7 étapes pour créer un prototype fonctionnel

Un prototype fonctionnel est un modèle interactif et testable d’un produit qui fonctionne, ou simule le fonctionnement, comme le matériel ou le logiciel final. Tester un prototype fonctionnel permet aux concepteurs et aux ingénieurs d’identifier les problèmes avant le début de la production. Cela pourrait économiser du temps et de l’argent qui seraient dépensés pour corriger les problèmes pendant la fabrication ou après la sortie.

L’importance de la conception sur papier

Si vous avez une idée intéressante et novatrice pour un nouveau matériel, vous pouvez être tenté de faire l’impasse sur la conception papier et de vous lancer immédiatement dans la réalisation d’un prototype physique. Résister à cette tentation vous fera gagner du temps et vous épargnera des efforts inutiles à long terme. Le temps que vous consacrez à la conception sur papier porte ses fruits plus tard et vous permet d’éviter de nombreux pièges courants dans le processus de conception. La conception sur papier ne signifie pas qu’il faille écrire la conception détaillée de votre prototype sur un papier avec un stylo ou un crayon. La conception sur papier consiste à créer un plan avant de procéder au codage de logiciels ou à la conception matérielle. Parmi les avantages de la conception sur papier, citons le fait de sortir les idées de sa tête et de les mettre sur papier, d’échouer tôt plutôt que tard et d’obtenir un retour rapide des clients.

Définissez vos exigences

Comment passer d’une idée géniale et d’un croquis à l’envers à une conception détaillée sur papier ? La première étape consiste à définir clairement vos objectifs en dressant une liste des exigences des utilisateurs. Ces exigences doivent être aussi précises que possible. La recherche est essentielle à ce stade précoce pour s’assurer que vous pouvez répondre aux exigences que vous avez définies. Votre conception est-elle réalisable ? Sera-t-elle capable, de manière réaliste, de répondre à vos exigences ? Veillez à faire la distinction entre les besoins et les souhaits pour votre conception. En tant qu’innovateur, vous pouvez être tenté d’ajouter à votre prototype des fonctionnalités avancées mais pas tout à fait nécessaires. Définissez vos objectifs et respectez-les.

Abstraire les composants des exigences

L’abstraction permet de décrire une application sans définir comment l’écrire. L’abstraction généralise l’application à un niveau conceptuel élevé. Les deux principaux types d’abstraction sont l’abstraction procédurale et l’abstraction de données. L’abstraction procédurale sépare ce qu’une procédure accomplit de la manière dont elle est implémentée. L’abstraction de données sépare les données que vous souhaitez stocker des moyens physiques de stockage des données. Pour faciliter l’abstraction, retirez les verbes et les noms clés de votre document de spécifications système. À partir de ces verbes et noms, vous pouvez déterminer ce que votre programme doit accomplir et les objets qui feront partie de votre interface utilisateur. Les verbes et les noms vous permettent également de déterminer les composants matériels dont vous avez besoin pour terminer votre prototype.

Organigrammes

Une fois que vous disposez d’un ensemble de composants abstraits obtenus à partir des exigences de votre matériel, vous pouvez utiliser un organigramme pour passer des composants abstraits à une conception logicielle. Les organigrammes vous aident à bien comprendre le flux de l’application en la divisant en éléments plus faciles à gérer. LabVIEW est un environnement de programmation graphique conçu spécifiquement pour accélérer la productivité des ingénieurs et des scientifiques, ce qui en fait un outil idéal pour convertir rapidement votre conception papier en code. Un diagramme LabVIEW étant semblable à un diagramme, le passage de l’organigramme au code logiciel est un processus rapide.

^{Figure 1 : Sur cette image de l’organigramme, du diagramme d’états et de la machine à états d’un tensiomètre, notez que les cinq états définis dans le diagramme d’états sont implémentés dans la machine à états.}

Diagrammes d’états

Un diagramme d’états est un type spécifique d’organigramme qui indique les états d’un programme et les transitions entre états. Chaque état remplit une condition, effectue une action ou attend un événement. Les transitions entre les états sont des conditions, des actions ou des événements qui font passer le programme à l’état suivant. Les diagrammes d’états sont utiles pour le prototypage car presque tous les systèmes embarqués utilisent une architecture d’états. Autrement dit, ils sont conçus en tenant compte du fait que le prototype est toujours dans un état donné, même si cet état est inactif.

