Überblick über die NI-XNET-CAN-, LIN- und FlexRay-Plattform

NI-XNET Schnittstellen kombinieren die Leistung und Flexibilität von Low-Level-Mikrocontrollern mit der Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit von Windows und LabVIEW Real-Time. Diese von Grund auf für Leistung und Benutzerfreundlichkeit in anspruchsvollen Anwendungen wie Hardware-in-the-Loop-Simulation konzipierten Schnittstellen funktionieren gut in Umgebungen mit hoher Signalanzahl und geringer Latenz.  

Die Kerntechnologie von NI-XNET ist die gerätegesteuerte DMA-Engine von NI-XNET. Diese zum Patent angemeldete Technologie reduziert die Systemlatenz, die bei PC-basierten CAN-, LIN- und FlexRay-Schnittstellen häufig auftritt, von Millisekunden auf Mikrosekunden. Die Engine arbeitet mit Onboard-Prozessoren pro Port, um CAN-, LIN- und FlexRay-Frames und -Signale ohne CPU-Interrupts zwischen der Schnittstelle und dem Anwenderprogramm zu übertragen, wodurch Host-Prozessorzeit für die Verarbeitung komplexer Modelle und Anwendungen frei wird.

• NI-XNET Treibersoftware: Entwirft Frame- und Signalanwendungen in NI LabVIEW und NI LabWindowsTM/CVI sowie C/C++. Die gleichen Lese- und Schreibfunktionen werden für CAN, LIN und FlexRay verwendet, was Systeme mit mehreren Netzwerken erheblich vereinfacht.
• NI-XNET-DMA-Engine: Streamt volle FlexRay- (bis zu 10 Mbit/s pro FlexRay-Kanal), CAN- und LIN-Buslasten an allen Ports ohne Frameverlust.
  
• Dedizierte Prozessoren pro Port: Verwalten Sie bis zu 192 hardwarebeschleunigte Frames, wodurch die Auslastung des Host-Systems und die Softwarekomplexität reduziert werden.
• Integration mit NI-Produkten: NI-XNET ermöglicht die Integration von NI-XNET-Schnittstellen mit Hunderten von PCI-, PXI- und C-Serien-Geräten für eine Vielzahl benutzerdefinierter Anwendungen, von synchronisierten Datenerfassungs- und Buspegelmessungen bis hin zu Fehlerbehebungen und großen verteilten Systemen.
• Gebündelte Software: Sie erhalten kostenlos NI-XNET CAN-, LIN- und FlexRay-Schnittstellen, einschließlich NI-XNET Treiber und API, NI-XNET Bus Monitor und NI-XNET-Datenbank-Editor.
  Erste Schritte mit der NI-XNET-API für LabVIEW
• Integrierte Signaldatenbanken: CAN-, LIN- und FlexRay-Frames werden automatisch in Signale auf technischer Ebene übersetzt, da die NI-XNET API mit den Schnittstellenprozessoren arbeitet. NI-XNET unterstützt branchenübliche Signaldatenbanken wie FIBEX, CANdb (*.DBC), LDF und NI-CAN (*.NCD) und vereinfacht so das Erstellen benutzerdefinierter Anwendungen für die Arbeit mit anderen Tools in komplexen Embedded-Entwicklungsworkflows.
  Weitere Informationen zu FIBEX und dem NI-XNET Database Editor
• Rückwärtskompatibilität: Erzielen Sie Kompatibilität mit den meisten älteren NI-CAN-Frame- und Kanal-API-Anwendungen, die für NI-Serie-2- und USB-CAN-Schnittstellen mit NI-XNET-Schnittstellen entwickelt wurden. Die NI-XNET NI-CAN Compatibility Layer arbeitet auf Treiberebene und sorgt so für eine Steigerung der Leistung etablierter interner Anwendungen ohne zeitaufwändiges Refactoring und Kompilieren von Programmcode.  
  Informationen zur NI-CAN Kompatibilitätsschicht
• Integrierte Transceiver: Die integrierten Transceiver in NI-XNET CAN-, LIN- und FlexRay-Schnittstellen vereinfachen die Einrichtung, erhöhen die Zuverlässigkeit und vermeiden versteckte Kosten. NI-XNET CAN-Schnittstellen sind in Hochgeschwindigkeits-/FD-, Low-Speed- und per Software wählbaren Modellen erhältlich. 
• Unterstützung für Signaldatenbanken: Arbeiten Sie mit Industriestandard-CAN-, LIN- und FlexRay-Signaldatenbankformaten wie FIBEX, CANdb, LDF und NI-CAN (*.NCD). Mit der Unterstützung für bis zu 128 hardwarebeschleunigte Frames entladen NI-XNET-Geräte die sich wiederholende Verarbeitung vom Host-System. NI-XNET-Schnittstellen können mit NI-LabVIEW-Software und modularen PXI-Instrumenten integriert und synchronisiert werden.

