Componentes de un sistema FlexRIO con E/S modular

Visión General

La línea de productos FlexRIO proporciona E/S de alto rendimiento y potentes FPGAs programables por el usuario en soluciones comerciales listas para usar. Los módulos adaptadores FlexRIO proporcionan E/S analógicas hasta 3 GS/s, digitales hasta 1 Gb/sy RF hasta 4.4 GHz, mientras que los módulos FlexRIO FPGA cuentan con módulos FPGA Virtex-5 o Kintex-7 en PXI, PXI Express y formatos autónomos. Los módulos FlexRIO FPGA son programables con LabVIEW, proporcionando un entono integrado para programación gráfica, simulación, depuración e implementación.

Contenido

Figura 1. FlexRIO combina módulos FPGA programables por el usuario con E/S de alto rendimiento.

 

Módulos FlexRIO FPGA

Los módulos FlexRIO FPGA cuentan con FPGA Kintex-7 en PXI, PXIe y formatos autónomos. Cada módulo FPGA tiene interfaces dedicadas para escritura de datos, E/S, DRAM y reloj y disparo avanzados. Los módulos PXI Express FlexRIO FPGA se conectan al panel trasero PXIe con tecnología PCIe Gen 2, proporcionando velocidades de datos de hasta 3.2 GB/s, mientras que el controlador autónomo para FlexRIO cuenta con tecnología serial de alta velocidad para escritura de datos de hasta 2.5 GB/s. 

 

Figura 2. El controlador autónomo para FlexRIO tiene un FPGA Kintex-7 y un procesador dual-core ARM en un tamaño pequeño optimizado para la implementación.

 

La interfaz del módulo adaptador soporta módulos adaptadores personalizados creados por NI. Consiste en 132 líneas de E/S digital de uso general conectadas directamente a pins FPGA, además de la potencia, sincronización y circuitos necesarios para definir la interfaz. Usted puede configurar estas 132 líneas GPIO para operación de una sola terminal a velocidades de hasta 400 Mbit/s y operación diferencial a velocidades hasta 1 Gbit/s para un ancho de banda de E/S máximo de 66 Gbit/s (8.25 GB/s). Todas las líneas son enrutadas con impedancia controlada, trazas de longitudes iguales y los pares diferenciales son enrutados juntos. 

Figura 3. Los módulos FlexRIO FPGA ofrecen tecnología de escritura de datos "peer-to-peer".

 

Los módulos FlexRIO FPGA también son capaces de realizar escritura de datos peer-to-peer (P2P) con otros módulos que soportan escritura, como el analizador vectorial de señales PXIe-5668R. Esto permite la escritura de datos entre módulos a velocidades de hasta 3.2 GB/s, sin enrutar los datos a través del chipset principal. P2P permite la activación personalizada en el dominio de tiempo y frecuencia y el procesamiento de señales en tiempo real para instrumentos que de otro modo requerirían una CPU para procesamiento adicional. Hasta 16 escrituras P2P son soportadas, simplificando los esquemas de comunicación complejos de múltiples FPGAs sin exigir los recursos del CPU principal. Para más información sobre esta tecnología y una lista de dispositivos que soportan la escritura, consulte la nota técnica titulada Una introducción a escritura de datos "peer-to-peer"

 

La Tabla 1 muestra las diferentes opciones de bus, FPGA y memoria para los módulos FlexRIO FPGA.

