STRUMENTI NAZIONALI Modulo di strumentazione personalizzata FlexRIO

Informazioni sul prodotto

NI-5731 è un prodotto FlexRIO Custom Instrumentation offerto da National Instruments. Si tratta di una soluzione versatile che consente la progettazione personalizzata di strumenti senza la necessità di un ampio lavoro di progettazione personalizzata. La strumentazione personalizzata FlexRIO offre due diverse architetture per soddisfare varie applicazioni target. Fornisce flessibilità e scalabilità per le esigenze di test e misurazione.

Applicazioni di destinazione:
La strumentazione personalizzata FlexRIO è progettata per essere utilizzata in una varietà di applicazioni, tra cui l'interfaccia digitale, la comunicazione con convertitori e la comunicazione dati tramite interfacce seriali ad alta velocità.

Le due architetture FlexRIO:
La strumentazione personalizzata FlexRIO offre due architetture:

1. FlexRIO con I/O integrato – Adatto per convertitori tradizionali con interfacce single-ended o LVDS per la comunicazione dati.
2. FlexRIO con I/O modulare – Progettato per interfacciarsi con i convertitori ad alta velocità più recenti del settore basati su interfacce seriali ad alta velocità che eseguono protocolli come JESD204B.

Vantaggio chiavetages di FlexRIO:

• Soluzioni personalizzate senza design personalizzato
• Flessibilità e scalabilità
• Supporto per interfacce seriali ad alta velocità
• Integrazione con FPGA Xilinx Ultra Scale
• Connettività PCI Express Gen 3 x8
• Capacità di sincronizzazione

Flex RIO con I/O integrato:
Opzioni portante FPGA:

FPGA	Fattore di forma	LUT/FF	DSP48	BRAM (MB)	Memoria RAM (GB)	I/O ausiliari PCIe
Xilinx Kintex Ultra Bilancia KU035	PXIe	406,256	1700	19	0	Gen 3x8 8 GPIO
Xilinx Kintex Ultra Bilancia KU035	PCIe	406,256	1700	19	4	Gen 3x8 8 GPIO
Xilinx Kintex Ultra Bilancia KU040	PXIe	484,800	1920	21.1	4	Gen 3 x8 8 GPIO, 4 HSS
Xilinx Kintex Ultra Bilancia KU040	PCIe	484,800	1920	21.1	4	Gen 3 x8 8 GPIO, 4 HSS
Xilinx Kintex UltraScale KU060	PXIe	663,360	2760	38	4	Gen 3 x8 8 GPIO, 4 HSS
Xilinx Kintex Ultra Bilancia KU060	PCIe	663,360	2760	38	4	Gen 3 x8 8 GPIO, 4 HSS

Istruzioni per l'uso del prodotto

Per utilizzare la strumentazione personalizzata FlexRIO, attenersi alla seguente procedura:

1. Seleziona l'architettura FlexRIO appropriata in base ai requisiti della tua applicazione. Scegli tra FlexRIO con I/O integrato o FlexRIO con I/O modulare.
2. Se utilizzi FlexRIO con I/O integrato, scegli l'opzione di supporto FPGA più adatta alle tue esigenze in base al numero di risorse FPGA richieste.
3. Garantisci una connettività adeguata utilizzando la connettività PCI Express Gen 3 x8 fornita.
4. Se per la tua applicazione è necessaria la sincronizzazione, fai riferimento alla documentazione per le linee guida sulla sincronizzazione di più moduli in un sistema.

Per ulteriore assistenza o qualsiasi domanda, contattare il produttore del prodotto.

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Strumentazione personalizzata FlexRIO

• Software: include esample programmi per la programmazione di FPGA con LabVIEW, API host per LabVIEW e C/C++, spedizione specifica del modulo I/O examples e la guida dettagliata files
• LaboratorioVIEW- FPGA Xilinx Kintex UltraScale, Kintex-7 e Virtex-5 programmabili con fino a 4 GB di DRAM integrata
• I/O analogico fino a 6.4 GS/s, I/O digitale fino a 1 Gbps, I/O RF fino a 4.4 GHz
• I/O personalizzato con FlexRIO Module Development Kit (MDK)
• Streaming dati fino a 7 GB/s e sincronizzazione multi-modulo con NI-TClk
• Sono disponibili fattori di forma PXI, PCIe e autonomi

Soluzioni personalizzate senza design personalizzato
La linea di prodotti FlexRIO è stata progettata per ingegneri e scienziati che necessitano della flessibilità dell'hardware personalizzato senza i costi della progettazione personalizzata. Dotato di grandi FPGA programmabili dall'utente e I/O analogico, digitale e RF ad alta velocità, FlexRIO fornisce uno strumento completamente riconfigurabile che è possibile programmare graficamente con LabVIEW o con VHDL/Verilog.
I prodotti FlexRIO sono disponibili in due architetture. La prima architettura incorpora moduli I/O modulari che si collegano alla parte anteriore di un modulo FPGA PXI per FlexRIO e comunicano su un'interfaccia digitale parallela, mentre la seconda utilizza convertitori seriali ad alta velocità e presenta I/O integrato e la tecnologia FPGA Xilinx UltraScale in un unico dispositivo.

Applicazioni di destinazione

• Strumentazione scientifica e medica
• RADAR/LIDAR
• Segnali di intelligenza
• Comunicazioni
• Immagini mediche
• Monitoraggio/controllo dell'acceleratore
• Protocollo di comunicazione/emulazione

Le due architetture FlexRIO

Un vantaggio chiavetagUno dei prodotti della linea FlexRIO è che puoi utilizzare le più recenti tecnologie di conversione ad alta velocità prima che siano ampiamente disponibili nei tradizionali strumenti COTS (commercial-off-the-shelf). Ciò è particolarmente utile nelle applicazioni che continuano a spingere i requisiti per sampvelocità del file, larghezza di banda, risoluzione e numero di canali.
L'architettura FlexRIO originale si basa su moduli adattatori FlexRIO modulari che comunicano con moduli FPGA PXI per FlexRIO su un'ampia interfaccia digitale parallela in grado di comunicare LVDS fino a 1 Gbps su un massimo di 66 coppie differenziali.

