Comment améliorer les performances de vos applications LabVIEW

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1 Comment améliorer les performances de vos applications LabVIEW Antoine PALLADINI Responsable de Projets ARCALE france.ni.com

2 ARCALE propose des prestations dans les domaines du test et mesure et de l embarqué Concevoir Développer Maintenir

3 Historique et évolutions Fondée en 2002 par trois ingénieurs de National Instruments PARIS Trois agences Trois équipes CA (K ) Évolution du CA TOULOUSE GRENOBLE

4 Secteurs d activités - Références Industrie Aéronautique Défense Transport / Energie R&D Autre

5 Savoir-faire

6 Atouts

7 Formation Formation spécifique Formation à la maintenance des applications développées ARCALE Toulouse est centre de formation NI

8 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution

9 Le cycle d optimisation Optimiser Améliorer l efficacité Améliorer la vitesse Benchmark Évaluer les performances Identifier les zones à problème

10 Pourquoi doit-on profiler son code La règle du 80/20 des performances logicielles 80 % du temps d exécution a lieu dans 20 % du code L amélioration des performances est plus efficace dans les 20 % Difficulté : trouver de quels 20% il s agit!

11 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution

12 Gestionnaire de tâches Windows Permet à l'utilisateur de savoir si c'est la mémoire ou l'utilisation de la CPU qui pose problème Peut servir à identifier des fuites mémoire Afficher» Sélectionner les colonnes vous permet d'ajouter des statistiques supplémentaires

13 Performance monitor Vous permet de contrôler les processeurs les E/S sur disque les accès réseau la mémoire/paging Accéder en tapant perfmon dans la boîte de dialogue Exécuter de Windows

14 Benchmarking d exécution de code Timing Template (data dep) exemple fourni avec LabVIEW

15 Benchmarking d exécution de code Code Analyse Calibrage Benchmark Project exemple fourni avec LabVIEW Real-Time

16 Afficher les allocations de buffer Mise en évidence des allocations mémoire Outils»Profil»Afficher les allocations de buffer

17 VI Profiler Statistiques d utilisation de la mémoire et temps d exécution des VIs Outils»Profil»Performances et mémoire...

18 Toolkit LabVIEW Desktop Execution Trace Traces d exécutions détaillées Informations sur les threads et VIs Mesure du temps d exécution Plusieurs sessions VIs Threads, CPU et mémoire

19 Toolkit Real-Time Execution Trace Traces d exécutions détaillées Informations sur les threads et VIs Mesure du temps d exécution Multiple sessions Threads Usage CPU VIs

20 Résumé sur le benchmarking Au niveau du système d exploitation Task Manager, Perfmon Au niveau LabVIEW Allocation mémoire, VI Profiler, VIs de benchmark Au niveau des VIs Toolkit LabVIEW Desktop Execution Trace

21 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution

22 Performances mémoire Les fonctionnalités suivantes affectent l impact de l allocation mémoire sur votre application : sémantique des fils, structure «Élément en place» adapter les types de données coercition de type allocation des tableaux

23 Sémantique des fils Chaque fil est un buffer Les branches créent des copies

24 Utilisation de la structure Élément en place Vous permet de modifier de façon explicite les données en place

25 Types de nœud en bordure Indexer/remplacer un élément d un tableau Diviser/remplacer des sous-tableaux Désassembler/assembler des éléments Désassembler/assembler les éléments d une Waveform Variant vers/à partir d un élément Entrée/sortie en place sur un élément Lire/écrire une référence de valeur de donnée

26 Exemple d'optimisation Fonctionne sur chaque élément d'un tableau de formes d'ondes

27 Adapter les types de données Afin d optimiser les allocations mémoire, utiliser les types de données les mieux adaptés : organiser vos données en tableau ou Cluster utiliser des singles plutôt que des doubles si possible

28 Coercition de type Changer le type des données pour obtenir le type de données souhaité Les points indiquent automatiquement une coercition Nécessite une copie Point de coercition

29 Construire des tableaux Il existe plusieurs façons d'allouer des tableaux Certaines sont plus efficaces que d autres! Réalloue la mémoire à chaque itération de boucle

30 Construire des tableaux Il existe plusieurs façons d'allouer des tableaux Certaines sont plus efficaces que d autres! Pré-allocation de la mémoire Pas de réallocation en cours d exécution

31 Construire des tableaux Il existe plusieurs façons d'allouer des tableaux Certaines sont plus efficaces que d autres! La mémoire est pré-allouée Simplicité et efficacité garanties!

