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1 8 abril 2014 IFEMA Madrid /nidays 1

2 Tendencias y novedades de la arquitectura RIO Matteo Bambini

3 El enfoque de NI hacia el hardware flexible Procesador de Tiempo Real o basado en PC Tecnología FPGA comercial E/S Modulares para cada señal 3

4 El enfoque de NI hacia el hardware flexible Llamamos a esto Arquitectura LabVIEW RIO Procesador SO de Tiempo Real Software Procesador de aplicación de Trabajo en red y Tiempo Real o controladores de E/S de basado periféricos en PC DMA, interrupciones, y controladores de control de bus FPGA IP de aplicación IP de control IP de DSP Controladores FPGA de E/S especializados e interfaz Controlador DMA E/S Analógica E/S Digital E/S Modulares E/S Especializada para cada señal E/S Personalizada Protocolos de Bus Tecnología comercial El entorno de programación gráfica de LabVIEW es altamente productivo para programar Host, FPGA, E/S e interfaces de bus 4

5 Field-Programmable Gate Array (FPGA) Bloques de memoria Almacenan conjuntos de datos o valores en una RAM definida por el usuario Bloques Lógicos Configurables (CLBs) Implementan la lógica usando biestables y LUTs Multiplicadores y DSPs Implementan el procesamiento de señal usando multiplicadores y multiplicadores acumulados Interconexiones Programables Enrutan señales a través de la matriz FPGA Bloques de E/S Acceden directamente a E/S analógicas y digitales 5

6 Las FPGAs son sistemas de flujo de datos E Implementando Lógica en la FPGA: F = {(A+B)CD} E Código de LabVIEW FPGA F A B C D 6

7 Las FPGAs son sistemas de flujo de datos en paralelo E F A B C D Z W X Y 7

8 LabVIEW FPGA Proyecto = Configuración E/S FPGA VI = Diseño jerárquico de FPGA Panel frontal = Interfaz de Elementos Diagrama de bloques = Implementación 8

9 La importancia de un procesador potente Sistemas operativos completos y flexibles Opciones de comunicación completas Procesamiento en punto flotante 9

10 Características de los Sistemas Operativos SOs de propósito general Las tareas de alta prioridad pueden ser desalojadas por las de baja Programas en segundo plano - Salvapantallas, utilidades de disco, antivirus Interrupciones de periféricos - Ratón, teclado, etc. SOs de tiempo real El planificador asegura que las tareas de alta prioridad se ejecuten primero Control directo sobre todas las tareas Autónomo (sin teclado o ratón) Frec. Ciclo Jitter Hz Indeterminado Más de 50kHz Determinado 10

11 NI CompactRIO FPGA Procesador E/S Modulares 11

12 NI CompactRIO FPGA Procesador E/S Modulares Robustez extrema: -40 a 70 C de rango de temperatura; 50 g de impacto, 5 g de vibración El entorno de programación gráfica de LabVIEW es altamente productivo para Alto rendimiento: Más de 1.33 GHz, procesador dual-core i7 programar Host, FPGA, E/S e interfaces de bus E/S: Analógicas, digitales, personalizadas, especiales, buses de comunicación 12

13 Conecte a cualquier sensor de cualquier bus Más de 100 módulos de E/S industriales Acelerómetros Galgas estensométricas Resistencia Células de carga E/S digitales y protocolos Microfono Buses de comunicación Termopares 4 a 20 ma Almacenamiento de datos RTD Control de motores Visión industrial Control de movimiento 14

14 Hardware LabVIEW RIO CompactRIO y NI Single-Board RIO PXI, PC RIO (R Series, NI FlexRIO) Value Valor Ultra robusto Rendimiento Alto rendimiento Expansión de E/S MXI-Express RIO Ethernet RIO EtherCAT RIO Inalámbrico 15