Figura 1. FlexRIO con I/O modulare è costituito da un modulo adattatore FlexRIO per I/O analogici, RF o digitali e un modulo FPGA PXI per FlexRIO con LabVIEW-FPGA Virtex-5 o Kintex-7 programmabili.
Mentre questa architettura è adatta per l'interfacciamento digitale e la comunicazione con i convertitori su LVDS, la tecnologia dei convertitori si sta evolvendo per incorporare nuovi standard. Più specificamente, i produttori di convertitori si stanno orientando verso interfacce seriali ad alta velocità per i loro componenti dalle prestazioni più elevate per superare i problemi comuni associati ai bus paralleli, incluso il rispetto della temporizzazione statica a frequenze di clock più elevate.

Figura 2. L'architettura FlexRIO originale era adatta ai convertitori tradizionali con interfacce single-ended o LVDS per la comunicazione dei dati. La nuova architettura FlexRIO è stata progettata per interfacciarsi con i convertitori ad alta velocità più recenti del settore basati su interfacce seriali ad alta velocità che eseguono protocolli come JESD204B.
Per soddisfare questi requisiti, è stata creata una seconda architettura FlexRIO basata su FPGA Xilinx UltraScale e I/O integrato per supportare i convertitori che sfruttano lo standard JESD204B per la comunicazione dei dati.

Figura 3. I nuovi prodotti FlexRIO seriali ad alta velocità sono costituiti da un modulo I/O mezzanino accoppiato a un supporto FPGA Xilinx UltraScale.

FlexRIO con I/O integrato

Questi moduli FlexRIO sono costituiti da due parti integrate: un modulo I/O mezzanino che contiene convertitori analogico-digitale (ADC) ad alte prestazioni, convertitori digitale-analogico (DAC) o connettività seriale ad alta velocità e un FPGA portante per l'elaborazione del segnale definita dall'utente. Il modulo I/O mezzanino e il supporto FPGA comunicano tramite un connettore ad alta densità che supporta otto ricetrasmettitori multigigabit Xilinx GTH, un'interfaccia GPIO dedicata per la configurazione del modulo I/O e diversi pin per il routing di clock e trigger.
I prodotti basati su questa architettura sono identificati da un numero di modello corrispondente al modulo I/O mezzanino e gli utenti possono quindi scegliere il supporto FPGA che meglio soddisfa le loro esigenze. Per esample, il PXIe-5764 è un digitalizzatore FlexRIO a 16 bit cheamples quattro canali contemporaneamente a 1 GS/s. È possibile accoppiare il PXIe-5764 con una delle tre opzioni portanti FPGA descritte nella Tabella 1. Il PXIe-5763 è un altro FlexRIO Digitizer a 16 bit che samples quattro canali contemporaneamente a 500 MS/s e le opzioni del carrier FPGA sono le stesse.

Opzioni portante FPGA
Tabella 1. Quando si sceglie un modulo FlexRIO con I/O integrato, è possibile scegliere fino a tre diversi FPGA, a seconda del numero di risorse FPGA necessarie.

FPGA	Fattore di forma	LUT/FF	DSP48	BRAM (MB)	Memoria RAM (GB)	PCIe	I/O ausiliario
Xilinx Kintex UltraScale KU035	PXIe	406,256	1700	19	0	Generazione 3 x8	8 GPIO
Xilinx Kintex UltraScale KU035	PCIe	406,256	1700	19	4	Generazione 3 x8	8 GPIO
Xilinx Kintex UltraScale KU040	PXIe	484,800	1920	21.1	4	Generazione 3 x8	8 GPIO, 4 HSS
Xilinx Kintex UltraScale KU040	PCIe	484,800	1920	21.1	4	Generazione 3 x8	8 GPIO, 4 HSS
Xilinx Kintex UltraScale KU060	PXIe	663,360	2760	38	4	Generazione 3 x8	8 GPIO, 4 HSS
Xilinx Kintex UltraScale KU060	PCIe	663,360	2760	38	4	Generazione 3 x8	8 GPIO, 4 HSS

I/O ausiliario
Tutti e tre i supporti sono dotati di I/O digitale ausiliario sul pannello frontale tramite un connettore I/O Molex Nano-Pitch per il trigger o l'interfaccia digitale. Sugli FPGA più grandi, quattro ricetrasmettitori multigigabit GTH aggiuntivi, ciascuno in grado di trasmettere dati in streaming fino a 16 Gbps, vengono instradati al connettore I/O Nano-Pitch. Questi ricetrasmettitori possono essere utilizzati per comunicazioni a larghezza di banda elevata con altri dispositivi su protocolli seriali ad alta velocità come Xilinx Aurora, 10 Gigabit Ethernet UDP, 40 Gigabit Ethernet UDP o porta dati seriale sul pannello frontale
(SFPDP).

Connettività PCI Express Gen 3 x8
I nuovi moduli FlexRIO sono dotati di connettività PCI Express Gen 3 x8, che li rende in grado di eseguire lo streaming fino a 7 GB/s tramite DMA alla/dalla memoria della CPU, oppure con la tecnologia di streaming peer-to-peer NI, è possibile eseguire lo streaming di dati tra due moduli in uno chassis senza passare i dati attraverso la memoria host. Ulteriori informazioni sulla tecnologia peer-to-peer.
Sincronizzazione
La sincronizzazione di più moduli in un sistema è spesso la parte più difficile della progettazione di soluzioni con un elevato numero di canali. Molti fornitori COTS dispongono di soluzioni per la sincronizzazione che non sono scalabili e, con progetti personalizzati, possono essere necessarie competenze significative per soddisfare i requisiti comuni per l'allineamento di fase ripetibile tra i canali. I moduli PXI FlexRIO traggono vantaggiotage delle capacità intrinseche di temporizzazione e sincronizzazione della piattaforma PXI, accedendo direttamente ai clock e ai percorsi di trigger condivisi con altri strumenti. PXI ti consente di sincronizzare un intero chassis pieno di dispositivi FlexRIO con subample timing jitter tra sample da diversi moduli. Ciò si ottiene condividendo i clock di riferimento sul backplane e una tecnologia NI brevettata denominata NI-TClk, che orchestra la sincronizzazione per garantire che tutti i moduli siano allineati allo stesso trigger di avvio. Ulteriori informazioni sulla tecnologia NI-TClk.

