Thiết bị CompactRIO mới nhất có thể giống nhau ở bên ngoài, nhưng bộ điều khiển có trong thực tế được xây dựng lại từ dưới lên.
Khi National Instruments đặt ra yêu cầu để tái tạo lại các nền tảng CompactRIO với một tập hoàn toàn mới về công nghệ cơ bản, yêu cầu đầu tiên là để duy trì khả năng tương thích với các hệ thống nền tảng hiện có và làm cho tính linh hoạt là một phần liên tục của quá trình. Chỉ một quy tắc khác là cải thiện tất cả mọi thứ.
Bạn không thể nói chỉ bằng cách nhìn vào nó, nhưng bộ điều khiển mới NI cRIO-9068 đại diện cho một thiết kế lại hoàn toàn mới của nền tảng CompactRIO cải thiện cung cấp hiệu suất và tính linh hoạt được.
NI giới thiệu CompactRIO vào năm 2004. Ngay từ đầu, nền tảng này được xây dựng dựa trên NI LabVIEW cấu hình lại kiến trúc I/O (RIO), bộ não của nó từ thiết kế phần mềm hệ thống NI LabVIEW và sức mạnh của nó từ một sự kết hợp chính của bộ vi xử lý lập trình, FPGAs, và mô-đun I/O. Kể từ đó, NI đã được cập nhật, mở rộng nền tảng bao gồm các mục tiêu xử lý với tỷ lệ xung đếm, một dòng các Xilinx FPGAs từ bốn thế hệ công nghệ khác nhau, và hơn 70 module I/O khác nhau. Sự kết hợp của các tính năng cung cấp cho các nhà thiết kế hệ thống có chuyên môn cụ thể về một nền tảng phù hợp làm cho nó có thể đổi mới nhanh chóng và thực hiện các hệ thống tiên tiến trong một phần nhỏ thời gian của thiết kế tùy chỉnh.
Các kỹ sư và các nhà khoa học trên toàn thế giới sử dụng CompactRIO để giải quyết thách thức về giám sát và kiểm soát các ứng dụng như hỏa hoạn trên máy bay vận chuyển hàng hóa, tạo ra điện bằng cách kiểm soát các chuyến bay, và xếp chính xác 20 tấn bê tông ướt. Với tất cả các động lực đằng sau nó nên cần thiết thay đổi về cơ bản nền tảng CompactRIO. Cung cấp cho bạn một công nghệ tiên tiến, trong khi bảo vệ các khoản đầu tư trước đó của bạn về công cụ và thiết kế hiện tại.
Bổ sung mới nhất cho nền tảng này là các thiết bị NI cRIO-9068, một bộ điều khiển phần mềm được thiết kế xây dựng khác biệt so với bất kỳ điều khiển nào lúc trước. Nhóm NI R&D tái kiểm tra tất cả các phần của thiết kế bộ điều khiển, từ phần cứng cốt lõi cho đến hệ điều hành cơ bản, và làm thay đổi sâu rộng trong khi duy trì hai lợi ích thiết yếu: kinh nghiệm phát triển quen thuộc với LabVIEW và tính tương thích ngược hoàn chỉnh cho bộ mã hiện có. Vì bộ điều khiển là phần mềm được thiết kế, bạn có thể sử dụng LabVIEW để thực hiện tùy chỉnh thiết kế phần cứng và phần mềm ứng dụng trong môi trường phát triển mạnh mẽ giống nhau. Bộ điều khiển nhúng khác sử dụng phần cứng cố định chức năng và phần mềm có hỗ trợ giới hạn cho nhà cung cấp xác định phần mềm ứng dụng.
Phối hợp chặt chẽ với Xilinx, các bộ điều khiển CompactRIO mới tận dụng đầy đủ tính năng nâng cao của Zynq-7020. Tất cả hệ thống lập trình trên Chip (SoC), trong đó kết hợp một bộ xử lý và kết cấu FPGA trên khuôn silicon. Kết quả là một bộ điều khiển bao gồm nhiều lợi ích như:
Một bộ xử lý Cortex-A9 ARM lõi kép 667 MHz, gấp bốn lần hiệu suất của hệ thống CompactRIO 8 khe cắm hiện tại trong dòng thiết bị
Xilinx dòng 7 kết cấu FPGA với 85.000 tế bào logic với thời gian tùy chỉnh, kích hoạt, và I/O hoặc xử lý tín hiệu
16 kênh DMA dòng dữ liệu
220 bộ xử lý tín hiệu số (DSP)
Mở rộng hoạt động ở nhiệt độ từ -40 đến 70 độ C làm cho bộ điều khiển lý tưởng cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt
Trong khi tất cả các công nghệ đang đầu tay trên nền tảng CompactRIO trong năm 2013, LabVIEW cho thấy chúng thông qua công nghệ API quen thuộc. Các ứng dụng hiện tại của bạn có thể di chuyển đến các bộ điều khiển mới và, không thay đổi mã, tận dụng lợi thế của tất cả các cải tiến hiệu suất.