15 CompactRIO: familias de producto CompactRIO y Single-Board RIO Value Valor Ultra robusto Rendimiento 16

16 Panorámica del hardwarecompactrio Valor Ultra Robusto Rendimiento Redimiento Procesador Más de 400MHz Más de 800 MHz Más de1.33 GHz Dual-Core Rendimiento FPGA Más de 43,661 celdas lógicas Especializado: y 58 multiplicadores Más de 110,592 celdas lógicas Especializado y 64 multiplicadores : Más de147,443 celdas lógicas, Especializado 180 multiplicadores : Velocidad E/S Analógica Más de 1 MHz Más de1 MHz Más de 1 MHz Sistema Operativo SO Tiempo Real SO Tiempo Real SO Windows/Tiempo Real Robustez -20 a 55 C*, Refrigerado pasivamente -40 a 70 C, Refrigerado pasivamente 0 a 55 C, Refrigerado pasivamente Tamaño Desde 17.8x9.3x8.7 cm. 3 Desde 18x9.3x8.7cm. 3 Desde 40.4x10.5x8.7 cm. 3 Ejemplos de aplicación del dispositivo Rendimiento Especificación Consigue: Tamaño Precio Ciclo de vida Analizador de redes Monitorización medioambiental Robots móviles Diagnóstico médico y control de instrumentos Máquinas especiales Control extendido de procesos químicos Monitorización turbinas Rendimiento Consigue: Volcado de datos embarcado Tamaño Monitorización acondicionamiento Robustez de máquinas Control Ciclo maquinaria de vida industrial Monitorización Oil y Gas Monitorización extendido de potencia Monitorización estructural Control soldadura Tamaño Robustez Ciclo de vida extendido Consigue: Movimiento multieje Visión Rendimiento por computador Control/Distribución de máximo energía Prototipado ECU Máyor Instrumentos analíticos número Control de turbinas E/S Robots industriales Big physics e investigación 17

17 Valor: áreas de aplicación de CompactRIO Monitorización medioambiental Robots móviles Control dispositivos médicos Máquinas especializadas Control de procesos Monitorización de turbinas eólicas 18

18 Panorámica del hardwarecompactrio Valor Ultra Robusto Rendimiento Redimiento Procesador Más de 400MHz Más de 800 MHz Más de1.33 GHz Dual-Core Rendimiento FPGA Más de 43,661 celdas lógicas y 58 multiplicadores Más de 110,592 celdas lógicas y 64 multiplicadores Más de147,443 celdas lógicas, 180 multiplicadores Velocidad E/S Analógica Más de 1 MHz Más de1 MHz Más de 1 MHz Sistema Operativo SO Tiempo Real SO Tiempo Real SO Windows/Tiempo Real Robustez -20 a 55 C*, Refrigerado pasivamente -40 a 70 C, Refrigerado pasivamente 0 a 55 C, Refrigerado pasivamente Tamaño Desde 17.8x9.3x8.7 cm. 3 Desde 18x9.3x8.7cm. 3 Desde 40.4x10.5x8.7 cm. 3 Ejemplos de aplicación del dispositivo Analizador de redes Monitorización medioambiental Robots móviles Diagnóstico médico y control de instrumentos Máquinas especiales Control de procesos químicos Monitorización turbinas Especializado : Rendimiento Consigue: Volcado de datos embarcado Tamaño Monitorización acondicionamiento de Robustez máquinas Control Ciclo maquinaria de vida industrial Monitorización Oil y Gas Monitorización extendido de potencia Monitorización estructural Control soldadura Especializado : Tamaño Robustez Ciclo de vida extendido Consigue: Movimiento multieje Visión Rendimiento por computador Control/Distribución de máximo energía Prototipado ECU Instrumentos Máyor analíticos Control de turbinas número Robots industriales E/S Big physics e investigación 19

19 Ultra robusto: áreas de aplicación de CompactRIO Volcado de datos embarcado Monitorización del estado de maquinaria Control de maquinaria industrial Aplicaciones de petróleo y gas Monitorización estructural Monitorización y control de energía 20