Dans LabVIEW, une machine à états est constituée d’une structure Condition, d’une boucle While et d’un registre à décalage. Une condition initiale est spécifiée en dehors de la boucle. Chaque état de votre diagramme d’états correspond à une condition de la structure Condition. Chaque condition contient du code qui implémente un état et une logique qui définit la transition vers d’autres conditions. Cette architecture vous permet d’adapter votre application en ajoutant davantage de conditions et de logique à la machine à états.

Le meilleur moment pour prototyper une interface utilisateur (UI) est souvent celui de la transition de votre conception papier vers le logiciel. Le prototypage d’une interface utilisateur vous permet de déterminer l’architecture de la conception et les exigences de l’application lors de cette transition. Plus important encore, il fournit parfois une démonstration tangible des fonctionnalités du matériel aux clients et investisseurs potentiels. Plus votre prototype est complexe, plus un prototype d’interface utilisateur est utile pour obtenir un support et recueillir des commentaires sur votre conception. Enfin, il crée une vue d’ensemble sur laquelle les concepteurs de prototypes peuvent se rallier pour concevoir des fonctionnalités et ajouter des fonctionnalités au prototype. Ces avantages du prototypage d’interface utilisateur peuvent vous faire économiser de l’argent, accélérer le développement et améliorer le produit.

^{Figure 2 : UI conçue dans LabVIEW (obtenir le code auprès du groupe d’intérêt UI.)}

LabVIEW possède une face-avant intégrée, ce qui en fait un outil idéal pour développer rapidement une interface utilisateur hautement personnalisable. LabVIEW vous permet d’ajouter facilement des fonctionnalités pendant le cycle de conception et de prototypage, ce qui minimise les retouches pendant que vous itérez votre conception. Avec LabVIEW, vous pouvez rapidement prototyper votre interface utilisateur, la modifier tout au long du processus de prototypage et même la déployer dans un produit fini.

Création d’une maquette

Dans LabVIEW, vous pouvez créer toutes les entrées et sorties requises et concevoir une face-avant avant d’écrire une seule ligne de code ou même de finaliser votre architecture d’application. Cette maquette de votre interface utilisateur est utile pour déterminer les entrées et sorties dont vous avez réellement besoin. Vous pouvez l’utiliser pour peaufiner les documents de spécifications.

^{Figure 3 : Maquette d’interface utilisateur dans LabVIEW}

Ajout de fonctionnalités

L’étape suivante du prototypage d’une interface utilisateur consiste à ajouter des fonctionnalités à votre maquette pour permettre aux utilisateurs d’interagir avec la face-avant, de cliquer dans les menus, d’ajuster les commandes et de visualiser les résultats basés sur des exemples d’ensembles de données ou la génération de nombres aléatoires. Cette approche est intéressante car elle permet de prototyper une interface utilisateur tout en définissant la structure de conception de votre logiciel. Si vous faites bien les deux, vous pouvez vous appuyer sur la structure pendant le reste du processus de prototypage.

Le prototypage virtuel est une méthodologie innovante qui combine la modélisation et la simulation mécaniques avec la conception de systèmes de contrôle/commande pour accroître l’efficacité de la conception et du prototypage de systèmes et de matériels de contrôle/commande embarqués. Le prototypage virtuel vous permet de relier votre conception logicielle et vos algorithmes de contrôle à vos modèles mécaniques CAO 3D afin de tester la mécanique de votre système avant même de construire votre premier prototype physique.

^{Figure 4 : La méthode du prototypage virtuel}

La nécessité du prototypage virtuel

Le prototypage virtuel réduit les risques associés à la conception de machines en améliorant la compréhension des exigences des clients, en accélérant le processus de conception et en simplifiant la mise au point. Sans prototype virtuel, il vous faudrait construire l’intégralité du prototype physique avant de pouvoir obtenir un retour concret des clients sur le fonctionnement du produit. Grâce au prototypage virtuel, vous pouvez montrer une représentation numérique de la mécanique de la machine au client et obtenir un retour plus rapide avant de construire la machine. Cela permet d’impliquer davantage les clients dans le processus de conception et vous évite d’attendre qu’il soit trop tard dans le processus de prototypage pour obtenir les commentaires des clients.

