El último dispositivo CompactRIO podría parecer el mismo por fuera, pero el controlador ha sido reconstruido desde cero
Cuando National Instruments se propuso reinventar la plataforma CompactRIO con un conjunto nuevo de tecnologías esenciales, el primer requerimiento fue mantener compatibilidad con el ecosistema de la plataforma existente y hacer la portabilidad del código una parte transparente del proceso. La única otra regla: mejorar todo.
NI introdujo CompactRIO en el 2004. Desde el principio, la plataforma fue construida bajo la arquitectura NI LabVIEW reconfigurable I/O (RIO), obteniendo su cerebro del software de diseño de sistemas NI LabVIEW y su potencia de una mezcla clave de procesadores programables, FPGAs, y E/S modular. Desde entonces, NI ha actualizado, ampliado, y perfeccionado la plataforma para incluir objetivos de procesamiento con tasas de reloj incomparables, una variedad de FPGAs de Xilinx de cuatro diferentes generaciones de tecnologías, y más de 70 módulos de E/S diferentes. Esta combinación de características da a los diseñadores de sistemas con experiencia en un campo específico una plataforma consistente que hace posible innovar de forma rápida e implementar sistemas avanzados en una fracción del tiempo necesario para un diseño personalizado.
Ingenieros y científicos a nivel mundial utilizan CompactRIO para resolver complicadas aplicaciones en monitorización y control tales como suprimir incendios en aviones de carga, generar electricidad controlando el vuelo de cometas atadas, y apilar de manera precisa 20 toneladas de hormigón húmedo. El cambiar la plataforma CompactRIO no es algo que NI decidió sin analizarlo. Proporcionarle la tecnología punta, y proteger sus inversiones previas en herramientas y diseños existentes, es crítico para nosotros.
Rendimiento de la A a la X: Integrando últimas tecnologías ARM y Xilinx
El último lanzamiento de la plataforma, el dispositivo NI cRIO-9068, es un controlador diseñado en software que NI construyó de manera diferente a cualquier otro controlador anterior. Los equipos de investigación y desarrollo re-examinaron cada parte del diseño del controlador, desde los componentes del núcleo del hardware hasta el sistema operativo fundamental, e hicieron cambios radicales, manteniendo dos beneficios esenciales: la experiencia familiar de desarrollo con LabVIEW y compatibilidad completa hacia atrás del código existente. Debido a que este controlador está diseñado en software, usted puede utilizar LabVIEW para implementar diseño de hardware personalizado, firmware, y software de aplicación en el mismo entorno de desarrollo de aplicación. Otros controladores embebidos utilizan hardware y firmware de función fija y tienen soporte limitado para software de aplicación definido por el fabricante. Trabajando de cerca con Xilinx, el nuevo controlador CompactRIO incluye el Zynq-7030 All Programmable System on Chip (SoC), el cual combina un procesador y estructura FPGA en la misma estructura de silicio. El resultado es un controlador que incluye grandes beneficios tales como
• Un procesador dual-core ARM Cortex-A9 de 667 MHz, el cual proporciona cuatro veces el rendimiento de los sistemas CompactRIO existentes de 8 ranuras
• Estructura FPGA Xilinx 7 Series con 85,000 celdas lógicas para temporización personalizada, disparo, y E/S o procesamiento de señal
• 16 canales DMA para transportar los datos que necesita
• 220 segmentos de procesador digital de señal (DSP)
• Rango extendido de temperatura de -40 a 70 °C haciendo el controlador ideal para aplicaciones de entornos severos
Mientras que todas estas tecnologías hacen su debut en la plataforma CompactRIO en el 2013, LabVIEW las expone vía APIs familiares. Sus aplicaciones existentes pueden migrar al nuevo controlador y, sin necesidad de cambios en el código, aprovecharse de todas las mejoras de rendimiento.
Arquitectura LabVIEW RIO: Ahora con NI Linux Real-Time
Todos los sistemas CompactRIO son programados utilizando LabVIEW, LabVIEW Real-Time Module, y el LabVIEW FPGA Module. El controlador NI cRIO-9068 no es diferente, pero de manera interna, su sistema operativo de tiempo real (RTOS) ha cambiado. NI seleccionó un nuevo RTOS basado en Linux para soportar de una mejor manera el procesador basado en ARM más reciente y dar a los desarrolladores de aplicaciones en tiempo real mayor flexibilidad.
Para asegurar que la fiabilidad y compatibilidad hacia atrás del nuevo NI Linux RTOS son seguras, I+D de NI invirtió más de 6 años de esfuerzo en el proceso de desarrollo del producto. El equipo incluyó pruebas de regresión, desarrolló aplicaciones de la misma manera que los clientes de NI, implementó características para suavizar la portabilidad del código entre sistemas CompactRIO, y llevó a cabo uno de los programas de acceso temprano más amplios de NI. El resultado es la misma experiencia de desarrollo que con los sistemas CompactRIO previos, permitiéndole aprovechar las nuevas características sin cambiar la forma en que usted desarrolla y diseña sistemas embebidos.
NI Linux Real-Time le da soporte completo para múltiples adaptadores y un conjunto de red mejorada, un planificador de procesos mejorado, y un sistema avanzado de archivos con compresión de datos automática. Para usuarios familiarizados con Linux, el vasto ecosistema de software generado por la comunidad es accesible directamente desde LabVIEW. NI Linux Real-Time también hace posible reutilizar código existente C/C++ o desarrollo con soporte para el Eclipse Development Environment. Ahora, usted puede integrar librerías de código en aplicaciones LabVIEW Real-Time, o incluso desarrollar ejecutables autónomos con interfaz directa a una aplicación LabVIEW FPGA.
Rendimiento de Sobra: Probando la Tecnología Propia de NI
Usted puede inmediatamente ver las ventajas del nuevo diseño CompactRIO en la impresionante mejora de rendimiento para aplicaciones complejas del mundo real. Cuando NI probó un controlador de generación previa, el NI cRIO-9074, y el nuevo controlador NI cRIO-9068 ejecutando una aplicación de comparación que realiza un algoritmo de generación de trayectoria de ranura cúbica a través de 8 canales con un periodo de 2 ms, los resultados fueron claros. El controlador NI cRIO-9074 utilizó 72 por ciento de su potencia de procesamiento disponible mientras que el controlador NI cRIO-9068 utilizó solo 11 por ciento. NI también comparó el rendimiento del nuevo controlador CompactRIO para transferir datos de canales de E/S a una aplicación de tiempo real, una tarea común en sistemas de monitorización. Cada flujo de datos de canal de E/S consistió de muestras de 16 bits transferidas a 100 kHz. El NI cRIO-9074 utilizó 46 por ciento de su potencia de procesador disponible para transferir 10 canales de datos de E/S mientras que el NI cRIO-9068 solo necesitó 7 por ciento. Esto le proporciona más tiempo de ciclo para procesar datos en un CompactRIO.
Un Nuevo Estándar para Diseño de Sistemas Embebidos
El nuevo controlador CompactRIO diseñado en software es el más avanzado, abierto y productivo en el mundo. El controlador NI cRIO-9068 es una culminación de la visión definida por NI para CompactRIO hace casi una década, y la visión que tenemos para los sistemas embebidos del futuro.
El secreto real del controlador más nuevo CompactRIO no es solo una característica, es la posibilidad de integrar fácilmente numerosas tecnologías innovadoras para proporcionar una plataforma potente y flexible para cumplir con las aplicaciones embebidas más demandantes del mañana.
Compare las características del controlador NI cRIO-9068 a su sistema actual en www.ni.com/crio-9068/esa/.