32 L ordre de construction des tableaux Ajouter à la fin d un tableau est bien plus efficace que d ajouter au début Si vous devez ajouter des éléments au début d un tableau, ajoutez-les à la fin, et utilisez une seule fois la fonction «inverser un tableau» lorsque c est terminé

33 Démo Les effets de l optimisation mémoire

34 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution

35 Optimisation de l exécution Les axes d amélioration : le Multicore ; Le Multithread LabVIEW Multithread les communications entre threads (Piles Vs Événements) gestion des IHM

36 Le multicœur Système Monocœur Système Multicœur

37 LabVIEW multithread Application LabVIEW Multithread Concrètement

38 Profiter du multicœur en LabVIEW Boucle For parallèle Nouveauté LabVIEW 2009 Pipelining

39 Profiter du multicœur en LabVIEW La boucle cadencée

40 Communications entre boucle Les piles Les événements Notifier Rapidité Information sur l état de la pile FIFO ou LIFO Flush Nécessite une structure événement Mettre à jour une IHM Perte possible de données Pile à un seul élément

41 Communication entre boucle Les files d attente Exemple d une architecture associant la performance du multithread, des piles, du pipelining

42 Éviter le code inutile dans les boucles Ne placez que le code qui doit être répété dans les boucles L ouverture/fermeture des références doit se faire à l extérieur des boucles

43 Utiliser des primitives Les primitives sont plus efficaces que les opérations en chaîne Est moins efficace que :

44 Mise à jour de l IHM Parmi les points les moins considérés Pas si évident De la même manière que pour la gestion mémoire, LabVIEW essaie d optimiser l affichage de l IHM, mais il ne peut pas réaliser de miracles

45 Le thread de l IHM Les mises à jour de la face-avant ont lieu dans le thread de l IHM L exécution a lieu dans d autres threads Les données partagées doivent être protégées LabVIEW crée une copie supplémentaire appelée «buffer de transfert» Thread Thread Thread UI Loop Exec Exec

46 Certaines opérations nécessitent le thread de l IHM Les références aux commandes de la face-avant Le nœud d appel de bibliothèques Le nœud de propriété des commandes/indicateurs

47 Les effets des nœuds de propriété de l IHM sur les performances Les nœuds de propriété des commandes/indicateurs sont lents Nécessitent des changements des threads Ne peuvent pas être parallèles Nombre d entre eux déclenchent des modifications d IHM Les nœuds de propriété dans une boucle rapide sont mauvais La propriété «valeur» a les propriétés d un nœud de propriété pas d un terminal

48 Gestion d IHM Ne mettez à jour les indicateurs que lorsque vous en avez besoin Une mise à jour toutes les 100 ms est suffisante Les données sont copiées des buffers d exécution aux buffers de transfert des buffers de transfert aux buffers d indicateurs

49 Différer la mise à jour de l affichage Utiliser le nœud de propriété «DeferPanelUpdates» afin de différer la mise à jour des interfaces utilisateur

50 Propriétés d'exécution Fichier» Propriétés du VI» Exécution <CTRL-I>

51 VIs réentrants La réentrance permet à un sous-vi d'être appelé de façon simultanée depuis plusieurs emplacements Nécessite de la mémoire supplémentaire pour chaque instance Utiliser des VIs réentrants dans deux cas différents Pour permettre à un sous-vi d'être appelé en parallèle Pour permettre à une instance de sous-vi de maintenir son propre état

52 Appels de sous-vis Les appels de sous-vis ne coûtent rien On peut noter un certain temps système La priorité des sous-routines est particulièrement utile pour les petits VIs qui sont souvent appelés Appeler un sous-vi dans un système d'exécution différent peut coûter très cher Toutefois, l'appel d'un sous-vi ne provoque pas nécessairement de nouvelles copies de mémoire

53 Démo Les effets de l optimisation d exécution

54 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution Réduit l utilisation mémoire, augmente la vitesse Règle du 80/20

55 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution Les outils Windows (gestionnaire de tâche, perfmon) VI Profiler Toolkit Real-Time Execution Trace

56 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution Ôtez les points de coercition Profitez des structures en place

57 Améliorer les performances en LabVIEW Le but de l optimisation Les outils Optimisation mémoire Optimisation de l exécution Sachez où LabVIEW peut vous aider Limitez les mises à jour des indicateurs Utilisez des paramètres d exécution appropriés

58 Aller plus loin ni.com/multicore ni.com/devzone ni.com/training L aide LabVIEW Formation LabVIEW Performance

59 Formations Débutant Expérimenté Avancé Cours Certifications LabVIEW Core 1 LabVIEW Core 2 Cours sur le matériel NI Certified LabVIEW Associate Developer Exam LabVIEW Core 3 LabVIEW Connectivity Certified LabVIEW Developer Exam Advanced Architectures for LabVIEW Managing Software Engineering in LabVIEW Certified LabVIEW Architect Exam Économiser du temps et de l argent avec les formations NI Lors d un sondage mondial, les utilisateurs NI ont rapporté : Apprentissage 66 % plus rapide Développement d applications 50 % plus rapide 43 % de temps en moins pour la maintenance 0% 50% 100% *Source: NI WW training customer survey, 2009, n = 640, from US, Canada, Germany, Spain, Poland, Mexico, Brazil, South America, Japan, Taiwan, ASEAN

60 france.ni.com Des questions?

61 Restez connecté(e) avant et après NIDays youtube.com/nifrance facebook.com/nifrance ni.com/rss/f twitter.com/nifrance ni.com/community