FlexRIO 모듈 개발 키트를 활용한 맞춤형 계측기 설계의 이점

​기성 기기로는 충족할 수 없는 맞춤형 요구 사항이 있는 경우 FlexRIO를 사용하면 맞춤형 설계에 따른 비용과 위험 없이 특별한 요구 사항을 충족할 수 있습니다. FlexRIO는 NI 플랫폼에서 가장 유연한 계측기로, 통합 I/O가 있는 아키텍처와 제거 가능한 모듈식 I/O가 있는 아키텍처의 두 가지 아키텍처로 구성되어 있습니다. 그림 1은 통합 I/O가 있는 FlexRIO 및 모듈식 I/O가 있는 FlexRIO의 두 FlexRIO 아키텍처를 보여줍니다.

이 아키텍처들은 동작 방식이 상당히 다르지만 핵심은 비슷합니다. 모든 FlexRIO 디바이스는 아날로그, 디지털, RF, 카메라 인터페이스 등을 포함한 광범위한 I/O 옵션과 결합할 수 있는 사용자 프로그래밍이 가능한 대형 FPGA 캐리어로 구성됩니다.

모듈형 I/O가 있는 FlexRIO는 PXI FPGA Module과 FlexRIO Adapter Module 두 부분으로 구성됩니다. FlexRIO Adapter Module과 PXI FPGA Module은 최대 66개의 차동 쌍에서 최대 1Gbps의 LVDS 통신이 가능한 넓은 병렬 디지털 인터페이스를 통해 통신합니다. 이 아키텍처에서는 요구 사항이 변경되면 FlexRIO Adapter Module을 제거하고 교체할 수 있습니다.

통합 I/O가 있는 FlexRIO는 탈착식 Adapter Module이 아닌 I/O 메자닌 카드로 구성됩니다. 이들은 FPGA 캐리어와 결합된 I/O와 함께 하나의 장치로 구매 및 배송됩니다. 메자닌 I/O 모듈과 FPGA 캐리어는 고밀도 커넥터를 통해 통신합니다. 이 디바이스는 단일 장치로 판매되지만 설계는 여전히 모듈형입니다. 이를 통해 NI R&D는 ADC 및 DAC와 같은 새로운 기술을 사용할 수 있게 됨에 따라 새로운 FlexRIO 디바이스를 신속하게 설계하고 출시할 수 있습니다.

FlexRIO에는 광범위한 I/O 옵션(모듈형과 통합 아키텍처 모두)이 있지만 어떤 FlexRIO 어댑터 모듈이나 FlexRIO 모듈로도 I/O 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 종종 있습니다.  

대표적인 경우는 디지털 인터페이스에 FlexRIO를 사용하는 고객에게 발생합니다. 일부 프로토콜은 표준이며 CAN, GPIB 또는 자동차 이더넷과 같이 널리 사용되는 전용 장비를 갖추고 있습니다. 프로토콜이 맞춤형이거나 너무 새로워 아직 전용 테스트 계측기가 없기 때문에 버스 계측기가 시중에 거의 없을 때 문제가 발생합니다. 두 사례 모두 FlexRIO와 같은 NI의 FPGA 지원 디지털 계측기가 상당한 가치를 발휘할 수 있습니다.  

맞춤형 프로토콜 요구 사항도 기성품 FlexRIO I/O 옵션으로 종종 충족할 수 있습니다. 그러나 때때로 이러한 프로토콜에는 기존에는 없는 하드웨어 논리 수준이 필요합니다. 이러한 경우 요구 사항을 충족하는 맞춤형 FlexRIO I/O 모듈을 설계해야 할 수 있습니다. 이 때 FlexRIO 모듈 개발 키트를 유용하게 사용할 수 있습니다.

모듈형 아키텍처에서 맞춤형 모듈을 계속 개발할 수도 있지만 가장 긴 수명 주기와 최신 FPGA를 보장하려면 모든 새로운 설계에 통합 모듈 개발 키트를 사용하는 것을 권장합니다. 통합 FlexRIO 아키텍처용 모듈을 설계할 때, 어플리케이션 요구 사항에 따라 선택할 수 있는 여러 FPGA 캐리어가 있습니다. 이들의 주요 차이점은 FPGA 캐리어와 어댑터 모듈 간의 인터페이스에 있습니다.

직렬 FPGA 캐리어

당사의 직렬 FPGA 캐리어인 PXIe-7981, PXIe-7982, PXIe-7985 및 PXIe-7986은 전원, 클록, 트리거 및 설정 신호와 함께 8개의 멀티 기가비트 트랜시버를 제공합니다.

데이터 컨버터와 같은 설계의 주요 구성 요소가 JESD204B/C와 같은 고속 직렬 링크를 사용하는 경우 이런 FPGA 캐리어가 해당 칩과의 인터페이스에 이상적입니다. 

병렬 LVDS FPGA 캐리어

당사의 병렬 LVDS FPGA 캐리어인 PXIe-7990, PXIe-7991 및 PXIe-7992는 전원, 클록, 트리거 및 설정 신호와 함께 어댑터 모듈에 70개의 LVDS 핀을 노출합니다.

어댑터 모듈 설계에 많은 수의 디지털 신호가 필요하거나 모듈형 아키텍처에서 어댑터 모듈을 업그레이드하는 경우 이러한 캐리어가 이상적입니다.

병렬 D-PHY FPGA 캐리어

당사의 병렬 D-PHY FPGA 캐리어인 PXIe-7993은 전원, 클록, 트리거 및 설정 신호와 함께 46개의 D-PHY 핀을 어댑터 모듈에 노출합니다.

MIPI D-PHY는 유연한 고속, 저전력, 저비용 솔루션이기 때문에 스마트폰의 카메라 및 디스플레이에 널리 사용되는 PHY입니다. D-PHY는 또한 카메라 감지 시스템, 충돌 방지 레이더, 차량 내 인포테인먼트 및 독점 브리징 솔루션을 지원하는 대시보드 디스플레이를 포함한 자동차 어플리케이션에 많이 사용됩니다.

맞춤형 I/O 개발에 FlexRIO MDK를 사용하려면, 맞춤형 인쇄 회로 기판(PCB) 설계와 하드웨어 기술 언어(HDL) 코드 개발 경험이 있는 사용자가 고유의 I/O 모듈을 개발할 것을 권장합니다.

사내에 이러한 전문 지식이 없는 경우 NI는 여러 파트너와 협력하여 이러한 설계 서비스를 제공할 수 있습니다. 관심이 있는 경우 계정 담당자에게 추천을 문의하십시오.

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