NI-XNET CAN、LIN、FlexRay 平台概述

NI-XNET 介面，整合初階微控制器介面的彈性與效能，還有 Windows 搭配 LabVIEW Real-Time 作業系統的功能與速度。針對如硬體迴路 (HIL) 模擬的高需求系統，不論是從設計初期，乃至於後續的效能或簡單易用性，這些介面卡均可於大量訊號、低潛時的環境中妥善運作。 

NI-XNET 效能的關鍵技術,即為 NI-XNET 裝置驅動的 DMA 引擎。此申請專利中的技術，可將系統潛時從毫秒 (Millisecond) 降低至微秒 (Millisecond)，有效解決了電腦架構 CAN、LIN 與 FlexRay 介面的常見潛時問題。此引擎可搭配使用快取 (On-board) 的逐埠 (Per port) 處理器,於介面與使用者程式之間搬移 CAN、LIN 與 FlexRay 框架/訊號,且不會讓 CPU 產生中斷;藉以省下主機處理器處理複雜模型與應用的時間。

• NI-XNET 驅動程式：可於 NI LabVIEW、LabWindowsTM/CVI、與 C/C++ 中撰寫框架與訊號應用。而同樣的讀寫函式亦可續用於 CAN、LIN 與 FlexRay,可大幅簡化具備多重網路的系統。
• NI-XNET 裝置驅動 DMA 引擎:可於所有通訊埠上串流完整的 FlexRay (各個 FlexRay 通道可達最高 10 Mbits/s) 與 CAN 匯流排負載,且不會產生框架遺失 (Frame loss)。
  
• 各組通訊埠均具有其專屬的處理器 (Per-port processor)：最多可管理 192 個硬體加速的框架,降低主機系統的負載與軟體複雜度。
• 整合 NI 產品：利用微秒層級的時間戳記、外部時基 (Timebase) 支援功能,與 NI-XNET 觸發功能,讓 NI-XNET 介面可整合數百組 NI PCI、PXI 和 C 系列裝置,以用於多種客制化應用,從同步資料採集與匯流排層級的量測,到故障植入與大型分散式系統等。
• 隨附軟體：NI-XNET CAN、LIN 與 FlexRay 介面隨附了 NI-XNET 驅動程式、API、NI-XNET Bus Monitor、NI-XNET Database Editor;完全不需額外費用。
  適用於 LabVIEW 的 NI-XNET API 入門
• 整合式訊號資料庫：可自動將 CAN、LIN 與 FlexRay 框架編譯為工程設計層級的訊號。而由於 NI-XNET API 必須搭配使用介面卡處理器,因此該功能往往僅出現於重要應用中。針對工業標準的訊號資料庫,提供整合式的支援功能,包含 FIBEX、CANdb (.DBC)、LDF 與 NI-CAN (.NCD)。NI-XNET 可簡化客制應用的建立程序,並於複雜的嵌入式設計流程中整合其他工具。
  深入了解 FIBEX 與 NI-XNET 資料庫編輯器
• 向下相容性：可相容最早期的 NI-CAN Frame，還有使用 NI-XNET 針對 NI Series 2 與 USB CAN 介面所撰寫的 Channel API 應用程式。NI-XNET NI-CAN 相容層 (Compatibility layer)，可於驅動程式階層進行操作，以極高效能建立即時可用的應用，而不需耗時重新撰寫或編譯程式碼。 
  深入了解 NI-CAN 相容性層
• 整合式收發器：透過 NI-XNET CAN、LIN 與 FlexRay 介面中的整合式收發器，可簡化設定作業、提升穩定度，並避免隱藏成本。NI-XNET CAN 介面亦提供高速、低速、與可透過軟體進行選擇的型號。 
• 訊號資料庫支援: 搭配使用工業標準的 CAN、LIN 與 FlexRay 訊號資料庫格式,包含 FIBEX、CANdb、LDF 與 NI-CAN (.NCD)。NI-XNET 裝置並支援最多 128 個硬體加速框架，可減少主系統重複處理作業的負擔。NI-XNET 介面卡並可透過 NI LabVIEW 軟體與 PXI 模組化儀器，進行整合與同步化作業。

NI-XNET CAN 程式設計

圖 1.圖 1. 可讀寫 CAN 訊號的簡易 NI-XNET 範例程式碼

NI-XNET FlexRay 程式設計

圖 2.圖 2. 更改區段輸入,即可將相同的 NI-XNET 程式碼轉接至 FlexRay 訊號的讀寫作業

嵌入式網路正蓬勃發展,在汽車工業中尤其如此。嵌入式網路整合 CAN 與 LIN 匯流排以達最高效能,除了可維持其成本優勢之外,並可降低傳輸作業所產生的影響。常見的 API 可簡化應用的開發與維護作業，如如混合嵌入式網路的原型製作，模擬，與測試作業。FlexRay 匯流排的效能具有多項優點,卻也會為測試、模擬、與原型製作系統提升其複雜度與頻寬需求。 

NI-XNET API 則是為 CAN、LIN 與 FlexRay 工程師所設計,可讓使用者迅速入門並執行 CAN、LIN 與 FlexRay 應用。LabVIEW Project 即具備超過 140 筆的現成範例、範例訊號資料庫,與完整的說明記錄;搭配使用 NI-XNET 之後,即可輕鬆開發 CAN、LIN 與 FlexRay 應用。 NI-XNET 還可使用適用於 PCI、PXI、NI CompactDAQ 與 NI CompactRIO 的相同 NI-XNET API,輕鬆在不同的環境與使用案例中使用相同的軟體應用程式。

對精確的 CAN、LIN 模擬與快速的控制原型製作而言,首重 CAN 與 FlexRay 訊號/框架的即時處理作業至關重要。 NI-XNET 裝置的 LabVIEW 應用程式,幾乎不需修改程式碼即可用於 Windows 與 LabVIEW Real-Time 系統,進而可簡化跨平台程式碼的建立與維護作業。NI-XNET 介面卡即針對即時環境所設計,可達最小抖動 (Jitter) 與最高效能,並讓模擬作業更為精確,測試系統更穩定。 

NI 裝置驅動 DMA 引擎

NI-XNET 介面結合初階微控制器程式設計的彈性與效能,還有 Windows 與 LabVIEW Real-Time 作業系統的功能與速度。針對電腦架構 CAN 介面卡的常見缺點，已申請專利的 NI-XNET 裝置驅動 DMA 引擎，可將系統延遲從毫秒 (Millisecond) 縮短到微秒 (Microsecond)。此引擎還可透過內建的處理器，於介面卡與程式之間搬移 CAN 框架/訊號，不需透過電腦 CPU 處理；藉此省下主處理器對複雜模型與應用的處理時間。 

• FlexRay
• 控制器區域網路
• 本地互連網路

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