是极具代表性的例子。计算机无时无刻不在进步着，传统仪表大型化这一缺点近年来也有所改善，部分仪器已经装有嵌入式的系统，各类仪器的功能将会更加全面。而另一种是设计工具的电脑，反其道而行以计算机硬件及其操作系统为媒介，实现多样化的仪器功能，虚拟化仪器就是依赖于这种方式。

它的硬件系统可分为两种。一种是计算机的硬件平台，指的是多种规格的计算机，如便微型计算机、巨型计算机、嵌入式计算机、专用工作站等，这是虚拟仪器特有的硬件。因此，计算机技术在显示、总线标准、处理器性能、网络、存储能力等方面的促进作用，加快了虚拟仪器系统的发展。根据硬件不同的控制功能，VI可由数据采集，PXI，VXI，GPIB以及串口总线系统这五种体系组成，现研究人员将其主要用于被测输入信号的放大，采集和数模转换这类操作中。

虚拟软件是虚拟仪器的重心。首创者NI公司就是通过它的第一个设计成果向世界阐述这一理念，从而突出显示了软件的领导地位。软件在高速运行时，可以用模拟仪器的图形化界面，创建出一个可以设置仪器参数，实现仪器功能，检测信号通信的人机接口。此外，在数据的传输，测量，检验，分析过程中计算机的参与能提供更加高效可靠的检测结果。可以说虚拟仪器能否运行的关键就在软件上，如果基本的硬件已经确定，只有通过软件才能发挥虚拟的仪器应该有的功能。