基于CompactRIO平臺(tái)的cRIO-9068軟件的性能與分析測(cè)試以及其優(yōu)點(diǎn)

近十年來(lái)，?CompactRIO平臺(tái)已經(jīng)成為嵌入式控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。所有CompactRIO系統(tǒng)均基于NI LabVIEW可重配置I/O(RIO)架構(gòu)，該架構(gòu)集成了一個(gè)實(shí)時(shí)處理器、可重配置FPGA和模塊化NI C系列I/O，通過(guò)LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行編程。NI cRIO-9068控制器以高性價(jià)比為CompactRIO平臺(tái)提供了卓越的性能和堅(jiān)固性，使其適用于嚴(yán)苛環(huán)境下的高容量和OEM應(yīng)用。這一軟件設(shè)計(jì)的控制器配備了Xilinx Zynq all-programmable片上系統(tǒng)(SoC)，在單個(gè)芯片上結(jié)合了基于ARM的處理器和7系列 FPGA芯片。由于集成了Zynq，cRIO-9068控制器使得CompactRIO平臺(tái)現(xiàn)在可支持基于NI Linux 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，讓用戶可以在熟悉的LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境中更靈活地復(fù)用現(xiàn)有的Linux代碼。

將基于ARM的處理器引入CompactRIO

cRIO-9068控制器在CompactRIO歷史上首次采用基于ARM的處理器。這一技術(shù)正是賦予智能手機(jī)和其他需要高處理性能和低功耗的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品以強(qiáng)大功能的技術(shù)。集成的Zynq SoC提供了667 MHz雙核ARM Cortex-A9處理器。相比同價(jià)位的8槽集成NI cRIO-9074，這款雙核處理器具有高出4倍的性能。
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借助更大型的FPGA進(jìn)行創(chuàng)新

cRIO-9068控制器是第一個(gè)配備Xilinx 7系列FPGA芯片的CompactRIO設(shè)備。 7系列FPGA芯片提供了比上一代芯片更高的性能，每單元功耗降低50%，采用28納米技術(shù)，在同樣大小的芯片上容納了更多的邏輯單元和數(shù)字信號(hào)處理（DSP）片。cRIO-9068控制器提供了具有85,000個(gè)邏輯單元和220個(gè)DSP邏輯片的Artix-7 FPGA芯片，與cRIO-9074相比提供了2倍數(shù)量的邏輯單元和4倍的DSP片。有了更大的FPGA空間，您就可以實(shí)現(xiàn)比以往更高級(jí)的控制、信號(hào)處理、濾波、定時(shí)和其他邏輯。
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性能基準(zhǔn)測(cè)試

Xilinx 開(kāi)發(fā)Zynq SoC的部分原因是由于NI LabVIEW RIO架構(gòu)的成功。通過(guò)將處理器和FPGA芯片置于同一管芯上，Zynq SoC能夠?qū)崿F(xiàn)任何分立元件不能實(shí)現(xiàn)的功能，比如處理器和FPGA芯片之間包含10,000個(gè)互連線。如此大量的互連線使得結(jié)合LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的CompactRIO控制器能夠以高達(dá)300 MB/ s的速率讀寫(xiě)16個(gè)DMA通道的數(shù)據(jù)。除了互連性的提升，基于ARM的雙核處理器也為真實(shí)應(yīng)用提供了卓越的性能。表1顯示了分別使用配備400 MHz單核處理器的cRIO-9074控制器和配備667 MHz ARM雙核處理器的cRIO-9068控制器測(cè)試實(shí)際應(yīng)用的基準(zhǔn)測(cè)試對(duì)比結(jié)果。

應(yīng)用基準(zhǔn)測(cè)試?cRIO-9074?cRIO-9068?
復(fù)雜應(yīng)用（占用CPU%）?

97%

?

18%

?
讀寫(xiě)采樣數(shù)據(jù)（占用CPU%）?

46%

?

7%

?
控制采樣數(shù)據(jù)（占用CPU%）?

72%

?

11%

?

?

表 1: cRIO-9074和cRIO-9068控制器的應(yīng)用基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比

查看cRIO-9068控制器性能和吞吐量基準(zhǔn)測(cè)試

龐大的軟件生態(tài)系統(tǒng)

NI對(duì)基于Linux的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)投入了大量研發(fā)。這一基礎(chǔ)技術(shù)為CompactRIO平臺(tái)提供了更高層次的開(kāi)放性，使LabVIEW用戶能夠訪問(wèn)LabVIEW內(nèi)部及LabVIEW之外來(lái)自于社區(qū)的大量應(yīng)用程序和IP庫(kù)。NI在全球還擁有一個(gè)包含超過(guò)600家公司的NI聯(lián)盟伙伴網(wǎng)絡(luò)，其中一些聯(lián)盟伙伴專(zhuān)門(mén)致力于嵌入式控制領(lǐng)域。無(wú)論是產(chǎn)品、系統(tǒng)、集成或咨詢和培訓(xùn)服務(wù)，NI聯(lián)盟伙伴均可為您提供獨(dú)一無(wú)二的解決方案，幫助您應(yīng)對(duì)最嚴(yán)峻的工程項(xiàng)目挑戰(zhàn)。

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熟悉的LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境助您利用最新的技術(shù)

傳統(tǒng)上，使用cRIO-9068控制器提供的各種技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序?qū)⑿枰罅康墓こ掏顿Y，包括聘用使用各種不同工具的工程師團(tuán)隊(duì)。而基于平臺(tái)的方法將CompactRIO控制器與單個(gè)集成工具鏈LabVIEW相結(jié)合，可幫助您創(chuàng)建、調(diào)試和部署用于處理器、FPGA和I/O的軟件應(yīng)用程序?，F(xiàn)在借助cRIO-9068控制器，您可以使用與之前CompactRIO控制器相同的單一工具鏈，并利用最新的技術(shù)利用其卓越的性能和靈活性進(jìn)行創(chuàng)新。