De plus, vous pouvez accélérer la mise sur le marché de votre produit en créant un prototype virtuel. Ce type de prototype vous aide à conceptualiser et à itérer sur une conception virtuelle. Ainsi, lorsque vous commencez à construire un prototype physique, vous y parvenez du premier coup. En connectant un logiciel de contrôle à un modèle CAO 3D, vous pouvez identifier et corriger des problèmes que vous n’auriez normalement pas détectés avant de construire le prototype physique. Vous pouvez écrire du code de commande d’axes, tel que des profils de mouvement 2D et 3D, et voir le résultat du code sur le modèle 3D. Si une pièce est si grande qu’elle risque de provoquer une collision ou si vous voulez voir la différence entre un déplacement de contour et un mouvement linéaire, vous pouvez corriger le problème et voir la différence avec le prototypage virtuel. Par rapport à l’approche de conception traditionnelle, le prototypage virtuel vous aide à prendre des décisions clés en matière de conception plus tôt dans le processus.

Avantages du prototypage virtuel avec NI

Vous pouvez utiliser LabVIEW pour simuler n’importe quel système mécanique. Le LabVIEW Control Design and Simulation Module permet d’analyser le comportement d’un modèle en boucle ouverte, de concevoir des contrôleurs en boucle fermée, de simuler des systèmes en ligne et hors ligne, et de réaliser des implémentations physiques.

^{Figure 5 : Outils de conception et de simulation de systèmes de contrôle LabVIEW}

Vous pouvez créer des modèles à partir des principes de base en utilisant les représentations en fonction de transfert, état-espace ou zéro-pôle-gain. De plus, vous pouvez analyser de manière interactive le comportement en boucle ouverte et fermée de ces modèles à l’aide d’outils d’analyses temporelles et fréquentielles, comme le temps de réponse indicielle ou le diagramme de Bode. Utilisez les outils intégrés destinés aux systèmes MIMO (multiple input, multiple output) et SISO (single input, single output) et tirez parti des capacités de simulation pour vérifier la dynamique des systèmes linéaires et non linéaires. Des outils intégrés peuvent aussi être utilisés pour convertir des modèles développés grâce au logiciel Simulink® de The MathWorks, Inc., afin qu’ils fonctionnent avec LabVIEW.

L’ajout d’E/S à votre prototype est essentiel pour créer un système réellement fonctionnel. En ajoutant une entrée de capteur et une sortie de contrôle, vous démontrez que votre conception fonctionne et peut être implémentée dans le monde qui nous entoure. La création d’une conception sur papier, son implémentation dans un logiciel et même sa simulation dans un environnement virtuel restent des exercices essentiellement conceptuels. Pour démontrer la valeur de votre conception à des investisseurs sceptiques, vous avez besoin d’une conception fonctionnelle qui existe dans le monde réel et interagit avec celui-ci. Les données des opérations de prototypage vous aident également à affiner les exigences fonctionnelles avec les clients et le reste de l’équipe de conception en fonction des performances réelles.

Les connaissances de bas niveau requises pour intégrer un capteur dans un système à partir de zéro et en tirer des données utiles représentent une perte de temps et des dépenses de ressources souvent imprévues. Le caractère personnalisé de l’intégration de capteurs traditionnels implique un remaniement coûteux à chaque modification de la conception. Les modifications de conception ont tendance à se produire, surtout lorsqu’il s’agit de capteurs, car la traduction des spécifications pour s’assurer qu’elles correspondent aux besoins de votre prototype peut être un défi en soi.

L’ajout d’E/S à votre prototype peut être une tâche ardue. C’est souvent le point de friction du processus de prototypage, car il est difficile de prévoir le temps et les ressources nécessaires à la construction d’une solution d’E/S personnalisée.

Pour surmonter les difficultés classiques du prototypage avec des E/S, il faut un changement de paradigme dans l’approche, en particulier pour les experts du domaine qui doivent prototyper efficacement des matériels mais ne disposent pas forcément des ressources spécifiques pour résoudre les problèmes d’interface de capteur de bas niveau.

