CompactRIO
| Tillverkare | Nationella instrument |
|---|---|
| Tillgängliga | I produktion |
| Hemsida |
CompactRIO (eller cRIO ) är en inbyggd industriell styrenhet i realtid gjord av National Instruments för industriella styrsystem . CompactRIO är en kombination av en realtidskontroller, omkonfigurerbara IO- moduler (RIO), FPGA -modul och ett Ethernet- expansionschassi.
Hårdvara
CompactRIO-systemet är en kombination av ett kontrollchassi i realtid, omkonfigurerbara IO- moduler (RIO), en FPGA- modul och ett Ethernet- expansionschassi. Tredjepartsmoduler finns också tillgängliga och är i allmänhet kompatibla med NI-tillverkade chassikontroller.
CompactRIO realtidskontroller inkluderar en mikroprocessor för implementering av kontrollalgoritmer och stöder ett brett spektrum av klockfrekvenser. Styrenheter är endast kompatibla med National Instruments C Series I/O-moduler. I/O-moduler är hot-swap-bara (kan anslutas/kopplas från medan enheten är påslagen).
FPGA-modulen kan användas för att implementera högpresterande databehandling på omkonfigurerbart tyg. Sådan databehandling kan utföras på data som strömmar in från anslutna I/O-moduler. Modulen drivs av en Xilinx Virtex högpresterande FPGA på de tidigare modellerna och Kintex-7, Artix-7 eller Zync Xilinx FPGA på de nyare modellerna. FPGA:n kan programmeras separat och ansluts till realtidsstyrenheten med hjälp av en intern PCI- buss, och är tillgänglig via ett LabVIEW-gränssnitt som fungerar både lokalt på styrenheten och över ett LAN från LabVIEW på en PC.
Ethernet-chassit inkluderar en Ethernet-port ( 8P8C ), som kan ansluta CompactRIO-kontrollern till en PC. Chassit finns i 4- och 8-fackvarianter.
Tredjepartsmoduler tillverkas för ytterligare funktioner, såsom LCD- eller VGA-skärmar. Nyare, högpresterande CompactRIO-kontroller har också inbyggd VGA-grafik som kan kopplas till en monitor för att observera driften.
programvara
CompactRIO-styrenheter kan programmeras med LabVIEW , National Instruments grafiska programmeringsspråk ; C; C++; eller Java. LabVIEW måste användas för att programmera den inbäddade FPGA, även om VHDL- och verilog-komponenter kan inkluderas.
Nyare kontroller kommer med en Linuxbaserad RTOS , NI Linux Real-Time, skapad som en del av Linux Foundations Real-Time Linux Collaborative Project. Program skapade i LabVIEW kompileras automatiskt till maskinkod för NI Linux Real-Time och hårdvarubeskrivningsspråk (HDL) för Xilinx FPGA- verktygskedjan under distributionen av koden till målet.
Linux Real-Time OS som körs i realtidsstyrenheten stöder ett filsystem och därför är dataloggning också tillgänglig på styrenhetsnivå. Fullständig utvecklingssystemversion av LabVIEW levereras inte med modulerna som behövs för att programmera cRIO. Realtidsmodulen och FPGA-modulerna måste köpas separat och installeras med LabVIEW för programmering av hårdvaran. Programmeringen görs på en värddator som kör Windows operativsystem och distribueras på cRIO via Ethernet.
Det är inte nödvändigt att köra en realtids-VI på styrenheten för att köra FPGA VI, eftersom LabVIEW FPGA-gränssnittet är nätverkskompatibelt och stöder upp till 7 samtidiga accessorer. Detta görs med en anslutnings-URL som RIO://ip/RIO0
Observera att läs/skrivgränssnittsblocket verkar paketera flera accessorer till en, men faktiskt loopar med en tur-och-retur-fördröjning per ytterligare åtkomst som läggs till, vilket mycket snabbt kan läggas ihop. Detta kan lösas genom att gruppera alla kontroller i ett kluster och alla skärmar i ett annat, för varje skriv-/läsbehörighet och för varje accessor. Det är möjligt att ha en lokal realtids-VI som körs på styrenheten som samtidigt får åtkomst till en annan uppsättning kluster utan störningar, och att överföra data från ett kluster till ett annat kan tillåta data att flyta mellan denna realtids-VI och en PC VI effektivt och med ganska låg latens.
Data kan också skickas via "FPGA till HOST" och "HOST till FPGA" DMA fifos, som också fungerar över nätverksgränssnittet. Varje VI som har ett gränssnitt, varje värd-FIFO-anslutning och varje IRQ-anslutning räknas alla som accessorer till FPGA:n som är värd för styrenheten. Dessa FIFO:er kan vanligtvis mätta styrenhetens Ethernet-anslutning, och erbjuder bra prestanda både när det gäller bandbredd och med försiktig användning, latens.
LabVIEW FPGA-gränssnittet är också tillgängligt för C.
Ansökningar
CompactRIO-system används ofta som en industriell styrenhet, där en liten formfaktor är viktig.
CompactRIO används vanligtvis som huvudlösa system (utan användargränssnitt) som är designade för att köras i ett begränsat utrymme, under svåra förhållanden. CompactRIO-system kan också anslutas till en värddator som kan användas för övervakningsändamål och för att visa loggade data.
Andra exempel på applikationsområden är: Intelligenta system för det industriella Internet of Things (IIoT), Power Electronics and Inverter Control, Condition Monitoring of Rotating Equipment, Power Quality Monitoring, Transportation and Heavy Equipment, and Laser or Hydraulic Control.
CompactRIO användes från 2009 till 2015 som den primära styrenheten i FIRST Robotics Competition . Den har nu ersatts av National Instruments roboRIO.
Se även
- CompactDAQ
- roboRIO