Tất cả các hệ thống CompactRIO được lập trình sử dụng LabVIEW, các mô-đun thời gian thực LabVIEW, và mô-đun LabVIEW FPGA. Bộ điều khiển NI cRIO-9068 không khác nhau, nhưng dưới lớp vỏ ngoài, hệ điều hành thời gian thực của nó (RTOS) đã thay đổi. NI đã chọn để phát triển mới dựa trên nền tảng Linux RTOS để hỗ trợ tốt nhất các bộ vi xử lý trên ARM mới nhất và cung cấp cho các nhà phát triển ứng dụng thời gian thực để tăng tính linh hoạt. Để đảm bảo độ tin cậy và khả năng tương thích ngược của NI Linux RTOS được an toàn, NI R & D đầu tư hơn 60 năm nỗ lực vào quá trình phát triển sản phẩm. NI R & D bao gồm các thử nghiệm chi tiết, các ứng dụng được phát triển theo những cách tương tự mà khách hàng cần, các tính năng thực hiện tính linh hoạt suôn sẻ giữa các hệ thống CompactRIO, và thực hiện một trong các chương trình truy cập sớm và dài nhất của NI. Kết quả là một sản phẩm nâng cao không thể phân biệt từ hệ thống CompactRIO trước đó, cho phép bạn tận dụng đầy đủ các tính năng mới mà không phải thay đổi cách bạn đang phát triển và thiết kế các hệ thống nhúng.
NI Linux thời gian thực hỗ trợ đầy đủ cho nhiều mạng và cải thiện bộ nhớ chồng, một quá trình tăng cường xử lý, và một hệ thống tập tin tiên tiến với khả năng nén dữ liệu tự động. Đối với người dùng quen thuộc với Linux, hệ điều hành rộng lớn của phần mềm cộng đồng tạo ra có thể truy cập trực tiếp từ LabVIEW. NI Linux thời gian thực cũng có thể tái sử dụng C/C++ hiện có hoặc phát triển chuyên môn với sự hỗ trợ bởi các môi trường phát triển Eclipse. Bây giờ, bạn có thể tích hợp thư viện mã vào LabVIEW cho các ứng dụng thời gian thực, hoặc thậm chí phát triển các thực thi độc lập giao tiếp trực tiếp đến một FPGA ứng dụng LabVIEW.
“Trong vòng 24 giờ sau khi nhận một bộ điều khiển NI cRIO-9068, chúng tôi chạy phần mềm ứng dụng tích hợp LabVIEW hiện tại của chúng tôi không gặp bất kỳ vấn đề gì. Chúng tôi đã rất ấn tượng bởi cách thức dễ dàng chuyển đổi giữa các hệ thống phần mềm CompactRIO, và cải thiện hiệu suất đáng kinh ngạc của bộ điều khiển mới với phần mềm được thiết kế “-Bob Leigh, LocalGrid Technologies, NI Alliance Partner
Bạn có thể thấy ngay những ưu điểm của thiết kế CompactRIO mới trong việc cải thiện hiệu suất ấn tượng cho các ứng dụng thực tế. Khi NI thử nghiệm một bộ điều khiển thế hệ trước, bộ điều khiển NI cRIO-9074, và NI cRIO-9068 mới chạy cùng nhau với trong một ứng dụng điều khiển thực hiện một thuật toán trên 8 kênh trong khoảng thời gian 2 ms, kết quả rõ ràng. Bộ điều khiển NI cRIO-9074 sử dụng 72% sức mạnh xử lý có sẵn của nó trong khi Bộ điều khiển NI cRIO-9068 sử dụng chỉ 11%.
NI cũng chuẩn hóa khả năng bộ điều khiển CompactRIO mới để chuyển dữ liệu từ các kênh I/O cho một ứng dụng thời gian thực, một nhiệm vụ chung trong hệ thống giám sát. Luồng dữ liệu mỗi kênh I/O bao gồm các mẫu 16-bit chuyển đổi ở 100 kHz. NI cRIO-9074 sử dụng 46% công suất xử lý có sẵn của nó cho dòng dữ liệu 10 kênh I/O trong khi NI cRIO-9068 chỉ cần 7%. Điều này cung cấp cho bạn nhiều vòng lặp thời gian để xử lý dữ liệu trong một sản phẩm CompactRIO.
Các phần mềm được thiết kế trên bộ điều khiển CompactRIO mới là bộ điều khiển tiên tiến nhất, khả năng mở, và sản xuất trên thế giới. Bộ điều khiển NI cRIO-9068 là một đỉnh cao của tầm nhìn được xác định bởi NI CompactRIO cho gần một thập kỷ trước, và tầm nhìn chúng ta cho các hệ thống nhúng của tương lai. Bí mật thực sự với bộ điều khiển CompactRIO mới nhất không phải là một tính năng duy nhất, đó là khả năng dễ dàng tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến để cung cấp một nền tảng mạnh mẽ và linh hoạt, sẵn sàng để đáp ứng yêu cầu hầu hết các ứng dụng nhúng về sau.
MT