Les outils NI vous aident à surmonter ces obstacles en proposant ce changement de paradigme dans le matériel intégré et le logiciel graphique intuitif, le matériel d’E/S reconfigurables et les systèmes d’IP et de support nécessaires à votre réussite.

^{Figure 6 : En combinant CompactRIO et des modules d’E/S modulaires échangeables à chaud de la Série C avec un conditionnement de signaux intégré, vous pouvez ajouter rapidement des E/S à votre prototype.}

L’intégration réussie d’une entrée de capteur et d’une sortie de contrôle dans un prototype fonctionnel est un grand pas vers le déploiement et la production de masse. Cette étape prouve que vous avez relevé certains des plus grands défis du processus de conception d’un produit.

L’ingénierie d’algorithme est un terme inventé pour désigner la conception appliquée d’algorithmes. Elle désigne le processus de transformation d’un algorithme de type « papier-crayon » en une implémentation robuste, bien testée et simple. L’implémentation d’un algorithme pour obtenir la fonctionnalité souhaitée dans un prototype peut être la partie la plus difficile du cycle de développement du produit, mais aussi la plus intéressante. En appliquant des E/S du monde réel, vous pouvez voir les fonctionnalités de votre algorithme prendre vie sous vos yeux. 

L’implémentation d’algorithmes dans un prototype fonctionnel peut être difficile pour diverses raisons :

Contraintes de programmation : souvent, les systèmes de contrôle/commande ou les processeurs choisis pour leurs capacités d’E/S, comme les FPGA, impliquent des contraintes de programmation pour le développeur. La programmation pour différentes plates-formes nécessite généralement des connaissances en programmation que peu de concepteurs de systèmes possèdent.

Implémentation d’algorithmes de base : l’implémentation d’algorithmes de bas niveau pour les fonctionnalités de base prend du temps. La rapidité est primordiale dans le prototypage. Les concepteurs ne peuvent souvent pas se permettre de s’enliser dans l’implémentation d’un algorithme bien connu à partir de zéro, faute de code existant.

Remaniement des algorithmes pour plusieurs plates-formes : au fur et à mesure que le prototype fonctionnel évolue, les algorithmes doivent souvent être revus pour être portés sur un autre type de système. Le code est rarement fonctionnel entre différents environnements d’exécution, ce qui complique la mise à l’échelle d’une application, du prototypage au déploiement.

Test et vérification : en général, vous ne savez avec certitude que tardivement si un système peut répondre aux exigences fonctionnelles, et recommencer à zéro coûte trop cher. Par exemple, le processeur risque de ne pas être en mesure d’effectuer le nombre requis de tâches parallèles assez rapidement. Il se peut qu’il ne soit pas en mesure d’atteindre un temps de cycle adéquat. Il se peut également qu’il ne soit pas en mesure de gérer l’analyse en temps réel, qui exige d’importantes ressources processeur.

La conception graphique de systèmes LabVIEW permet d’éviter et d’atténuer bon nombre des écueils potentiels liés à la conception d’algorithmes pour un prototype fonctionnel. La conception graphique de systèmes est une approche de la résolution des problèmes de conception qui allie programmation graphique intuitive et matériel flexible et commercial prêt à l’emploi (COTS). Grâce à cette approche, vous pouvez utiliser un seul environnement à toutes les étapes de la conception. Examinons maintenant plus en profondeur comment cette approche répond spécifiquement aux défis soulevés ci-dessus.

Plusieurs modèles de calcul

L’un des avantages de la conception graphique de systèmes est qu’elle permet aux programmeurs de créer leurs algorithmes quel que soit le modèle de calcul (MoC) avec lequel ils sont implémentés. Alors que la complexité du code pour les algorithmes ne cesse de croître, les programmeurs doivent utiliser différents MoC pour étendre leurs capacités de codage. Voici quelques-uns des MoC que vous pouvez utiliser avec la conception graphique de systèmes :

Flux de données : le flux de données est le MoC le plus souvent associé au logiciel LabVIEW. Avec le flux de données, les opérations nécessitent que le développeur insère des données dans toutes les entrées avant qu’elles ne soient exécutées. Le flux de données est une structure de codage intuitive qui facilite la mise en œuvre d’applications telles que les processus parallèles.

