ＰＸＩＥ技術(shù)引入基于ＦＰＧＡ的自定義儀器

美國(guó)國(guó)家儀器有限公司（National Instruments，簡(jiǎn)稱NI）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(hào)處理和其他自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量應(yīng)用提供了優(yōu)化的解決方案，同時(shí)也是業(yè)界第一個(gè)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(shí)現(xiàn)多個(gè)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(gè)硬件模塊的組合：一個(gè)FPGA模塊和一個(gè)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(hào)處理應(yīng)用的Xilinx Virtex-5 SXT FPGA，該款FPGA芯片中集成了針對(duì)DSP優(yōu)化的block，可以對(duì)快速傅立葉變換（FFT）、自定義濾波、調(diào)制解調(diào)等信號(hào)處理操作實(shí)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(jì)軟件和LabVIEW FPGA模塊對(duì)NI FlexRIO FPGA進(jìn)行編程。這一方式幫助工程師無(wú)需VHDL知識(shí)就可在FPGA上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，同時(shí)也提供了一個(gè)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(cè)試測(cè)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(wú)需經(jīng)過(guò)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(duì)于需要大量計(jì)算的應(yīng)用，工程師也可以將算法分布到多個(gè)FPGA執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)單向超過(guò)800MB/s的Peer-to-Peer數(shù)據(jù)流，或者在每個(gè)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(guò)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(cè)量I/O連接到FPGA，從而實(shí)現(xiàn)各種要求實(shí)時(shí)性能或硬件信號(hào)處理的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用。新的NI 5781基帶信號(hào)收發(fā)適配器模塊包含了兩個(gè)100 MS/s 14位模擬輸入端口和兩個(gè)100MS/s 16位模擬輸出端口，這對(duì)于自定義基帶信號(hào)接口或超高速控制應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)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(duì)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(kāi)發(fā)套件自行開(kāi)發(fā)所需的適配器模塊。