National Instruments vừa phát triển NI LabVIEW FPGA và công nghệ RIO cho các ứng dụng trong điều khiển nhúng và kiểm tra công suất cao.
Kể từ những sản phẩm RIO đầu tiên tại NIWeek 1997, NI đã cho ra đời nhiều thiết bị khác nhau có hỗ trợ công nghệ RIO, bao gồm NI R, CompactRIO, và các máy thu phát PXI Express RIO IF. Công nghệ RIO đã được dùng chủ yếu trong các ứng dụng điều khiển nâng cao khả năng của FPGA phù hợp với những cải tiến để LabVIEW FPGA tăng cường khả năng tự động hóa của hệ thống kiểm tra bằng cách gia tăng đáng kể thông lượng kiểm tra, cho phép các kiểm tra mới và giảm chi phí. Các mô đun FPGA Express NI FlexRIO mới nhất đã khắc phục được các hạn chế, đưa EPGA trở nên mạnh mẽ hơn, có bộ nhớ tích hợp, tăng cường tính đồng nhất, và thông lượng dữ liệu hiệu suất cao hơn. 

FPGA trong các ứng dụng tự động hóa kiểm tra
Bây giờ bạn có thể sử dụng các tiện ích của FPGA để nâng cao công suất của các ứng dụng kiểm tra tự động hiện có hoặc để giải quyết các vấn đề về ứng dụng mới. Một lĩnh vực chủ chốt của công nghệ kiểm tra FPGA là trong các hệ thống kiểm tra vòng kín. Trong các ứng dụng này, hệ thống kiểm tra tự động phải được cung cấp hồi tiếp thời gian thực đến các thiết bị kiểm tra (DUT), thường để mô phỏng các điều kiện hoạt động thực. Hệ thống có thể thực hiện được điều này với các thiết bị có hỗ trợ FPGA. Một khu vực ứng dụng mới của FPGA là thực hiện tự động hóa kiểm tra với khả năng tự động hóa cao độ, nhiều hơn những gì mà các vi xử lý đa lõi cung cấp. Một băng thông rộng, bộ phân tích thời gian thực liên tục theo chuỗi Fourier trên các dữ liệu thu thập được, như trong hình 1, chỉ một FPGA với khả năng nâng cao tín hiệu xử lý có thông lượng đáp ứng các yêu cầu trên. 

Bạn cũng có thể sử dụng EPGA để tăng cường các ứng dụng hiện có. Giao thức thiết bị kiểm tra tự động (ATE) liên quan đến việc lắp đặt các giao thức số trên một FPGA để giao tiếp với DUT. Những ứng dụng này thay thế các bộ phân tích logic truyền thống và bộ phát mẫu khó lập trình và cung cấp một phương pháp đơn giản hơn để tạo ra chức năng kiểm tra. Cuối cùng, những phần mềm của các hệ thống kiểm tra tự động hiện thời sử dụng thiết bị đo dạng mô đun có thể được tăng lên với một FPGA phối hợp với phần cứng kiểm tra để gia tăng thông lượng. Trong trường hợp này, FPGA có thể tạo ra phần cứng chuyển đổi cho các thiết bị khác, xác định các chuyển đổi tùy chỉnh hoặc thậm chí điều khiển DUT. Bốn loại thông thường – kiểm tra vòng kín, tăng cường quá trình, giao thức kiểm tra và điều khiển hệ thống kiểm tra – một vài khả năng mà FPGA có thể tăng cường các ứng dụng kiểm tra và mở rộng khả năng kiểm tra. 

Các mô đun PXI Express NI FlexRIO FPGA mới và Adapter 
Để xác định những nhu cầu này trong các ứng dụng kiểm tra tự động, NI vừa đưa ra ba mô đun PXI Express NI FlexRIO FPGA cùng với các mô đun NI FlexRIO adapter mới có các I/O linh hoạt đến FPGA. NI PXIe-7961R, NI PXIe-7962R, và NI PXIe-7965R là mô đun PXI Express công suất cao, DSP-focused Xilinx Virtex-5 SXT FPGA với bộ nhớ lên đến 512 MB DRAM, xem chi tiết trong bảng 1. Bạn có thể sử dụng chúng như một đồng vi xử lý độc lập, thực hiện tính toán từ vi xử lý chủ đến FPGA, hoặc với một mô đun NI FlexRIO adapter cung cấp các I/O tương tự hoặc số, tạo nên một thiết bị đo dựa trên FPGA

NI chọn Xilinx SXT FPGA vì chúng kết hợp đén 640 DSP, có thể được sử dụng để bổ sung các bộ lọc số, xử lý tín hiệu tùy biến, và logic FFT – tất cả có thể được tìm thấy trên các thiết bị đo kiểm dựa vào FPGA với I/O analog. Bổ sung khả năng xử lý của FPGA, băng thông DRAM gấp đôi và tăng cường gấp bốn lần khả năng của các mô đun NI PXI-795xR NI FlexRIO FPGA hiện có, thông lượng DRAM lên đến 3.2 GB/s, rất cần thiết khi hoạt động trên lượng dữ liệu rộng với các mô đun adapter công suất cao nhất. 
Ngoài việc trở thành những mô đun NI FlexRIO FPGA đầu tiên kết hợp với PXI Express, các thiết bị NI PXIe-796xR cũng được trang bị mạch tích hợp cho ứng dụng đặc biệt (ASIC) NI-STC3,với nguồn dữ liệu trực tiếp giữa các mô đun FPGA, hoặc giữa PXI Express và các mô đun FPGA. Sử dụng khả năng này, bạn có thể tránh gửi dữ liệu trở lại vi xử lý chủ và tạo các thiết bị đo dựa vào FPGA từ các bộ số hóa NI công suất cao. Khi sử dụng với bộ số hóa NI PXIe-5122, bạn có thể dùng cả hai kênh đến một PXI Express NI FlexRIO FPGA tại cùng một tốc độ mẫu tối đa 100 MS/s, hoặc 400 MB/s. Bạn cũng có thể đưa dữ liệu từ bộ số hóa trung tần NI PXIe-5622 hoặc bộ phân tích tín hiệu vector NI PXIe-5663 với tốc độ tối đa lên đến 75 MS/s,hoặc 300 MB/s . Đối với hầu hết các ứng dụng đòi hỏi tính toán, bạn cần phải đưa thuật toán thông qua nhiều FPGA trong khi vẫn chuyển liên tục từ một bộ này đến một bộ khác với tốc độ hơn 800 MB/s hoặc trong cả hai chiều ở tốc độ hơn 700 MB/s trên một hướng, tổng thông lượng trên toàn mô đun là 1.4 GB/s. 

National Instruments và NI Alliance Partners tiếp tục phát triển các mô đun NI FlexRIO adapter, được liệt kê trong bảng 2, để tạo ra các thiết bị dựa vào FPGA kết hợp với các mô đun NI FlexRIO FPGA. Ví dụ, mô đun mới NI 5781 được trang bị hai kênh đầu vào analog 14-bit, 100 MS/s và hai kênh đầu ra analog 16-bit, 100 MS/s. Mô đun này được hướng đến tạo ra một dải tần cơ sở giao tiếp với các bộ chuyển đổi và cung cấp I/O cần thiết cho các ứng dụng điều khiển tốc độ cực cao. 
Với các mô đun NI FlexRIO FPGA công suất cao và và các mô đun adapter, bạn có thể lắp đặt các hệ thống kiểm tra dựa trên FPGA nhanh chóng và hiệu quả ngay hôm nay cho các thiết bị phức tạp. 

Nguồn: iavietnam