Driver di streaming
I moduli FlexRIO con I/O integrato sono supportati nel driver di streaming FlexRIO, progettato per supportare il digitalizzatore di base e la funzionalità del generatore di forme d'onda arbitrarie senza richiedere la programmazione FPGA. Il driver supporta l'acquisizione/generazione finita o continua su qualsiasi prodotto FlexRIO seriale ad alta velocità con I/O analogico ed è inteso come punto di partenza di alto livello prima di un'ulteriore personalizzazione sull'FPGA. Oltre alla funzionalità di streaming di base, è possibile utilizzare il driver per la configurazione del front-end analogico del modulo I/O, il clocking e persino la lettura/scrittura diretta dei registri sugli ADC o DAC.

Moduli coprocessore FlexRIO
I moduli coprocessore FlexRIO aggiungono funzionalità di elaborazione del segnale ai sistemi esistenti e sono in grado di eseguire lo streaming a larghezza di banda elevata sul backplane o attraverso quattro porte seriali ad alta velocità sul pannello frontale. Se abbinati a un altro strumento PXI come il ricetrasmettitore di segnale vettoriale PXIe-5840, i moduli coprocessore FlexRIO forniscono le risorse FPGA necessarie per eseguire algoritmi complessi in tempo reale.
Tabella 2. Sono disponibili tre moduli coprocessore UltraScale dedicati per le applicazioni che richiedono funzionalità DSP aggiuntive.

Modello	FPGA	PCIe	I/O ausiliario
PXIe-7911	Kintex UltraScale KU035	Generazione 3 x8	Nessuno
PXIe-79121	Kintex UltraScale KU040	Generazione 3 x8	8 GPIO, 4 HSS
PXIe-79151	Kintex UltraScale KU060	Generazione 3 x8	8 GPIO, 4 HSS

Moduli ricetrasmettitori FlexRIO
I moduli transceiver FlexRIO sono dotati di ADC e DAC ad alte prestazioni con front-end analogici leggeri progettati per massimizzare la larghezza di banda e la gamma dinamica.

Modello	Canali	Sampla tariffa	Risoluzione	Accoppiamento	Larghezza di banda AI	AO Larghezza di banda	Opzioni FPGA
PXIe-57851	2 AI 2 A.O	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	AC	6 GHz	2.85 GHz	KU035, KU040, KU060
PCIe-5785	2 AI 2 A.O	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	AC	6 GHz	2.85 GHz	KU035, KU040, KU060

Moduli digitalizzatore FlexRIO
I moduli FlexRIO Digitizer sono dotati di ADC ad alte prestazioni con front-end analogici leggeri progettati per massimizzare la larghezza di banda e la gamma dinamica. Tutti i moduli digitalizzatore dispongono inoltre di un connettore I/O ausiliario con otto GPIO per il trigger o l'interfacciamento digitale e l'opzione per la comunicazione seriale ad alta velocità.

Modello	Canali	Sampla tariffa	Risoluzione	Accoppiamento	Larghezza di banda	Opzioni FPGA
PXIe-57631	4	500 MS/s	16 bit	CA o CC	227 MHz	KU035, KU040, KU060
PCIe-5763	4	500 MS/s	16 bit	CA o CC	227 MHz	KU035, KU040, KU060
PXIe-57641	4	1 GS/s	16 bit	CA o CC	400 MHz	KU035, KU040, KU060
PCIe-5764	4	1 GS/s	16 bit	CA o CC	400 MHz	KU035, KU040, KU060
PXIe-5774	2	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	DC	1.6 GHz o 3 GHz	KU040, KU060
PCIe-5774	2	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	DC	1.6 GHz o 3 GHz	KU035, KU060
PXIe-5775	2	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	AC	6 GHz	KU035, KU040, KU060
PCIe-5775	2	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	AC	6 GHz	KU035, KU040, KU060

Moduli generatore di segnale FlexRIO
I moduli generatore di segnale FlexRIO sono dotati di DAC ad alte prestazioni con front-end analogici leggeri progettati per massimizzare la larghezza di banda e la gamma dinamica.

Modello	Canali	Sampla tariffa	Risoluzione	Accoppiamento	Larghezza di banda	Connettività	Opzioni FPGA
PXIe-57451	2	6.4 GS/s – 1 cap 3.2 GS/s/ch – 2 cap	12 bit	AC	2.9 GHz	SMA	KU035, KU040, KU060

Richiede l'uso di uno chassis con capacità di raffreddamento dello slot ≥ 58 W, come il PXIe-1095

FlexRIO con I/O modulare

Questi prodotti FlexRIO sono composti da due parti: un I/O modulare ad alte prestazioni chiamato modulo adattatore FlexRIO e un potente modulo FPGA FlexRIO. Insieme, queste parti formano uno strumento completamente riconfigurabile che può essere programmato graficamente con LabVIEW o con Verilog/VHDL. I moduli FPGA FlexRIO possono anche essere utilizzati con lo streaming Peer-to-Peer NI per aggiungere capacità di elaborazione del segnale digitale (DSP) in linea a uno strumento tradizionale.