 

Modelo Bus/Tamaño FPGA Segmentos FPGA Segmentos DSP FPGA Memoria FPGA (RAM en Bloques) Memoria interna (DRAM)
NI 7935R Autónomo Kintex-7 K410T 63,550 1,540 28,620 kbits 2 GB
NI 7932R Autónomo Kintex-7 K325T 50,950 840 16,020 2 GB
NI 7931R Autónomo Kintex-7 K325T 50,950 840 16,020 2 GB
PXIe-7976R PXI
Express
Kintex-7
K410T
63,550 1,540 28,620 kbits 2 GB
PXIe-7975R PXI
Express
Kintex-7
K410T
63,550 1,540 28,620 kbits 2 GB
PXIe-7972R PXI
Express
Kintex-7
K325T
50,950 840 16,020 kbits 2 GB
PXIe-7971R PXI
Express
Kintex-7
K325T
50,950 840 16,020 kbits 0 GB
PXIe-7966R PXI
Express
Virtex-5 SX95T -2 14,720 640 8,784 kbits 512 MB
PXIe-7965R PXI
Express
Virtex-5 SX95T 14,720 640 8,784 kbits 512 MB
PXIe-7962R PXI
Express
Virtex-5 SX50T 8,160 288 4,752 kbits 512 MB
PXIe-7961R PXI
Express
Virtex-5 SX50T 8,160 288 4,752 kbits 0 MB
PXI-7954R PXI Virtex-5 LX110 17,280 64 4,608 kbits 128 MB
PXI-7953R PXI Virtex-5 LX85 12,960 48 3,456 kbits 128 MB
PXI-7952R PXI Virtex-5 LX50 7,200 48 1,728 kbits 128 MB
PXI-7951R PXI Virtex-5 LX30 4,800 32 1,152 kbits 0 MB

 

Tabla 1. Comparación del módulo FlexRIO FPGA

 

Módulos adaptadores FlexRIO

Los módulos adaptadores definen las entradas y salidas físicas de un sistema FlexRIO y se conectan con el módulo FlexRIO FPGA a través de un conector de borde de tarjeta. Los módulos adaptadores para diferentes aplicaciones están disponibles en National Instruments, la a red NI Partner Network y empresas externas. Si se requiere un módulo adaptador personalizado, el kit de desarrollo de módulo adaptador FlexRIO (MDK) le brinda una vía para que cree el suyo propio. 

 Figura 4. NI, los partners de NI y empresas externas ofrecen módulos adaptadores que se conectan con los módulos FlexRIO FPGA.

 

Módulos adaptadores FlexRIO de National Instruments

Los módulos adaptadores FlexRIO de NI ofrecen E/S de uso general que usted puede usar para personalizar su instrumentación sin construir hardware personalizado. Tienen una interfaz de programación simple y basada en FPGA que no requiere conocimiento en diseño HDL, junto con ejemplos de LabVIEW FPGA para comenzar a trabajar rápidamente. Vea una lista completa de módulos adaptadores FlexRIO.

 

Módulos adaptadores de terceros para FlexRIO

Los módulos adaptadores de terceros para FlexRIO expanden la variedad de E/S en la familia de productos y permiten a LabVIEW FPGA entrar en una variedad más amplia de áreas de aplicación. Estos módulos suelen ser personalizados y específicos de la aplicación.

 

Desarrollo de módulo adaptador FlexRIO personalizado

Con el kit de desarrollo de módulo adaptador (MDK) FlexRIO, usted puede construir sus propios módulos adaptadores FlexRIO exactamente a la medida de su aplicación. Este proceso requiere consideraciones eléctricas, mecánicas, analógicas, digitales para diseño de software y firmware. Además de la interfaz descrita arriba, los módulos adaptadores FlexRIO son alimentados con 6 W de potencia aproximadamente, tienen un EEPROM interno para auto-identificación y los estándares de E/S enumerados en la Tabla 2 a continuación. Aprenda más sobre el kit de desarrollo de módulo adaptador para NI FlexRIO.

 

 Figura 5. El kit de desarrollo de módulo FlexRIO viene con archivos CAD, dibujos, documentación de hardware y software, cubiertas y una revisión del diseño de FlexRIO R&D.

 

 

  1.2 V 1.5 V 1.8 V 2.5 V 3.3 V
LVTTL

LVCMOS

LVDS

 

Tabla 2. Estándares de E/S soportados en la interfaz del módulo adaptador FlexRIO