Mathématiques textuelles : les mathématiques textuelles sont un autre outil qui facilite la création de fonctions complexes. Les mathématiques textuelles sont une implémentation lisible par l’homme d’algorithmes souvent complexes et plus faciles à écrire sous forme de description de script. La boîte de calcul et le module LabVIEW MathScript RT sont des exemples de mathématiques textuelles. Avec MathScript LabVIEW, vous pouvez choisir la syntaxe la plus efficace pour le développement d’algorithmes, que ce soit pour développer des algorithmes, explorer les principes de base du traitement du signal ou analyser des résultats.

^{Figure 7 : Réutilisation du code textuel avec le module LabVIEW MathScript RT}

Code C : Parfois, l’algorithme que vous utilisez a été créé à l’origine en C ou C++. Dans ce cas, vous n’avez plus besoin de supprimer le travail précédent. Vous pouvez plutôt utiliser le nœud C inline ou le nœud Appeler une fonction d’une DLL pour appeler directement votre code précédent dans LabVIEW. Utilisez le nœud C inline pour le code C préexistant ou l’implémentation d’un petit algorithme numérique ou de tableau et utilisez le nœud Appeler une fonction d’une DLL pour accéder au code C dans les DLL ou les bibliothèques partagées.

Architecture logicielle ouverte

Au fil des ans, la plate-forme LabVIEW a été largement adoptée dans de nombreuses disciplines de conception, d’où la nécessité d’intégrer des données avec différents outils de conception et de simulation. LabVIEW assure cette intercompatibilité grâce à de nombreux outils d’intégration, bibliothèques et formats de fichiers. LabVIEW offre également une intégration standard avec un large éventail d’autres outils logiciels et ressources pour les mesures, notamment :

• DLL, bibliothèques partagées
• ActiveX, COM, .NET (Microsoft)
• DDE, TCP/IP, UDP, Ethernet, Bluetooth
• CAN, DeviceNet, Modbus, OPC
• USB, IEEE 1394, RS232/485, GPIB
• Bases de données (ADO, SQL, etc.)

Grâce à ces outils, l’intégration de données provenant de presque tous les types de matériels de mesure et de contrôle est possible. En associant LabVIEW à des normes générales de communication matérielle, les développeurs pourront garantir la compatibilité et l’évolutivité pendant de nombreuses années.

L’approche LabVIEW

Les centaines de fonctions de LabVIEW, qui couvrent une grande variété d’algorithmes traditionnels de mathématiques, de traitement du signal, de probabilité et de contrôle, constituent des composantes essentielles pour les algorithmes personnalisés. Ces fonctions allègent le fardeau de l’écriture de code de bas niveau et donnent aux ingénieurs le temps de se concentrer sur une solution plutôt que sur l’implémentation.

L’utilisation de LabVIEW facilitant l’acquisition de données du monde réel, les ingénieurs estiment qu’il est utile de tester leurs algorithmes avec des données réelles dans le cadre d’une approche itérative pour les mettre au point. Grâce à cette approche de test interactive, vous pouvez tester différentes fonctions pour voir si elles fournissent le résultat escompté. Par exemple, lorsque vous traitez un signal avec un filtre, vous pouvez choisir parmi une grande variété de solutions, acquérir le signal réel dont vous avez besoin et examiner les résultats dans un graphe ou un fichier. Si les résultats ne conviennent pas à l’application, vous pouvez choisir un autre filtre. Il est souvent plus facile d’acquérir le signal réel à appliquer à un algorithme, puis de prendre le temps de le simuler sur un logiciel.

^{Figure 8 : NI fournit LabVIEW avec des centaines d’algorithmes intégrés que vous pouvez utiliser dans votre prototype.}

L’un des objectifs d’un prototype est de démontrer rapidement une idée et une conception à des clients, investisseurs et collègues potentiels. Une autre raison, tout aussi importante, est de tester et de valider une conception en termes de performances logicielles et matérielles de base. Souvent, les problèmes n’apparaissent que lorsque vous combinez les composants électriques, logiciels et mécaniques d’un prototype fonctionnel. 