Figura 4: I moduli adattatori possono essere utilizzati con un modulo FPGA PXI per FlexRIO o un controller per FlexRIO.

Moduli PXI FPGA per FlexRIO
Il portafoglio di moduli FPGA FlexRIO di NI è evidenziato dal PXIe-7976R e dal controller NI 7935R per FlexRIO, entrambi dotati di grandi FPGA Xilinx Kintex-7 410T focalizzati su DSP e 2 GB di DRAM integrata. Con tutti i vantaggi della piattaforma PXI, i moduli PXI FPGA per FlexRIO sono ideali per i sistemi che richiedono streaming di dati ad alte prestazioni, sincronizzazione, elaborazione e alta densità di canale. Per le applicazioni che richiedono dimensioni, peso e potenza ridotti per l'implementazione, il controller per FlexRIO utilizza lo stesso I/O modulare e FPGA in un pacchetto autonomo con connettività seriale ad alta velocità e un processore ARM dual-core integrato che esegue NI Linux Tempo reale.
Tabella 3. NI offre moduli FPGA per FlexRIO con una varietà di FPGA e fattori di forma diversi.

Modello	FPGA	Fette FPGA	Fette DSP FPGA	FPGA Blocco RAM (Kbit)	Onboard Memory	Flusso di trasmissione	Fattore di forma
PXIe-7976R	Materiale Kintex-7 K410T	63,550	1,540	28,620	2 GB	3.2 GB/s	PXI espresso
PXIe-7975R	Materiale Kintex-7 K410T	63,550	1,540	28,620	2 GB	1.7 GB/s	PXI espresso
PXIe-7972R	Materiale Kintex-7 K325T	50,950	840	16,020	2 GB	1.7 GB/s	PXI espresso
PXIe-7971R	Materiale Kintex-7 K325T	50,950	840	16,020	0 GB	1.7 GB/s	PXI espresso
NI7935R	Materiale Kintex-7 K410T	63,550	1,540	28,620	2 GB	2.4 GB/sec (SFP+)	Autonomo
NI7932R	Materiale Kintex-7 K325T	50,950	840	16,020	2 GB	2.4 GB/sec (SFP+)	Autonomo
NI7931R	Materiale Kintex-7 K325T	50,950	840	16,020	2 GB	25 MB/sec (GbE)	Autonomo
PXIe-7966R	Virtex-5 SX95T	14,720	640	8,784	512 MB	800 MB/s	PXI espresso
PXIe-7962R	Virtex-5 SX50T	8,160	288	4,752	512 MB	800 MB/s	PXI espresso
PXIe-7961R	Virtex-5 SX50T	8,160	288	4,752	0 MB	800 MB/s	PXI espresso
PXI-7954R	Virtex-5 LX110	17,280	64	4,608	128 MB	800 MB/s	PXI
PXI-7953R	Virtex-5 LX85	12,960	48	3,456	128 MB	130 MB/s	PXI
PXI-7952R	Virtex-5 LX50	7,200	48	1,728	128 MB	130 MB/s	PXI
PXI-7951R	Virtex-5 LX30	4,800	32	1,152	0 MB	130 MB/s	PXI

Moduli adattatore digitalizzatore per FlexRIO
I moduli adattatore digitalizzatore per FlexRIO possono essere utilizzati con un modulo FPGA PXI per FlexRIO o il controller per FlexRIO per creare uno strumento ad alte prestazioni con firmware personalizzabile. Con sampvelocità di trasmissione da 40 MS/s a 3 GS/s e fino a 32 canali, questi moduli coprono un'ampia gamma di requisiti per applicazioni nel dominio del tempo e della frequenza. I moduli adattatore digitalizzatore forniscono anche funzionalità I/O digitali per l'interfacciamento con hardware esterno.
Tabella 4. NI offre moduli adattatori digitalizzatori per FlexRIO con un massimo di 3 GS/s, fino a 32 canali e fino a 2 GHz di larghezza di banda.

Modello	Risoluzione (bit)	Canali	S . massimoampla tariffa	Larghezza di banda massima	Accoppiamento	Intervallo di ingresso a fondo scala	Connettività
NI 5731	12	2	40 MS/s	120 MHz	CA e CC	2 Vpp	BNC
NI 5732	14	2	80 MS/s	110 MHz	CA e CC	2 Vpp	BNC
NI 5733	16	2	120 MS/s	117 MHz	CA e CC	2 Vpp	BNC
NI 5734	16	4	120 MS/s	117 MHz	CA e CC	2 Vpp	BNC
NI5751(B)	14	16	50 MS/s	26 MHz	DC	2 Vpp	VHDCI
NI5752(B)	12	32	50 MS/s	14 MHz	AC	2 Vpp	VHDCI
NI 5753	16	16	120 MS/s	176 MHz	CA o CC	1.8 Vpp	MCX
NI 5761	14	4	250 MS/s	500 MHz	CA o CC	2 Vpp	SMA
NI 5762	16	2	250 MS/s	250 MHz	AC	2 Vpp	SMA
NI 5771	8	2	3 GS/s	900 MHz	DC	1.3 Vpp	SMA
NI 5772	12	2	1.6 GS/s	2.2 GHz	CA o CC	2 Vpp	SMA

Moduli adattatore generatore di segnale per FlexRIO
I moduli adattatore generatore di segnale per FlexRIO sono dotati di uscita analogica ad alta o bassa velocità e possono essere abbinati a un modulo FPGA PXI per FlexRIO o al controller per FlexRIO per la generazione di segnali personalizzati. Sia che tu abbia bisogno di generare dinamicamente forme d'onda sull'FPGA o di trasmetterle attraverso il backplane PXI, questi moduli adattatore sono adatti per applicazioni nelle comunicazioni, nei test HIL (hardware-in-the-loop) e nella strumentazione scientifica.

Tabella 5. NI offre moduli adattatori per generatori di segnale per FlexRIO sia per il controllo a bassa velocità che per la generazione ad alta velocità.

