Entwicklungsumgebung NI LabVIEW 2011 für FPGA mit bis zu fünfmal mehr Leistung

Veröffentlichungsdatum: Jul 29, 2011 | 2 Ratings | 2.00 out of 5 |  PDF

Übersicht

Die Software NI LabVIEW 2011 ist eine Programmierumgebung, die weitaus stabiler und reaktionsschneller als ältere LabVIEW-Versionen ist. Dies lässt sich besonders gut anhand des LabVIEW 2011 FPGA Module veranschaulichen. Das Tutorium geht auf Verbesserungen in LabVIEW ein, die sich speziell auf die Entwicklung mit Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) beziehen.

Inhaltsverzeichnis

  1. Laden einer Anwendung
  2. Verdrahtung
  3. Prozessorschnittstelle
  4. Kompilierung
  5. Bewertung der Gesamtleistung während der Entwicklung
  6. Nützliche Links

1. Laden einer Anwendung

In früheren LabVIEW-Versionen konnte es bei LabVIEW-FPGA-VIs mit einer großen Anzahl an Elementen teilweise länger dauern, bis diese geladen wurden. Die Architektur des Knotens wurde in LabVIEW 2011 deutlich optimiert, um den Ladevorgang für größere VIs zu beschleunigen.

Abb. 1: Die Ladezeit für LabVIEW-FPGA-VIs wurde in LabVIEW 2011 deutlich verkürzt.

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2. Verdrahtung

Für umfangreiche Überwachungs-, Steuer- und Regelanwendungen ist gelegentlich das Sammeln und Manipulieren vieler Datenkanäle erforderlich – eine Aufgabe, für die eine Hardwareplattform wie NI CompactRIO ideal geeignet ist. Doch bisher konnte sich die Leistung einfacher Operationen wie Verdrahtungen für Diagramme mit einer Vielzahl an I/O-Knoten verschlechtern. In LabVIEW 2011 wurden diese Knoten neu implementiert und dadurch Schwierigkeiten bei der Bearbeitungszeit behoben.

Abb. 2: Die Verdrahtung in LabVIEW FPGA erfolgt nun spürbar schneller.

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3. Prozessorschnittstelle

Für Anwendungen zur Datenverschlüsselung können einige Handshaking-Schritte zwischen einem Prozessor und dem FPGA nötig sein. In früheren LabVIEW-Versionen reagierten Anwendungen, die über eine Vielzahl an Host-Schnittstellenelementen verfügten, teilweise nicht mehr oder es konnte nur schwer mit ihnen gearbeitet werden. In LabVIEW 2011 wurde diese Schnittstelle neu gestaltet und liefert nun eine deutlich reaktionsschnellere Bearbeitung.

Abb. 3: Viele Host-Schnittstellenknoten lassen nun eine reaktionsschnellere Bearbeitung in LabVIEW zu.

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4. Kompilierung

Die Kompilierung eines LabVIEW-FPGA-VIs kann einige Minuten bis zu mehrere Stunden dauern. In neuere LabVIEW-Versionen wurden bessere Möglichkeiten integriert, um VIs, wenn nötig, vor der Kompilierung zu simulieren, sowie effizientere Methoden, um Kompilierung auf andere Computer oder sogar in die Cloud auszulagern. Doch die ersten Schritte der Kompilierung blockieren andere Operationen in LabVIEW und können die Hälfte der gesamten Kompilierzeit beanspruchen. In LabVIEW 2011 wurde diese Phase verbessert und ist bis zu 80 Prozent schneller.

Abb. 4: Ein komplexes Kommunikationsprotokoll wie HDLC (High-Level Data Link Control) benötigt einen großen Anteil an FPGA-Logik und kann viel Kompilierzeit in Anspruch nehmen. Die ersten Schritte der Kompilierung sind nun um bis zu 80 Prozent schneller.

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5. Bewertung der Gesamtleistung während der Entwicklung

Zusätzlich zu den bereits erwähnten Neuerungen bietet das LabVIEW 2011 FPGA Module zahlreiche weitere Verbesserungen für Operationen – vom Ablegen von VIs über das Laden von Dialogen bis hin zu integrierten Werkzeugen wie dem Symbol-Editor. Für einen umfassenderen Vergleich hat die Entwicklungsabteilung mehr als 800 der gängigsten Operationen in LabVIEW 2010 und LabVIEW 2011 bewertet. Die Ausführungzeit jeder Operation wurde gemessen und mit anderen Operationen zusammengefasst, für die dieselbe Zeit benötigt wurde. Zum Beispiel zählte eine While-Schleife, deren Zeichnung 38 ms dauerte, zum ersten Bereich, in dem Operationen zwischen 0 ms und 100 ms dauern. Wurden 620 ms für das Löschen eines Bedienelements benötigt, fiel diese Operation mit anderen in den siebten Bereich von 600 ms bis 700 ms. Die Abbildungen 5 und 6 veranschaulichen den Vergleich zwischen LabVIEW 2010 und LabVIEW 2011. Die Gesamtdauer der Operationen wurde von knapp über 20 Sekunden auf knapp unter 6 Sekunden reduziert – eine Verbesserung der Gesamtleistung um das Fünffache.

Abb. 5: Umfassender Überblick über die Operationen in LabVIEW 2010

Abb. 6: LabVIEW 2011 ermöglicht eine reaktionsschnellere Entwicklungsumgebung bei beinahe allen der über 800 bewerteten Operationen im Vergleich zu LabVIEW 2010.

LabVIEW 2011 setzt neue Standards bei der Ausführungsgeschwindigkeit und -leistung der LabVIEW-Entwicklungsumgebung.

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6. Nützliche Links

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