Vorteile der Verwendung von FlexRIO Module Development Kits zur Entwicklung benutzerdefinierter Geräte

​Wenn Ihre benutzerdefinierten Anforderungen nicht von handelsüblichen Geräten erfüllt werden können, können Sie diese mit FlexRIO erfüllen, ohne dass die Kosten und Risiken einer Sonderanfertigung anfallen. FlexRIO ist das flexibelste Gerät der NI-Plattform und besteht aus zwei Architekturen: eine mit integriertem I/O und eine mit abnehmbarem, modularem I/O. In Abbildung 1 sind beide FlexRIO-Architekturen dargestellt: FlexRIO mit integriertem I/O und FlexRIO mit modularem I/O.

Obwohl die Mechanik dieser Architekturen recht unterschiedlich ausfällt, ähneln sich die beiden Architekturen doch im Kern. Alle FlexRIO-Geräte bestehen aus einem großen, vom Benutzer programmierbaren FPGA-Modulträger, der mit einer Vielzahl von I/O-Optionen kombiniert werden kann, darunter analoge, digitale, RF- und Kamera-Schnittstellen.

FlexRIO mit Modular I/O besteht aus zwei separaten Teilen: einem PXI-FPGA-Modul und einem FlexRIO-Adaptermodul. Das FlexRIO-Adaptermodul und das PXI-FPGA-Modul kommunizieren über eine breite, parallele digitale Schnittstelle, die LVDS-Kommunikation mit bis zu 1 Gbit/s auf bis zu 66 differentiellen Paaren ermöglicht. Bei dieser Architektur kann das FlexRIO-Adaptermodul entfernt und ausgetauscht werden, falls sich die Anforderungen ändern.

FlexRIO mit integriertem I/O besteht aus einer I/O-Mezzanine-Karte und nicht aus einem herausnehmbaren Adaptermodul. Sie werden als eine Einheit gekauft und ausgeliefert, wobei die I/O mit dem FPGA Modulträger verbunden ist. Das Mezzanine-I/O-Modul und der FPGA-Modulträger kommunizieren über einen Anschlussstecker mit hoher Kanaldichte. Obwohl dieses Gerät als Einzelgerät verkauft wird, ist es modular aufgebaut. Dies ermöglicht es der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von NI, schnell neue FlexRIO-Geräte zu entwickeln und auf den Markt zu bringen, sobald neue Technologien wie A/D- und D/A-Wandler verfügbar sind.

Auch wenn FlexRIO bereits eine große Bandbreite an I/O-Optionen bietet (sowohl in der modularen als auch in der integrierten Architektur), gibt es häufig Situationen, in denen die I/O-Anforderungen von keinem der FlexRIO-Adaptermodule oder FlexRIO-Module erfüllt werden können.  

Ein typisches Beispiel hierfür sind Kunden, die FlexRIO für digitale Schnittstellen verwenden. Einige Protokolle sind Standardprotokolle und verfügen über spezielle Geräte, die weit verbreitet sind, wie CAN, GPIB oder Automotive Ethernet. Die Herausforderung besteht darin, dass Busgeräte nicht überall erhältlich sind, entweder weil das Protokoll benutzerdefiniert ist oder weil das Protokoll so neu ist, dass es noch nicht als spezielles Testgerät verfügbar ist. In beiden Anwendungsfällen bieten die FPGA-fähigen digitalen Geräte von NI wie FlexRIO einen signifikanten Mehrwert.  

Selbst benutzerdefinierte Protokollanforderungen können oft mit den standardmäßigen I/O-Optionen von FlexRIO erfüllt werden. Manchmal sind für diese Protokolle jedoch Hardware-Logikpegel erforderlich, die nicht verfügbar sind. In diesen Fällen müssen Sie möglicherweise ein benutzerdefiniertes FlexRIO I/O-Modul entwickeln, das Ihren Anforderungen entspricht. In diesem Fall kann das FlexRIO Module Development Kit zu Ihrem Vorteil eingesetzt werden.

Obwohl Sie weiterhin benutzerdefinierte Module in der modularen Architektur entwickeln können, empfehlen wir, für alle neuen Designs das Integrated Module Development Kit zu verwenden, um den längsten Lebenszyklus und die modernsten FPGAs zu erhalten. Beim Modulentwurf für unsere integrierte FlexRIO-Architektur können Sie je nach den Anforderungen Ihrer Anwendung verschiedene FPGA-Modulträger auswählen. Der Hauptunterschied liegt in der Schnittstelle zwischen dem FPGA Modulträger und Ihrem Adaptermodul.

Serieller FPGA-Modulträger

Unsere seriellen FPGA-Modulträger, die Modelle PXIe-7981, PXIe-7982, PXIe-7985 und PXIe-7986, verfügen über 8 Multi-Gigabit Sende-Empfangs-Geräte und zusätzlich Stromversorgung, Taktgebern, Triggern und Konfigurationssignalen.

Wenn zentrale Designkomponenten wie z. B. Datenkonverter serielle Hochgeschwindigkeitsverbindungen wie JESD204B/C verwenden, sind diese FPGA-Modulträger ideal für die Kopplung mit diesen Chips geeignet. 

Paralleler LVDS-FPGA-Modulträger

Unsere parallelen LVDS-FPGA-Modulträger, die Modelle PXIe-7990, PXIe-7991 und PXIe-7992, legen 70 LVDS-Pins für das Adaptermodul frei, und zusätzlich Stromversorgung, Taktgebern, Triggern und Konfigurationssignalen.

Wenn Ihr Adaptermoduldesign eine große Anzahl von Digitalsignalen erfordert, oder wenn Sie ein Upgrade Ihres Adaptermoduls von der modularen Architektur vornehmen, sind diese Modulträger ideal dafür geeignet.

Paralleler D-PHY FPGA-Modulträger

Unser paralleler D-PHY-FPGA-Modulträger, der PXIe-7993, legt 46 D-PHY-Pins für das Adaptermodul frei, und zusätzlich Stromversorgung, Takten, Triggern und Konfigurationssignalen.

MIPI D-PHY ist ein beliebter PHY für Kameras und Displays in Smartphones, da es sich um eine flexible, schnelle, stromsparende und kostengünstige Lösung handelt. D-PHY wird auch in vielen Anwendungen in der Automobilindustrie eingesetzt, wie z. B. in Kamerasystemen, Radarsystemen zur Kollisionsvermeidung, Infotainment-Systemen und Armaturenbrettdisplays mit Unterstützung von proprietären Brückenlösungen.

Bei einer Verwendung der FlexRIO-MDKs für diesen Zweck sollten Anwender Erfahrungen mit dem Entwurf von Leiterplatten und der Entwicklung von Programmcode für Hardwarebeschreibungssprachen haben.

Falls Sie nicht über das entsprechende Fachwissen verfügen, arbeitet NI mit verschiedenen Partnern zusammen, die diese Serviceleistungen anbieten können. Falls Sie interessiert sind, wenden Sie sich bitte an Ihren Kundenbetreuer, um eine Empfehlung zu erhalten.

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