Modello	Risoluzione (bit)	Canali	S . massimoampla tariffa	Larghezza di banda massima	Accoppiamento	Intervallo di uscita a fondo scala	Segnalazione	Connettività
NI 5741	16	16	1 MS/s	500 kHz	DC	5 Vpp	Single-ended	VHDCI
NI 5742	16	32	1 MS/s	500 kHz	DC	5 Vpp	Single-ended	VHDCI
Alle 1120	14	1	2 GS/s	550 MHz	DC	4 Vpp	Differenziale	SMA
Alle 1212	14	2	1.25 GS/s	400 MHz	DC	4 Vpp	Differenziale	SMA

Moduli adattatori digitali per FlexRIO
I moduli adattatori I/O digitali per FlexRIO offrono fino a 54 canali di I/O digitali configurabili che possono interfacciarsi con segnali single-ended, differenziali e seriali a una varietà di voltage livelli. Se combinati con un grande FPGA programmabile dall'utente, è possibile utilizzare questi moduli per risolvere una varietà di problemi, dalla comunicazione ad alta velocità con un dispositivo in prova all'emulazione di protocolli personalizzati in tempo reale.
Tabella 6. NI offre moduli adattatori per l'interfacciamento digitale ad alta velocità sia su interfacce single-ended che differenziali.

Modello	Canali	Tipo di segnalazione	Tasso Massimo dati	Voltage Livelli (V)
NI6581(B)	54	Singola estremità (SE)	100 Mbps	1.8, 2.5, 3.3 o riferimento esterno
NI 6583	32 SE, 16 LVDS	SE e LVDS o mLVDS	300 Mbps	SE da 1.2 a 3.3 V, LVDS
NI 6584	16	RS-485/422 Full/Half Duplex	16 Mbps	5 Volt
NI6585(B)	32	LVDS	200 Mbps	LVDS
NI 6587	20	LVDS	1 Gbps	LVDS
NI 6589	20	LVDS	1 Gbps	LVDS

Moduli adattatore transceiver per FlexRIO
I moduli adattatore transceiver per FlexRIO sono dotati di più ingressi, uscite e linee I/O digitali per applicazioni che richiedono l'acquisizione e la generazione di segnali IF o in banda base con elaborazione in linea in tempo reale. ExampLe applicazioni includono modulazione e demodulazione RF, emulazione di canale, intelligence dei segnali, analisi dello spettro in tempo reale e radio definita dal software (SDR). I moduli adattatore transceiver forniscono anche funzionalità I/O digitali per l'interfacciamento con hardware esterno.

Tabella 7. I moduli adattatori ricetrasmettitori sono ideali per applicazioni che richiedono acquisizione e generazione ad alta velocità sullo stesso strumento. I moduli adattatori ricetrasmettitori sono disponibili sia in configurazioni single-ended che differenziali, con ingresso analogico fino a 250 MS/s e uscita analogica 1 GS/s.

Modello	Canali	Risoluzione ingresso analogico (bit)	Ingresso analogico massimo Sampla tariffa	Risoluzione dell'uscita analogica (bit)	Uscita analogica massima Sampla tariffa	Larghezza di banda del ricetrasmettitore	Voltage Gamma	Accoppiamento	Segnalazione
NI 5781	2 AI, 2 AO	14	100 MS/s	16	100 MS/s	40 MHz	2 Vpp	DC	Differenziale
NI 5782	2 AI, 2 AO	14	250 MS/s	16	1 GS/s	100 MHz	2 Vpp	DC o AC	Single-ended
NI 5783	4 AI, 4 AO	16	100 MS/s	16	400 MS/s	40 MHz	1 Vpp	DC	Single-ended

Moduli adattatori RF per FlexRIO
I moduli adattatore RF per FlexRIO offrono una copertura di frequenza da 200 MHz a 4.4 GHz, con larghezza di banda istantanea fino a 200 MHz. Se associato a un modulo FPGA PXI per FlexRIO o al controller per FlexRIO, è possibile programmare l'FPGA utilizzando LabVIEW per implementare l'elaborazione del segnale personalizzata, inclusa la modulazione e la demodulazione, l'emulazione del canale, l'analisi spettrale e persino il controllo a circuito chiuso. Questi moduli sono tutti basati su un'architettura di conversione diretta e dispongono di un oscillatore locale integrato che può essere condiviso con moduli adiacenti per la sincronizzazione. I moduli adattatori RF forniscono anche funzionalità I/O digitali per l'interfacciamento con hardware esterno.
Tabella 8. I moduli adattatori RF per FlexRIO sono disponibili come ricetrasmettitore, ricevitore o trasmettitore, con copertura da 200 MHz a 4.4 GHz.

Modello	Numero di canali	Gamma di frequenza	Larghezza di banda
NI 5791	1 ricezione e 1 trasmissione	Frequenza 200 MHz – 4.4 GHz	100 MHz
NI 5792	1 Ricezione	Frequenza 200 MHz – 4.4 GHz	200 MHz
NI 5793	1 tx	Frequenza 200 MHz – 4.4 GHz	200 MHz

Modulo adattatore Camera Link per FlexRIO
Il modulo adattatore Camera Link per FlexRIO supporta l'acquisizione di immagini a configurazione base, media e completa a 80 bit, 10 tap da telecamere standard Camera Link 1.2. È possibile associare il modulo adattatore Camera Link per FlexRIO con un modulo PXI FPGA per FlexRIO per applicazioni che richiedono elaborazione a livello di bit e latenza di sistema molto bassa. Con il Camera Link Adapter Module per FlexRIO, puoi utilizzare l'FPGA per elaborare le immagini dalla telecamera in linea prima di inviarle alla CPU, abilitando architetture di preelaborazione più avanzate.
Tabella 9. Il modulo adattatore Camera Link NI 1483 per FlexRIO è stato progettato per offrire funzionalità di elaborazione FPGA a una varietà di telecamere Camera Link.