En effectuant des tests approfondis lors de la phase de prototypage, vous pouvez détecter les problèmes rapidement avant qu’ils ne représentent un coût irrécupérable et qu’il soit irréaliste de les corriger. Les tests de prototypes fournissent des preuves concrètes pour étayer les déclarations de performances et permettent d’obtenir un produit final plus fiable que vous pouvez déployer en toute confiance.

Les instruments définis par logiciel sont intrinsèquement flexibles et faciles à automatiser. De ce fait, les équipes de conception de produits d’aujourd’hui peuvent simplifier leurs processus de développement en réduisant le nombre d’heures consacrées aux tests manuels, ainsi que le nombre d’instruments requis dans le laboratoire.

La plate-forme logicielle graphique LabVIEW vous permet de configurer des programmes simples pour tester la qualité et la fiabilité de l’algorithme principal. Lors du prototypage, tenez compte des deux principaux aspects suivants des tests :

Test de limite : assurez-vous que la conception logicielle fournit des données de qualité sur les voies d’E/S sur une gamme de points de données. Cela permet au prototype de respecter les spécifications de qualité tout au long du cycle de développement du produit.

Test de contrainte : assurez-vous que les spécifications de qualité sont respectées pendant de longues périodes d’exposition et lorsque toutes les voies d’E/S sont poussées à leurs limites en même temps. L’algorithme doit être suffisamment robuste pour faire face aux situations de surcharge de données traitées.

Testez sans matériel en utilisant des VIs de simulation pour pousser l’algorithme logiciel à ses limites. Vous pouvez le faire dans LabVIEW en utilisant une variété de VIs de génération de signaux ou en développant un VI qui représente précisément vos E/S réelles.

^{Figure 9 : Méthodes de simulation d’E/S}

Mesure des E/S à l’aide du matériel d’acquisition de données

Les tests logiciels peuvent être limités car ils n’offrent pas la même expérience que ceux réalisés avec du matériel réel. Avec LabVIEW, vous pouvez utiliser le matériel COTS pour effectuer des tests d’E/S réels.

Vous pouvez mettre au point des E/S matérielles physiques à l’aide d’un multimètre numérique ou d’un matériel d’acquisition de données. Associé au driver NI-DAQmx, LabVIEW fournit une interface conviviale de haut niveau pour effectuer des tâches d’acquisition de données complexes avec les VIs DAQmx Express.

^{Figure 10 : Tests avec le matériel DAQ NI}

Passer d’une idée à une conception sur papier, puis à un prototype fonctionnel et enfin à un produit commercialisable peut s’avérer difficile. Vous devez donc trouver des moyens pour faciliter la transition entre ces étapes. L’idéal est de concevoir un prototype que vous pouvez déployer, produire et distribuer en grande quantité. Dans la pratique, ce n’est pas souvent le cas. Toutefois, en concevant et en réalisant un prototype en tenant compte du déploiement, vous pouvez vous assurer que les éléments clés de votre conception perdurent jusqu’au déploiement. Pour cela, il faut trouver les bons outils et la bonne plate-forme qui vous offrent la flexibilité et les capacités nécessaires pour réaliser un prototype efficace, tout en étant suffisamment puissants et personnalisables pour être commercialisés.

^{Figure 11 : L’idéal est de disposer d’un prototype similaire au produit final.}

L’architecture d’E/S reconfigurables (RIO) LabVIEW fait partie intégrante de la plate-forme de conception graphique de systèmes NI. Approche moderne de la conception, du prototypage et du déploiement de systèmes de surveillance et de contrôle, la conception graphique de systèmes associe l’environnement de programmation graphique ouvert LabVIEW à du matériel COTS. Cela permet de simplifier considérablement le développement, d’où des conceptions de meilleure qualité et la possibilité d’intégrer une conception personnalisée.

L’architecture LabVIEW RIO est basée sur quatre composants : un processeur, un FPGA reconfigurable, du matériel d’E/S modulaire et un logiciel de conception graphique. Combinés, ces composants vous permettent de créer rapidement des circuits matériels personnalisés avec des E/S hautes performances et d’obtenir une flexibilité sans précédent dans le contrôle du cadencement du système. De nombreux produits NI intègrent cette architecture.