NI-XNET CAN-Programmierung

Abbildung 1. Einfacher NI-XNET Beispielcode zum Lesen und Schreiben von CAN-Signalen

NI-XNET FlexRay-Programmierung

Abbildung 2. Derselbe NI-XNET Code, der an das Lesen und Schreiben von FlexRay-Signalen durch Ändern der der Session-Eingänge angepasst ist

Neue Embedded-Netzwerke, insbesondere in der Automobilindustrie, kombinieren CAN-, LIN- und FlexRay-Busse, um die Leistung zu maximieren und gleichzeitig Kostenvorteile zu erzielen und den Übergangsaufwand zu reduzieren. Eine gemeinsame API vereinfacht die Entwicklung und Wartung von Anwendungen, die diese hybriden Embedded-Netzwerke prototypisieren, simulieren und testen. Mit den zusätzlichen Leistungsvorteilen des FlexRay-Busses ergeben sich zusätzliche Anforderungen an Komplexität und Bandbreite für Test-, Simulations- und Prototypensysteme. 

Die NI-XNET API wurde entwickelt, um sowohl neuen als auch erfahrenen CAN-, LIN- und FlexRay-Ingenieuren den schnellen Einstieg in CAN-, LIN- und FlexRay-Anwendungen zu erleichtern. Durch die enge Integration des LabVIEW-Projekts, über 140 sofort einsatzbereite Beispiele, Beispielsignaldatenbanken und umfassende Dokumentation erleichtert NI-XNET die Entwicklung von CAN-, LIN- und FlexRay-Anwendungen. NI-XNET erleichtert außerdem die Arbeit mit derselben NI-XNET API für PCI, PXI, NI CompactDAQ und NI CompactRIO.

Die Echtzeitverarbeitung von CAN-, LIN- und FlexRay-Signal- und Frame-Daten ist entscheidend für eine genaue Hardware-in-the-Loop-Simulation und Rapid Control Prototyping. LabVIEW-Anwendungen für NI-XNET-Geräte funktionieren sowohl auf Windows- als auch auf LabVIEW-Real-Time-Zielsystemen mit geringer bis gar keiner Codeänderung, was das Erstellen und Warten von Programmcode auf verschiedenen Plattformen vereinfacht. NI-XNET-Schnittstellen arbeiten in einer Echtzeitumgebung mit minimalem Jitter und maximaler Leistung, wodurch Simulationen genauer und Testsysteme zuverlässiger werden. 

Gerätegesteuerte DMA-Engine von NI

NI-XNET Schnittstellen kombinieren die Leistung der Low-Level-Mikrocontroller-Programmierung mit der Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit von Windows und LabVIEW Real-Time. Die zum Patent angemeldete gerätegesteuerte DMA-Engine NI-XNET reduziert die Systemlatenz, die bei PC-basierten CAN-Schnittstellen häufig auftritt, von Millisekunden auf Mikrosekunden. Mit Hilfe der Engine kann der geräteeigene Prozessor CAN-Frames und -Signale zwischen Schnittstellen und Anwenderprogrammen austauschen, ohne dass es zu CPU-Interrupts kommt. 

• FlexRay
• Controller Area Network
• Lokales Verbindungsnetzwerk

Für die Verwendung der Marke LabWindows wurde eine Lizenz bei der Microsoft Corporation eingeholt. Windows ist ein in den USA und anderen Ländern eingetragenes Warenzeichen der Microsoft Corporation.