Modello	Configurazioni supportate	Connettore	Frequenza pixel clock supportata	I/O ausiliario
NI 1483	Collegamento fotocamera base, medio e completo	2 SDR a 26 pin	da 20 a 85 MHz	4 x TTL, 2 ingressi digitali isolati, 1 encoder in quadratura

Kit di sviluppo del modulo FlexRIO
Con il FlexRIO Adapter Module Development Kit (MDK), puoi creare il tuo modulo I/O FlexRIO su misura per la tua applicazione. Questo processo richiede competenze di progettazione elettrica, meccanica, analogica, digitale, firmware e software. Scopri di più su NI FlexRIO Adapter Module Development Kit.

Vantaggio chiavetages di FlexRIO

Segnali di elaborazione in tempo reale
Con l'avanzare delle tecnologie di conversione, le velocità dei dati continuano ad aumentare, mettendo sotto pressione l'infrastruttura di streaming, gli elementi di elaborazione e i dispositivi di archiviazione per tenere il passo. Sebbene le CPU siano generalmente accessibili e facili da programmare, non sono affidabili per l'elaborazione continua del segnale in tempo reale, specialmente a velocità di trasmissione dati più elevate. L'aggiunta di un FPGA tra l'I/O e la CPU offre l'opportunità di elaborare i dati man mano che vengono acquisiti/generati punto per punto, riducendo notevolmente il carico sul resto del sistema.
Tabella 10. Esample applicazioni e gli algoritmi che possono trarre vantaggio dall'elaborazione basata su FPGA in tempo reale con I/O ad alte prestazioni.

Caso d'uso	Example Algoritmi
Elaborazione del segnale in linea	Filtraggio, soglia, rilevamento del picco, media, FFT, equalizzazione, soppressione dello zero, decimazione frazionaria, interpolazione, correlazione, misurazioni degli impulsi
Attivazione personalizzata	AND/OR logico, maschera della forma d'onda, maschera di frequenza, livello di potenza del canale, basato sul protocollo
Acquisizione/Generazione RF	Upconversion/downconversion digitale (DDC/DUC), modulazione e demodulazione, assemblaggio di pacchetti, emulazione di canale, canalizzazione, predistorsione digitale, compressione dell'impulso, beamforming
Controllare	PID, PLL digitali, asserzione, monitoraggio/risposta delle condizioni di emergenza, test hardware-in-the-loop, simulazione
Interfaccia digitale	Emulazione di protocolli personalizzati, analisi dei comandi, sequenziamento dei test

Figura 5. Riferimento dell'analizzatore di spettro in tempo reale di NI Esample elabora continuamente 3.2 GB/s di dati sull'FPGA, calcolando oltre 2 milioni di FFT al secondo.

Programma FPGA con LabVIEW
Il laboratorioVIEW Il modulo FPGA è un componente aggiuntivo di LabVIEW che estende la programmazione grafica all'hardware FPGA e fornisce un unico ambiente per l'acquisizione di algoritmi, la simulazione, il debug e la compilazione di progetti FPGA. I metodi tradizionali di programmazione degli FPGA richiedono una conoscenza approfondita della progettazione hardware e anni di esperienza di lavoro con linguaggi di descrizione hardware di basso livello. Che tu provenga da questo background o che tu non abbia mai programmato un FPGA, LabVIEW offre sostanziali miglioramenti della produttività che ti consentono di concentrarti sui tuoi algoritmi, non sulla complessa colla che tiene insieme il tuo progetto. Per ulteriori informazioni sulla programmazione di FPGA con LabVIEW, vedi LabVIEW Modulo FPGA.

Figura 6. Programma come pensi. LaboratorioVIEW FPGA fornisce un approccio di programmazione grafica che semplifica l'attività di interfacciamento all'I/O e l'elaborazione dei dati, migliorando notevolmente la produttività della progettazione e riducendo il time-to-market.

Programma FPGA con Vivado
Gli ingegneri digitali esperti possono utilizzare la funzione Xilinx Vivado Project Export inclusa in LabVIEW FPGA 2017 per sviluppare, simulare e compilare per l'hardware FlexRIO con Xilinx Vivado. Puoi esportare tutto l'hardware necessario files per un progetto FlexRIO a un progetto Vivado preconfigurato per il tuo obiettivo di distribuzione specifico. Qualsiasi laboratorioVIEW IP di elaborazione del segnale utilizzato nel laboratorioVIEW il design sarà incluso nell'esportazione; tuttavia, tutti gli IP NI sono crittografati. Puoi utilizzare Xilinx Vivado Project Export su tutti i dispositivi FlexRIO e seriali ad alta velocità con Kintex-7 o FPGA più recenti.

Figura 7. Per ingegneri digitali esperti, la funzione Vivado Project Export consente di esportare tutta la progettazione hardware necessaria files a un progetto Vivado per lo sviluppo, la simulazione e la compilazione.

Ampie librerie di IP FPGA
LaboratorioVIEWL'ampia raccolta di IP FPGA di ti porta a una soluzione più velocemente, sia che tu stia cercando di implementare un algoritmo completamente nuovo o che tu abbia solo bisogno di eseguire attività comuni in tempo reale. LaboratorioVIEW FPGA include dozzine di funzioni altamente ottimizzate progettate per l'uso con I/O ad alta velocità e se non riesci a trovare quello che stai cercando in LabVIEW, IP è disponibile anche attraverso la community online, NI Alliance Partners e Xilinx. La tabella seguente evidenzia solo alcune delle funzioni fornite da NI comunemente utilizzate nelle applicazioni FlexRIO.
Tabella 11. Un elenco di LabVIEW IP FPGA più comunemente utilizzato con i moduli FPGA FlexRIO.

