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什么是CompactRIO?

2014-01-14

核心提示:NI CompactRIO是一款可重新配置的嵌入式控制和采集系统。 CompactRIO系统坚固的硬件架构中包含:I/O模块、可重新配置现场可编程
NI CompactRIO是一款可重新配置的嵌入式控制和采集系统。 CompactRIO系统坚固的硬件架构中包含:I/O模块、可重新配置现场可编程门阵列(FPGA)机箱、嵌入式控制器。 此外,CompactRIO通过NI LabVIEW图形化编程工具接受编程,并用于各类嵌入式控制和监测应用程序。
 
     
 
 
了解CompactRIO架构
CompactRIO系统包含:用于通信和处理的嵌入式控制器、容纳可编程FPGA的可重新配置机箱、可热插拔的I/O模块、用于快速实时、Windows与FPGA编程的图形化LabVIEW软件。 通过以下栏目,深入了解所有这些组件。
 

 

 

 
 

 控制器/机箱
NI CompactRIO系统包含:实时控制器和可重新配置机箱。实时嵌入式控制器提供强大的独立嵌入式执行能力,可执行确定性的LabVIEW实时(Real-Time)应用程序或多或灵活的Windows Embedded Standard 7应用程序。嵌入式机箱搭载了可重新配置的I/O(RIO)FPGA内核,是CompactRIO系统的关键组成部分。 
 
 低成本
 
NI一系列高性价比的CompactRIO系统不仅成本低而且封装小巧,非常适合OEM与批量部署。
 高可靠性
 
考虑将应用程序部署至全球最恶劣的环境时,最佳选择无疑是采用高可靠性的CompactRIO系列平台。
 高性能
 
如果应用程序需要密集式多核处理功能、集成式VGA图像或强力I/O扩展,高性能CompactRIO产品线正是您需要的。
 
比较机箱/控制器特性
 
 

 扩展机箱
NI可重配置I/O (RIO)扩展机箱将NI C系列平台的优势延展到需要数百乃至数千路通道的RIO应用。 C系列模块提供集成式信号调理和连接端子,这让它们无需外部自定义电路与连线就能有效建立大型混合型I/O系统。 每款扩展机箱同样包含Xilinx现场可编程门阵列(FPGA);用户可借助NI LabVIEW FPGA模块编程,实现高速且可定制的I/O定时、在线处理和控制功能。 
 EtherCAT RIO扩展机箱
 EtherCAT RIO提供确定性分布式I/O,用来满足某些系统对定时与同步的严格要求。 采用实时以太网,这款用于C系列模块的8槽坚固型机箱能与任何包含2个以太网端口的CompactRIO、实时工业控制器或实时PXI系统,进行确定的通信。借助菊花链(daisy-chain)方式将控制器连接至多个从机箱(slave chassis),用户既可以借助于扩展机箱帮助严格限时的应用获得高通道数,又能维持高度的确定性。 此外,您还能将FPGA代码嵌在扩展I/O上,继而分流控制器上的处理并缩减响应时间。 每款NI 9144机箱均提供8个C系列I/O插槽,以及用于自定义定时、在线处理和控制的2百万门FPGA。
 
 以太网RIO扩展机箱
 以太网RIO提供最灵活的扩展式RIO解决方案,因而能够轻松地将可编程FPGA和混合信号调理I/O添加至各类以太网络。 以太网RIO机箱适用于分布式远程测量系统,并能轻松集成各类实时NI CompactRIO系统、实时PXI系统或使用标准10/100以太网的Windows PC。每款NI 9148机箱均提供8个C系列I/O插槽,用于自定义定时、在线处理和控制的2百万门FPGA,以及用于提高可靠性的网络故障防护,并同时支持 LabVIEW FPGA模式与RIO扫描模式。
 
 MXI-Express RIO
 对于需要定制信号处理与控制算法或是需要混合信号调理I/O的应用,MXI-Express RIO提供了最高性能的可重复配置I/O的解决方案。MXI-Express RIO机箱具备极高的数据吞吐量和最佳性能的FPGA,适合硬件在环、实时测试和复杂的科研应用。可借助菊花链(daisy-chain)方式将控制器连接至多个MXI-Express RIO机箱(其中包括:实时或Windows PXI、PC、机架式机箱与工业控制器)。NI 9157和NI 9159机箱均具有14个C系列I/O插槽;每个菊花链(daisy-chain)最多连接6个机箱,每个控制器最多连接8个菊花链(daisy- chain)。 借助250MB/s总线吞吐率(bus throughput),MXI-Express RIO可处理最高密度的数据读写应用。
 

   


 模块
NI CompactRIO通过LabVIEW FPGA的基本I/O功能将硬件与每个I/O模块的输入/输出电路直接连接。 每个I/O模块含有内置的信号调理和螺栓端子、BNC或D-Sub连接器。 目前,有适合不同测量的50多款C系列模块,包括:热电偶、电压、电阻温度探测器(RTD)、电流、电阻、应变、数字(TTL和其他)、加速度计、麦克风。 单个模块上通道数的范围从3路到32路不等,可满足多种系统需求。 
 
 
  C系列模块
 
目前,有适合不同测量的50多款C系列模块,包括:热电偶、电压、电阻温度探测器(RTD)、电流、电阻、应变、数字(TTL和其他)、加速度计、麦克风。 单个模块上通道数的范围从3路到32路不等,可满足多种系统需求。 
 
 
 

 软件
NI LabVIEW是一种图像化的开发环境,它拥有基于配置的工具和强大的编程开发能力,适合用于开发带有专业用户界面的测量、分析和控制应用。此外 LabVIEW和NI CompactRIO使得FPGA技术更易于使用,用户可以在定制自己的控制电路的同时降低系统的复杂度,并获得较传统自定义电路开发方式而言更低的成本。 
 NI LabVIEW开发系统
 数百万工程师和科学家可使用NI LabVIEW图形化编程环境,借由类似于流程图的直观图标和连线,开发复杂的测量、测试和控制系统。 它既能无可比拟地集成数千款硬件设备,也能通过上百个内置库实现高级分析和数据的可视化——两者都能创建虚拟仪器。 NI LabVIEW平台可在多种终端和操作系统中扩展,自1986年推出便成为行业领袖。 LabVIEW Real-Time和FPGA模块让用户能够将应用程序开发、调试和部署至CompactRIO上的微处理器和FPGA。
 
 NI LabVIEW Real-Time模块
 NI实时技术为时间要求苛刻的应用系统提供可靠、确定的性能。 采用NI LabVIEW Real-Time模块,快速、高效地将复杂的实时系统开发并部署至CompactRIO的微处理器。
 
 
 
 
 
 
 NI LabVIEW FPGA模块
 借助NI LabVIEW FPGA模块,您可采用图形化编程来创建自定义的测量和控制硬件,而无需拥有底层硬件描述语言或板卡设计的经验。 使用该自定义硬件,可以实现:独特的定时和触发例行程序、超高速控制、数字协议连接、数字信号处理(DSP)、RF及通信和其他许多对高速硬件可靠性和高度确定性提出要求的应用程序。 使用LabVIEW FPGA模块,将应用程序开发、编译并部署至CompactRIO的板载FPGA。
 

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