^{Figure 12 : NI propose des produits dotés de l’architecture LabVIEW RIO pour offrir un maximum de flexibilité, de fiabilité et de performances.}

Les contrôleurs Single-Board RIO sont des cartes de circuits imprimés uniques hautement personnalisables qui offrent un maximum de flexibilité. Vous fournissez les terminaux d’E/S, l’alimentation et le boîtier. Single-Board RIO permet une intégration transparente de l’utilisateur dans le produit final. Pour une plus grande flexibilité ou une taille plus compacte, NI System on Module (SOM) répond à vos besoins.

^{Figure 13 : Les contrôleurs Single-Board RIO et SOM offrent une flexibilité maximale.}

Si vous avez besoin de matériel plus robuste, CompactRIO est la meilleure option. Ce matériel de niveau industriel est capable de supporter de nombreuses contraintes. Si vous avez besoin d’un matériel capable de supporter des niveaux élevés de chocs et de vibrations et que vous ne voulez pas consacrer du temps et de l’argent au développement de votre propre contrôleur pour fonctionner dans ces conditions difficiles, envisagez CompactRIO. Au-delà de sa robustesse, la plate-forme CompactRIO ne nécessite pas la personnalisation requise par les matériels Single-Board RIO. CompactRIO est également une bonne solution si vous ne voulez pas gérer votre conversion de puissance, votre boîtier ou vos terminaux d’E/S.

^{Figure 14 : Les contrôleurs CompactRIO offrent une robustesse maximale.}

Pour des mesures plus précises, comme dans un environnement de laboratoire, ou lorsque vous devez vous contenter d’une plate-forme basée sur PC, le matériel RIO multifonctions de la Série R est une option efficace. Disponibles en facteurs de forme PCI, PCI Express, USB, PXI et PXI Express, ces matériels offrent un conditionnement du signal d’E/S et une précision supérieurs à ceux du Single-Board RIO et du CompactRIO. Le matériel de la Série R offre la puissance de l’architecture LabVIEW RIO pour vous aider à étendre davantage vos capacités qu’avec les solutions d’acquisition de données traditionnelles.

^{Figure 15 : Le matériel d’acquisition de données de la Série R ajoute LabVIEW FPGA aux facteurs de forme standard des PC.}

Si vous avez besoin d’E/S ultra-hautes performances avec des vitesses allant jusqu’à 3 Géch./s en analogique ou 1 Go/s en numérique, le FlexRIO est la meilleure option. Que vous cherchiez à réduire vos coûts de test ou à accélérer le développement de votre prochain système embarqué, FlexRIO offre les E/S les plus rapides et les plus grands FPGA de l’architecture LabVIEW RIO pour vous aider à relever certains des défis les plus complexes en matière de prototypage ou de déploiement.

^{Figure 16 : Les contrôleurs et modules FlexRIO offrent des performances maximales en matière de FPGA et d’E/S.}

L’architecture LabVIEW RIO offre une multitude d’options de facteurs de forme et partage une plate-forme commune. Vous pouvez donc utiliser le même code et les mêmes processus pour tous les produits pris en charge par l’architecture LabVIEW RIO et passer de l’un à l’autre si nécessaire. En fait, lorsque vous basculez entre Single-Board RIO, CompactRIO, R Series ou FlexRIO, vous pouvez réutiliser la plupart de votre code. Même si vous ne connaissez pas toutes les exigences du produit final, une erreur lors du choix d’une plate-forme de prototypage n’entraîne pas une réécriture complète de votre code. Le processus de prototypage peut ainsi commencer plus tôt, ce qui accélère le développement. Vous pouvez également commencer à créer votre prototype avec CompactRIO et passer à Single-Board RIO pour le déploiement avec un minimum de retouches mécaniques et presque aucune modification logicielle. Encore une fois, cela est possible grâce à la plate-forme partagée.

Le prototypage est un élément essentiel du processus de conception de systèmes embarqués. La capacité de démontrer une idée viable aux investisseurs, aux clients et à la direction est un excellent moyen de l’intégrer dans le budget de quelqu’un. Les outils de conception graphique de systèmes NI se sont révélés utiles pour faire fonctionner rapidement un prototype fonctionnel sans nécessiter une grande équipe de conception. En suivant ces étapes pour créer un prototype fonctionnel de qualité, vous pourrez prendre un bon départ pour votre prochaine application.

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