LaboratorioVIEW IP FPGA per FlexRIO
UDP 10 Gigabit Ethernet	Rilevamento dei bordi	Visualizzazione della persistenza
PLL trifase	Equalizzazione	Canalizzatore PFT
Accumulatore	Esponenziale	PID
PLL completamente digitale	FFT	Trasformata di frequenza della pipeline (PFT)
Misurazioni dell'area	Filtraggio	Conversione da polare a X/Y
decodifica Bayer	Compilatore FIR	Innesco del livello di potenza
Morfologia binaria	Design del filtro a punto fisso	Asservimento di potenza
Rilevamento di oggetti binari	Interpolatore frazionario	Spettro di potenza
Ritardo BRAM	Ris. frazionariaamppiù	Filtro programmabile
BRAMMA FIFO	Misure nel dominio della frequenza	Misurazioni del polso
Impacchettatore BRAM	Innesco della maschera di frequenza	Reciproco
Filtro Butterworth	Spostamento di frequenza	RFFE
Calcolo del centroide	Decimatore a mezza banda	Rilevamento del fronte di salita/discesa
Emulazione di canale	Stretta di mano	Tipo RS-232
Potenza del canale	Sequenziatore di test hardware	Finestra ridimensionata
compilatore CIC	I2C	Correzione dell'ombreggiatura
Estrazione del colore	Operatori di immagini	Peccato e cos
Conversione dello spazio colore	L'immagine si trasforma	Spettrogramma
Moltiplicazione complessa	Sequenziatore di istruzioni	SPI
Rilevamento degli angoli	Correzione della compromissione del QI	Radice quadrata
Contatori	Rilevamento della linea	Controllore di streaming
Chiusura a D	Interpolazione lineare	IDL in streaming
Ritardo	Blocco ampfiltro lificatore	Chiusura sincrona
Guadagno digitale	Tronco d'albero	Attiva l'IDL
Pre-distorsione digitale	Moltiplicazione della matrice	Ritardo dell'unità
Filtro digitale per l'elaborazione degli impulsi	Trasposizione di matrice	Pacchetto dati VITA-49
Ritardo discreto	Media, Var, Deviazione standard	Generazione di forme d'onda
Integratore discreto normalizzato	Memoria IDL	Innesco della corrispondenza della forma d'onda
Dividere	Media mobile	Matematica delle forme d'onda
Prodotto scalare	DDC a canale N	Conversione da X/Y a polare
Responsabile della protezione dei dati	Tronco naturale	Aurora di Xilinx
DRAM FIFO IDL	Generazione di rumore	Attraversamento zero
Pacchetto DRAM	Quadrato normalizzato	Sospensione dell'ordine pari a zero
nodo DSP48	Filtro Notch	Ritardo della trasformazione Z
Compilatore DUC/DDC

Figura 8. Solo uno dei pallet di FPGA IP inclusi con LabVIEW FPGA.

Esperienza software FlexRIO

FlexRIO Esamples
Il driver FlexRIO include dozzine di LabVIEW examples per interfacciarsi rapidamente con I/O e imparare i concetti di programmazione FPGA. Ogni esample si compone di due parti: LabVIEW codice eseguito sul modulo FPGA FlexRIO e codice eseguito sulla CPU che comunica con l'FPGA. Questi esampservono come base per ulteriori personalizzazioni e sono un ottimo punto di partenza per nuove applicazioni.

Figura 9. La spedizione esampi file inclusi con il driver FlexRIO sono il posto migliore per iniziare a programmare i moduli FPGA FlexRIO.
Oltre all'esample inclusi con il driver FlexRIO, National Instruments ha pubblicato una serie di riferimenti applicativi esampfile disponibili tramite la comunità online o tramite VI Package Manager.

Librerie di progettazione di strumenti
Il FlexRIO esampi le sopra descritti sono costruiti su librerie comuni chiamate Instrument Design Libraries (IDL). Gli IDL sono blocchi di base per attività comuni che potresti voler eseguire sull'FPGA e ti fanno risparmiare tempo prezioso durante lo sviluppo. Alcuni degli IDL più preziosi sono lo Streaming IDL che fornisce il controllo del flusso per i trasferimenti DMA di dati all'host, l'IDL DSP che include funzioni altamente ottimizzate per le attività di elaborazione del segnale comuni e l'IDL Basic Elements che astrae le funzioni quotidiane come contatori e latch . Molte librerie contengono anche funzioni che vengono eseguite sulla CPU e si interfacciano con le corrispondenti controparti FPGA.

Figura 10. Le librerie di progettazione degli strumenti (IDL) per LabVIEW Gli FPGA sono inclusi nei driver degli strumenti basati su FPGA e forniscono blocchi di base comuni a molti progetti FPGA.

Approccio basato su piattaforma al test e alla misurazione

Che cos'è PXI?
Basato su software, PXI è una robusta piattaforma basata su PC per sistemi di misurazione e automazione. PXI combina le caratteristiche del bus elettrico PCI con l'imballaggio modulare Eurocard di CompactPCI e quindi aggiunge bus di sincronizzazione specializzati e funzionalità software chiave. PXI è sia una piattaforma di implementazione ad alte prestazioni che a basso costo per applicazioni come test di produzione, militari e aerospaziali, monitoraggio di macchine, test automobilistici e industriali. Sviluppato nel 1997 e lanciato nel 1998, PXI è uno standard di settore aperto governato dalla PXI Systems Alliance (PXISA), un gruppo di oltre 70 società costituite per promuovere lo standard PXI, garantire l'interoperabilità e mantenere le specifiche PXI.

Integrazione della più recente tecnologia commerciale
Sfruttando la più recente tecnologia commerciale per i nostri prodotti, possiamo fornire continuamente prodotti ad alte prestazioni e di alta qualità ai nostri utenti a un prezzo competitivo. Gli ultimi switch PCI Express Gen 3 offrono un throughput dei dati più elevato, i più recenti processori Intel multicore facilitano test paralleli (multisito) più rapidi ed efficienti, gli ultimi FPGA di Xilinx aiutano a spingere gli algoritmi di elaborazione del segnale verso l'edge per accelerare le misurazioni e i dati più recenti i convertitori di TI e ADI aumentano continuamente il campo di misura e le prestazioni della nostra strumentazione.

