可重构虚拟仪器是工业生产和科研领域中测量仪器的研究热点和发展趋势,不但可以实现构件化技术、虚拟仪器技术、测试总线技术、信号处理技术以及人机界面技术等的融合,而且通过测量资源的动态添加、动态互联以及动态重构实现终端用户自定义测量仪器的功能。但是,测试需求的改变对于测量资源提出了动态性、演化性和可重构性的要求。本文从理论和实践两方面对可重构虚拟仪器的若干问题进行了研究,其主要的研究工作及成果体现在以下几个方面:　　第一,针对传统仪器中硬件决定仪器功能带来的测量仪器功能单一、灵活性差的问题,在以数据为中心的测量标准模型和现场可编程虚拟仪器内核模型的基础上提出了可重构虚拟仪器的总体结构模型,采用基于构件的装配方式代替传统的编译方式,解决了虚拟仪器系统的在线重构问题。　　第二,针对现场可编程虚拟仪器内核(Field Programmable Virtual Instrument, FPVI)中测量资源的标准化接口描述和动态管理问题,提出了现场可编程虚拟仪器内核的软件体系结构以及核心模型,从编程、表示和实现的角度研究了构件以及连接件的模型,解决了测量资源的统一描述和管理问题;提出了基于可达矩阵的软件体系结构演化模型,研究了用户重构过程对于体系结构的影响和波及效应。　　第三,针对虚拟仪器的动态重构配置管理平台提出的重构性能和安全性的要求,分析了虚拟仪器动态重构过程,提出了基于反射的动态重构管理模型;研究了虚拟仪器系统重构过程应满足的约束,给出了行为一致性的定义,分析了保证系统行为一致性的算法模型,设计了具体的重构意图算法,提高了虚拟仪器系统的重构性能,保证了重构过程的安全性。　　第四,针对可重构虚拟仪器测量资源的标准化描述和扩展问题,从逻辑管脚显示层、芯片应用层以及芯片逻辑连接关系层的角度研究了可重构虚拟仪器系统各组成部分的形式化规约以及描述规范,提出了可重构虚拟仪器语言(XML-Based Virtual Instrument Markup Language,XVIML)的整体结构模型和动态解析模型,实现了可重构虚拟仪器功能的动态加载和动态扩展。　　在上述研究的基础上,设计完成了可重构虚拟仪器系统的原型系统;基于可重构虚拟仪器平台,开发了多功能转子实验台信号分析系统和三坐标机械手控制系统,通过实例验证了本文研究的可重构虚拟仪器技术理论以及相关关键技术的正确性、可行性和有效性。