運用 FlexRIO 模組開發組合來設計客制儀器的優勢

​當現成可用的儀器無法滿足您的客制需求時，您可以運用 FlexRIO 來滿足您的特殊需求，而且無需承擔客制設計的成本與風險。FlexRIO 是 NI 平台中最靈活的儀器，由兩種架構組成：一種是整合式 I/O，另一種則是可移除式模組化 I/O。圖 1 顯示了兩種 FlexRIO 架構:具備整合式 I/O 的 FlexRIO，與具備模組化 I/O 的 FlexRIO

儘管這兩種架構的機制完全不同，兩種架構的核心卻是相似的。所有 FlexRIO 裝置都含有一個使用者可程式化的大型 FPGA 載板，該載板可以與廣泛的 I/O 選項相結合，包括類比、數位、RF、相機介面等。

具備模組化 I/O 的 FlexRIO 包含了 2 個獨立的零件：一個 PXI FPGA 模組與一個 FlexRIO 轉接器模組。FlexRIO 轉接器模組與 PXI FPGA 模組可透過大型平行數位介面進行通訊，該介面可在多達 66 個差動配對上進行高達 1 Gbps 的低電壓差動訊號傳輸 (LVDS) 通訊。在這種架構中，FlexRIO 轉接器模組可以隨著需求的變化而移除與更換。

具備整合式 I/O 的 FlexRIO 是由一個 I/O 背板卡組成，而不是可移除式轉接器模組。他們是以單一組件的形式出售與運輸，其中會搭載與 FPGA 載板相配的 I/O。背板卡 I/O 模組與 FPGA 載板會透過高密度連接器進行通訊。儘管此裝置是以單一組件形式出售，但採用的仍是模組化設計。這也使得 NI 研發團隊在 ADC 和 DAC 等新技術推出時，能迅速設計並發佈新的 FlexRIO 裝置。

儘管 FlexRIO 提供了廣泛的 I/O 選項 (無論是模組化還是整合式架構)，但在許多情況下，仍會出現任何 FlexRIO 轉接器模組或 FlexRIO 模組都無法滿足 I/O 需求的狀況。 

其中一個常見的例子，就是客戶使用 FlexRIO 進行數位介接。部分協定是採標準格式，並且具有許多可用的專用儀器，例如 CAN、GPIB 或汽車乙太網路。但是當匯流排儀器並非現成可用且沒有廣受採用時，挑戰便隨之出現，因為通訊協定可能是客制的，或是通訊協定太新，因此無法做為專用測試儀器使用。在這兩個案例下，NI 的 FPGA 數位儀器 (例如 FlexRIO) 都能帶來非常大的價值。 

即使是客制的協定，通常也可以透過現成可用的 FlexRIO I/O 選項來滿足。不過，有時這些協定所需的硬體邏輯層級並不存在。在這些情況下，您可能需要設計客制的 FlexRIO I/O 模組來滿足您的需求。這正是您使用 FlexRIO 模組開發組合 的絕佳時機。

雖然您可以在模組化架構中開發客制模組，但為了確保最長的生命週期和最新的 FPGA，我們建議所有新設計均採用整合式模組開發組合。為整合式 FlexRIO 架構設計模組時，有多種不同的 FPGA 載板可供選擇，具體選擇則取決於您的應用需求。他們的主要差別在於 FPGA 載板和轉接器模組之間的介面。

序列 FPGA 載板

NI 的序列 FPGA 載板 PXIe-7981、PXIe-7982、PXIe-7985 與 PXIe-7986 提供 8 個 Multi-Gigabit 收發儀，以及電源、時脈、觸發器和配置訊號。

若您設計的主要元件 (例如資料轉換器) 使用 JESD204B/C 等高速序列連線，那麼這些 FPGA 載板就是與這些晶片介接的理想選擇。 

平行 LVDS FPGA 載板

NI 的平行 LVDS FPGA 載板 PXIe-7990、PXIe-7991 與 PXIe-7992 可提供 70 個 LVDS 針腳以連接轉接器模組，並且包含電源、時脈、觸發器和配置訊號。

若您的轉接器模組設計需要大量數位化訊號，或者需要從模組化的架構升級您的轉接器模組，這些載板將是您理想的選擇。

平行 D-PHY FPGA 載板

NI 的平行 D-PHY FPGA 載板 PXIe-7993 可提供 46 個 D-PHY 針腳以連接轉接器模組，並且包含電源、時脈、觸發器和配置訊號。

MIPI D-PHY 是一種常見的實體層 (PHY)，這是一種靈活、高速、低耗能且平價的解決方案，因此適用於智慧型手機中的相機和顯示器。在專利橋接解決方案的支援下，D-PHY 也大量使用於汽車應用中，包括相機傳感系統、防撞雷達、車載資訊娛樂系統與儀表板顯示器。

如要使用 FlexRIO MDK 模組進行客制化的 I/O 開發，NI 建議您，先累積客制化印刷電路板 (PCB) 設計與硬體敘述語言 (HDL) 程式碼的開發經驗，再著手開發專屬的 I/O 模組。

若貴組織沒有這方面的專業知識，NI 有多個合作夥伴，可以提供這類設計服務。若您有興趣，請聯絡您的客戶代表取得相關建議。

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