Strumentazione PXI

NI offre più di 600 diversi moduli PXI che vanno da DC a mmWave. Poiché PXI è uno standard di settore aperto, sono disponibili quasi 1,500 prodotti di oltre 70 diversi fornitori di strumenti. Con le funzioni di elaborazione e controllo standard assegnate a un controller, gli strumenti PXI devono contenere solo i circuiti di strumentazione effettivi, che forniscono prestazioni efficaci in un ingombro ridotto. Combinati con uno chassis e un controller, i sistemi PXI offrono trasferimento dati ad alto throughput utilizzando interfacce bus PCI Express e sincronizzazione sub-nanosecondo con temporizzazione e triggering integrati.

Oscilloscopi
Sample a velocità fino a 12.5 GS/s con 5 GHz di larghezza di banda analogica, con numerose modalità di attivazione e ampia memoria integrata

Strumenti digitali
Eseguire la caratterizzazione e il test di produzione di dispositivi a semiconduttore con set di temporizzazione e unità di misura parametrica pin per canale (PPMU)

Contatori di frequenza
Eseguire attività contatore timer come il conteggio degli eventi e le misurazioni di posizione, periodo, impulso e frequenza dell'encoder

Alimentatori e carichi
Fornisce alimentazione CC programmabile, con alcuni moduli che includono canali isolati, funzionalità di disconnessione dell'uscita e rilevamento remoto

Interruttori (matrice e MUX)
Presentano una varietà di tipi di relè e configurazioni di righe/colonne per semplificare il cablaggio nei sistemi di test automatizzati

GPIB, seriale ed Ethernet
Integra strumenti non PXI in un sistema PXI attraverso varie interfacce di controllo degli strumenti

Multimetri Digitali
Esegui voltage (fino a 1000 V), corrente (fino a 3 A), resistenza, induttanza, capacità e misure di frequenza/periodo, nonché test diodi

Generatori di Forme d'Onda
Genera funzioni standard tra cui seno, quadrato, triangolo e ramp nonché forme d'onda arbitrarie definite dall'utente

Unità di misura sorgente
Combina funzionalità di misurazione e generazione ad alta precisione con elevata densità di canale, sequenziamento hardware deterministico e ottimizzazione dei transitori SourceAdapt

Strumenti ed elaborazione personalizzati FlexRIO
Fornisci I/O ad alte prestazioni e potenti FPGA per applicazioni che richiedono più di quanto gli strumenti standard possono offrire

Ricetrasmettitori di segnali vettoriali
Combina un generatore di segnali vettoriali e un analizzatore di segnali vettoriali con l'elaborazione e il controllo del segnale in tempo reale basati su FPGA

Moduli di acquisizione dati
Fornisce una combinazione di funzionalità I/O analogiche, I/O digitali, contatori/timer e trigger per la misurazione di fenomeni elettrici o fisici

Servizi hardware

Tutto l'hardware NI include una garanzia di un anno per la copertura delle riparazioni di base e la calibrazione in conformità alle specifiche NI prima della spedizione. I sistemi PXI includono anche l'assemblaggio di base e un test funzionale. NI offre diritti aggiuntivi per migliorare i tempi di attività e ridurre i costi di manutenzione con programmi di assistenza per l'hardware. Scopri di più su ni.com/services/hardware.

	Standard	Premio	Descrizione
Durata del programma	3 o 5 anni	3 o 5 anni	Durata del programma di servizio
Copertura di riparazione estesa	●	●	NI ripristina la funzionalità del tuo dispositivo e include gli aggiornamenti del firmware e la calibrazione di fabbrica.
Configurazione, assemblaggio e test del sistema1	●	●	I tecnici NI assemblano, installano il software e testano il sistema in base alla configurazione personalizzata prima della spedizione.
Sostituzione avanzata2		●	NI dispone di hardware sostitutivo che può essere spedito immediatamente se è necessaria una riparazione.
Sistema RMA1		●	NI accetta la consegna di sistemi completamente assemblati durante l'esecuzione dei servizi di riparazione.
Piano di calibrazione (opzionale)	Standard	Accelerato3	NI esegue il livello di calibrazione richiesto all'intervallo di calibrazione specificato per la durata del programma di assistenza.

• Questa opzione è disponibile solo per i sistemi PXI, CompactRIO e CompactDAQ.
• Questa opzione non è disponibile per tutti i prodotti in tutti i paesi. Contatta il tuo tecnico di vendita NI locale per confermare la disponibilità.
• La calibrazione accelerata include solo i livelli tracciabili.

Programma di servizio PremiumPlus NI può personalizzare le offerte sopra elencate o offrire diritti aggiuntivi come calibrazione in loco, ricambi personalizzati e servizi per il ciclo di vita attraverso un programma di servizio PremiumPlus. Contatta il tuo rappresentante di vendita NI per saperne di più.

Supporto tecnico
Ogni sistema NI include una prova di 30 giorni per il supporto telefonico ed e-mail da parte dei tecnici NI, che può essere estesa tramite un'iscrizione al Software Service Program (SSP). NI dispone di oltre 400 tecnici di supporto disponibili in tutto il mondo per fornire supporto locale in più di 30 lingue. Inoltre,
approfittaretage delle premiate risorse e community online di NI.
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7 giugno 2019

Documenti / Risorse

STRUMENTI NAZIONALI Modulo di strumentazione personalizzata FlexRIO [pdf] Guida utente NI-5731, Modulo di strumentazione personalizzata FlexRIO, Modulo di strumentazione personalizzata, Modulo di strumentazione

Riferimenti

• Manuale d'uso