利用NI CompactRIO與NI Single-Board RIO實現從快速構造原型到低成本發布
發布時間：2010-3-19 11:53
發布者：嵌入式公社
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概覽 在設計過程的早期考慮您的發布硬件的設計目標，可以幫助您縮短產品上市時間。您無需重復勞動，可以通過使用您所發布的產品的原型系統中的相當一部分軟硬件，更快速地發布一個更可靠的嵌入式系統或機器。 NI可重新配置的I/O(RIO)發布曲線 
圖1.NI RIO 發布曲線：從快速構造原型到低成本配置 NI提供了多種商業上現成可用的(COTS)、具有共同的可重新配置的I/O(RIO)架構的硬件。該架構組合了一個實時處理器、一個現場可編程門陣列(FPGA)和多種I/O，其中包括模擬I/O、數字I/O、運動I/O和通信I/O等。利用這一標準架構和NI LabVIEW圖形化開發工具，您可以利用靈活的高性能硬件，快速地設計嵌入式系統和工業監控機器并構造其原型。利用完全的代碼復用，您可以將您的原型系統快速轉換為一個成本優化的發布系統，該系統采用了相同的硬件架構從而降低了成本并縮短了產品上市時間。 NISingle-BoardRIO嵌入式控制與采集硬件 新推出的NISingle-BoardRIO嵌入式產品拓展了NI RIO開發低成本、板卡層次的嵌入式硬件的可用選擇。再次強調，通過標準的NI RIO架構和LabVIEW，您可以利用模塊化的、靈活的CompactRIO快速地開發嵌入式系統，并快速發布到新的、成本更低的、板卡層次的 NISingle-BoardRIO嵌入式硬件。由于您可以從原型構造到開發復用相同的LabVIEW代碼，您可以縮短產品上市時間并提升嵌入式設備與機器的可靠性。 新推出的NISingle-BoardRIO產品提供了如下特性： * Single-Board嵌入式控制與采集 * LabVIEW圖形化編程與面向快速開發的中間件驅動程序工具 * 面向可靠、獨立操作與信號處理的板上實時處理器 * 面向定制I/O定時與處理的板上FPGA芯片 * 板上模擬I/O與數字I/O * 面向板卡層次嵌入式設計的低成本系統
圖2. NISingle-BoardRIO在單個板卡上集成了一個處理器、FPGA和模擬I/O與數字I/O，您可以利用LabVIEW圖形化工具對其進行編程。 每個NISingle-BoardRIO設備在單個板卡上集成了一個嵌入式實時處理器、一個高性能FPGA和板上模擬I/O與數字I/O。與NI推出的所有其他RIO硬件相似，該I/O直接與FPGA相連，提供了定時與I/O信號處理的低層次的定制實現。該FPGA通過一個高速PCI總線與嵌入式實時處理器相連。LabVIEW包含內置的數據傳輸機制，將數據從該I/O傳輸至FPGA并從該FPGA傳輸至嵌入式處理器，以實現實時分析、進一步處理、數據錄入或者與聯網主機的通信。 利用LabVIEW更快速地發布嵌入式系統 利用LabVIEW圖形化開發環境，您可以使用相同的LabVIEW項目，對您的RIO嵌入式系統的實時處理器、可重新配置FPGA和I/O進行編程，以實現嵌入式控制、監測、處理和數據錄入應用。利用專業的LabVIEW模塊，您可以對實時處理器(LabVIEW實時模塊)和 FPGA(LabVIEW FPGA模塊)進行編程。LabVIEW也還擁有一組廣泛的中間件驅動程序，這些驅動程序實現了您的RIO嵌入式系統的所有硬件組件(模擬I/O與數字I /O、FPGA、處理器、外設和存儲器等)的無縫集成。
圖3.利用LabVIEW項目管理和編寫處理、FPGA和I/O的所有代碼。 LabVIEW實時模塊 系統內的嵌入式實時處理器通過LabVIEW實時模塊進行編程，該模塊包含面向浮點控制、處理、分析、數據錄入和通信的內置函數組塊。 LabVIEW實時模塊包含多個特性，例如： * 面向分布式嵌入式實時系統方便聯網的LabVIEW共享變量技術 * 達到微妙精度的確定性軟件定時 * 超過600個浮點高級控制與信號處理函數 * 現有C/C++代碼的集成 * 快速發布和復制現有系統的系統復制工具 LabVIEW FPGA模塊 您可以利用LabVIEW FPGA模塊對RIO硬件系統中的可重新配置的FPGA進行快速編程，以實現定制控制與高速控制、I/O定時和信號處理。LabVIEW FPGA模塊具有下列特性： * 面向現有HDL代碼的方便集成的組件層IP(CLIP)節點 * 快速架構實時代碼和FPGA代碼的FPGA向導 * 使啟動更為方便的FPGA項目向導 * 面向基于FPGA的控制、狀態機以及其他的實現的LabVIEW狀態圖模塊 * 方便開發與調試的FPGA仿真特性 * 定點FPGA IP函數組塊： 1. 快速付立葉變換(FFT) 2. 多通道PID 3. 信號發生器 4. 陷波濾波器 5. 察看所有的預置的LabVIEW FPGA函數和IPNet中的IP 中間件驅動程序工具 嵌入式設計的最大挑戰之一便是創建、調試和驗證用于集成嵌入式系統的所有硬件組件的、驅動程序層次的軟件棧所需的巨大工作量。在傳統情況下，這一集成過程是留給用戶來完成的，這使得嵌入式系統的設計過程變得更為復雜和冗長。 由傳統的Single-Board計算機與其他嵌入式系統供應商提供的基本驅動程序提高了生產率與性能并縮短了產品上市時間，而NI中間件驅動程序則超越了這一基本驅動程序。每臺支持RIO的設備均包含有驅動程序軟件和其他的配置服務軟件。內置的中間件驅動程序工具包含如下功能特性： * 面向模擬、數字、運動和通信I/O與FPGA間接口的內置函數 * 面向FPGA與處理器間數據通信的傳輸函數 * 面向FPGA/處理器至存儲器間接口的方法 * 面向處理器至外設(RS232串口和以太網)間的接口的函數 * 面向高性能的多線程驅動程序 從原型到發布的轉換 具有多個外形尺寸的RIO平臺提供了多種原型構造與開發選項。CompactRIO集成系統與NISingle-BoardRIO為高容量嵌入式系統提供了最佳特性。與其他板卡層次產品相似，NI Single-BoardRIO嵌入式硬件要求您確保您的設計與標準兼容需求(如電磁兼容性(EMC))一致，并支持足夠的散熱。封裝的、現成可用的 CompactRIO系統提供了這些認證�？紤]表1中的規范以確定哪一種RIO硬件最符合您的應用需求。 表1.NI RIO硬件比較
NI公司供稿 |
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