NI將PXI Express引入基于FPGA的自定義儀器

美國國家儀器有限公司（National Instruments，簡稱NI）于2010年2月15 日宣布NI FlexRIO產(chǎn)品線增加新成員，新增支持PXI Express的NI FlexRIO FPGA模塊和新的基帶收發(fā)適配器模塊。這些新產(chǎn)品為高速信號處理和其他自動化測試測量應(yīng)用提供了優(yōu)化的解決方案，同時也是業(yè)界第一個商業(yè)現(xiàn)成可用（COTS）的兼具NI LabVIEW FPGA技術(shù)靈活性與高速可重配置I/O的PXI/PXI Express系統(tǒng)解決方案。利用新的PXI Express連接性和Peer-to-Peer數(shù)據(jù)流功能，工程師不但能夠?qū)崿F(xiàn)主機(jī)CPU與模塊之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，還能直接實現(xiàn)多個NI FlexRIO FPGA模塊之間的高速數(shù)據(jù)流。

基于PXI Express的NI FlexRIO解決方案使用兩個硬件模塊的組合：一個FPGA模塊和一個適配器模塊。NI PXIe-796xR NI FlexRIO FPGA模塊中具有特別適合數(shù)字信號處理應(yīng)用的Xilinx Virtex-5 SXT FPGA，該款FPGA芯片中集成了針對DSP優(yōu)化的block，可以對快速傅立葉變換（FFT）、自定義濾波、調(diào)制解調(diào)等信號處理操作實現(xiàn)流水線。與其他可編程FPGA儀器不同，工程師能夠用LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計軟件和LabVIEW FPGA模塊對NI FlexRIO FPGA進(jìn)行編程。這一方式幫助工程師無需VHDL知識就可在FPGA上實現(xiàn)應(yīng)用，同時也提供了一個接口，可將原有的VHDL代碼直接導(dǎo)入LabVIEW FPGA。

NI PXIe-796xR FPGA模塊集成了新的NI-STC3專用集成電路（ASIC），增強(qiáng)了Peer-to-Peer數(shù)據(jù)流功能，從而顯著增加了測試測量系統(tǒng)的吞吐量。該ASIC加強(qiáng)了NI FlexRIO FPGA模塊之間或PXI Express 數(shù)字化儀和FPGA模塊之間的直接數(shù)據(jù)傳輸能力，這些數(shù)據(jù)無需經(jīng)過主處理器。工程師能夠利用這一技術(shù)為現(xiàn)有的高性能NI數(shù)字化儀添加FPGA功能。對于需要大量計算的應(yīng)用，工程師也可以將算法分布到多個FPGA執(zhí)行，實現(xiàn)單向超過800MB/s的Peer-to-Peer數(shù)據(jù)流，或者在每個方向上高達(dá)700MB/s的雙向Peer-to-Peer數(shù)據(jù)流，模塊總吞吐量可以超過1.4GB/s。

利用NI FlexRIO系統(tǒng)的另一硬件組件——NI FlexRIO適配器模塊，工程師可以直接將多種測量I/O連接到FPGA，從而實現(xiàn)各種要求實時性能或硬件信號處理的測試測量應(yīng)用。新的NI 5781基帶信號收發(fā)適配器模塊包含了兩個100 MS/s 14位模擬輸入端口和兩個100MS/s 16位模擬輸出端口，這對于自定義基帶信號接口或超高速控制應(yīng)用來說是一個理想選擇。

NI 5781是不斷推陳出新的NI FlexRIO適配器模塊系列之一，該系列還包括用于更多特殊應(yīng)用的第三方適配器模塊。對于需要高度自定義I/O的應(yīng)用，工程師也可以使用NI FlexRIO 適配器模塊開發(fā)套件自行開發(fā)所需的適配器模塊。