20 Panorámica del hardwarecompactrio Valor Ultra Robusto Rendimiento Redimiento Procesador Más de 400MHz Más de 800 MHz Más de1.33 GHz Dual-Core Rendimiento FPGA Más de 43,661 celdas lógicas y 58 multiplicadores Más de 110,592 celdas lógicas y 64 multiplicadores Más de147,443 celdas lógicas, Especializado 180 multiplicadores : Velocidad E/S Analógica Más de 1 MHz Más de1 MHz Más de 1 MHz Sistema Operativo SO Tiempo Real SO Tiempo Real SO Windows/Tiempo Real Robustez -20 a 55 C*, Refrigerado pasivamente -40 a 70 C, Refrigerado pasivamente 0 a 55 C, Refrigerado pasivamente Tamaño Desde 17.8x9.3x8.7 cm. 3 Desde 18x9.3x8.7cm. 3 Desde 40.4x10.5x8.7 cm. 3 Ejemplos de aplicación del dispositivo Analizador de redes Monitorización medioambiental Robots móviles Diagnóstico médico y control de instrumentos Máquinas especiales Control de procesos químicos Monitorización turbinas Volcado de datos embarcado Monitorización acondicionamiento de máquinas Control maquinaria industrial Monitorización Oil y Gas Monitorización de potencia Monitorización estructural Control soldadura Tamaño Robustez Ciclo de vida extendido Consigue: Movimiento multieje Visión Rendimiento por computador Control/Distribución de máximo energía Prototipado ECU Máyor Instrumentos analíticos número Control de turbinas E/S Robots industriales Big physics e investigación 21

21 Rendimiento: áreas de aplicación de CompactRIO Control de movimiento multieje Vision por computador Prototipado de ECU/HIL Control y distribución de energía Control de turbinas Big Physics 22

22 Hardware LabVIEW RIO CompactRIO and NI Single-Board RIO PXI, PC RIO (R Series, NI FlexRIO) Value Valor Ultra Robusto Rendimiento Alto Rendimiento Expansión de E/S MXI-Express RIO Ethernet RIO EtherCAT RIO Inalámbrico 23

23 Opciones de expansión RIO Expansión de E/S Ethernet RIO EtherCAT RIO MXI Express RIO 24

24 Integración de Vision, Motion, e interfaces para construir una solución completa Beneficios Software de alto nivel Hardware flexible Plataforma de Hardware y Software integrados Cámera IP Cámara GigE Frame Grabber analógico Cámara analógica Drivers de motores e interfaces Interfaz HMI Sensores y actuadores Módulo NI LabVIEW Touch Panel Módulo LabVIEW NI SoftMotion NI CompactRIO Módulo Vision Development 25

25 NI Single-Board RIO FPGA Procesador E/S Modulares El entorno de programación gráfica de LabVIEW es altamente productivo para programar Host, FPGA, E/S e interfaces de bus 26

26 Paquete de soporte de tarjeta Controladores de dispositivo Software de aplicación Diseño PCB VHDL Haga esto. No eso. La integración de extremo a extremo quiere decir que puede desarrollar un sistema embebido más rápido 27

27 Coste Desarrollar vs Comprar Desarrollado Comprado Volumen por año Ahora con las nuevas versiones de sbrio Da a los clientes que desarrollan una solución más barata Da a los clientes que compran una solución más flexible 28

28 Dispositivos NI Single-Board RIO más pequeños Mitad de tamaño, mitad de coste Area menor 4.05 x 3.8 in. 2 (10.3 x 9.65 cm. 2 ) Acceso directo al procesador y E/S de FPGA a través del conector RIO Mezzanine Card (RMC) de alta densidad y gran ancho de banda Más periféricos desarrollados (RS232, USB and CAN) Ideal para desarrollos OEM Modelo sbrio sbrio Procesad or Temp. oper. Memori a 400 MHz -40 a70 128M 256M 400 MHz -40 a70 256M 512M Almac. FPGA USB CAN Spartan-6 LX25 Spartan-6 LX45 Entrada tensión No No 9-30V Alta vel.(x1) Sí 9-30V 29

29 NI Single-Board RIO con E/S multifunción Tamaño reducido4.05 x MHz Procesador en Tiempo Real Arquitectura abierta para la personalización y acceso directo a 96 líneas DIO de FPGA DIO a través del conector RIO Mezzanine Card Apropiado para aplicaciones OEM CAN USB SDHC FPGA E/S dig* E/S analog* RMC RAM Memoria flash sbrio LX25 4 Bueno 128MB 256MB sbrio-9626 LX45 4 Mejor 256MB 512MB sbrio-9633 LX25 28 Bueno - 128MB 256MB sbrio-9636 LX45 28 Mejor - 256MB 512MB * Los modelos con conector RMC tienen 96 líneas digitales 30

30 Síganos durante y después de NIDays es.linkedin.com/in/nispain facebook.com/nispain91 twitter.com/ni_spain 31

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