Tecnologiasparasistemasembarcados com integraçãoa serviçosweb

Transcrição

1 Tecnologiasparasistemasembarcados com integraçãoa serviçosweb André Pereira Engenheiro de Vendas André Bassoli Engenheiro de Aplicação National Instruments Brazil

2 Visão Geral da National Instruments Engenheiros; mais de5.000 funcionários; operação direta em 40 países Mais de produtos e 600 membros do Programa Alliance Partner Sede corporativa em Austin, Texas Escritórios de Venda Distribuidores

3 Áreas de Aplicação Testes Automatizados Medição Industrial Automação e Controle Testes de Sinais RF Monitoração de Condição de Máquinas Sistema de Inspeção de Máquina Hardware in the Loop Armazenamento de Dados Controle de Movimento Audio e Video Sistema Supervisório Controle de Processo

4 Diversidade de Clientes Clientes top % da receita Mais de clientes em mais de 90 países 95% dos Fortune 500 do ramo de manufatura

5 InstrumentaçãoTradicional instrumentos experimento

6 InstrumentaçãoTradicional instrumentos Barramento de comunicação computador experimento

7 Instrumentação Virtual, Instrumentação Baseada em PC O software é o instrumento!

8 Ambiente Gráfico de Programação LabVIEW Programação gráfica e intuitiva para engenheiros e pesquisadores Ferramentas para aquisição, análise e apresentação de dados reais

9 Diagrama de Blocos (Código Gráfico) Centenas de funções inclusas Assistentes interativos e modelos que aceleram o desenvolvimento

10 Painel Frontal (Interface Gráfica) Escolha dentre uma variedade de objetos Personalize cada objeto para criar interfaces profissionais

11 O que estas aplicações possuem em comum? SpinX Micro Fluídos atuados a Laser Optimedica Tratamento de Retina CERN Acelerador de Partículas LHC

12 Reduzindo a Complexidade Através da Abstração C# Projeto Gráfico de Sistemas Abstração Assembly C C++ Código de Máquina Complexidade do Sistema

13 Abstraçãode Códigocom LabVIEW Contador E/S Analógica E/S com DMA Programa em FPGA VHDL ~4000 linhas

14 MóduloLabVIEWFPGA FPGA CódigoLabVIEWtraduzidoparaum circuitode hardware implementado com FPGA Apresentação gráfica representa naturalemente lógica do circuito aplicado ao FPGA

15 TecnologiaFPGA Interconexões Programáveis Blocos Lógicos Blocos de E/S

16 Implementandoa LógicaFPGA Implementando a Lógicano FPGA: F = {(A+B)CD} E Código em LabVIEW FPGA E F A B C D

17 Porquesãoúteis? ParalelismoReal Execuçãode tarefasparalelase pipelining Alta Confiabilidade Projetos tornam-se circuitos personalizados Alto Determinismo Executa algoritmos com taxas determinísticas inferiores à 25 ns (mais rápido em muitos casos) Reconfigurável Cria novas ou altera tarefas existentes

18 ParalelismoReal E F A B C D Z W X Y

19 Alta Confiabilidadee Determinísmo Decisões em Software Múltiplas Camadas de Software UUT* Resposta de ~25 µs Saídas Hardware Sistema Operacional Driver API Aplicação Cálculos * UUT: Unit Under Test (unidade sob teste)

20 Alta Confiabilidadee Determinismo Decisões em Hardware UUT Alto Determinísmo Resposta de 25 ns* Saída Hardware Cálculos Sistema Operacional Driver API Aplicação Respota mais rápida para clocks de 80 e 120MHz Alta Confiabilidade

21 Do LabVIEWparao Hardware Tradução Otimização Síntese Bit Stream Geração de VHDL Análise Redução Lógica Criação e Roteamento Temporização Verificação Geração Download/Execução

22 LabVIEW para Projetos Embarcados NI CompactRIO NI Single-Board RIO NI FlexRIO PCs Touch Panel Microprocessadores/controladores ARM, ADI Blackfin Qualquer Microprocessador de 32-bit PC/104, SBC, PC ou PXI LabVIEW/LabVIEW Real-Time Windows Mobile/CE/XP/Xpe Linux

23 O queé a tecnologiario? FPGA Use o NI LabVIEW para projetos personalizados de circuitos em hardware

24 OpçõesNI de E/S Reconfiguráveis(RIO) LabVIEW PXI RIO PCI RIO CompactRIO NI Single-Board RIO TESTE AUTOMATIZADO PC INDUSTRIAL PLACA

25 Curva de Implementação I/O I/O Flexibilidade do Sistema PXI RIO PCI RIO CompactRIO Modular Processor CompactRIO Integrado FPGA Single-Board RIO I/O Custom I/O LabVIEW Número de Sistemas Implementados

26 Hardware com Tecnologia NI LabVIEW FPGA Placas RIO Multifunction - R Series E/S de propósito geral para Medição e Controle NI CompactRIO Monitoramento e Controle Industrial NI Singleboard RIO Sistemas Embarcados NI FlexRIO Outros Teste em Manufatura e Validação de Projeto Transceivers IF RIO PCIe Framegrabbers Sistemasd Compactos de Visão (CVS)

27 PXI Controladora LabVIEW Real-Time ou LabVIEW para Windows Chassi Sinalização de temperatura industrial (-20 a 70 C), choque e vibração Módulos: Módulos para conexão frontal de tensão, temperatura, corrente, vibração, visão, movimento,...

28 Controladora Embarcada PXIe-8133 RT Controladora RT com a maior largura de banda Até 8 GB/s de largura de banda PXI Express Intel core i7 quadcore HT Versão com Temperatura Extendida, Possibilidade de Dual- Boot

29 Sistema Embarcado CompactRIO Processador em Tempo Real FPGA Reconfigurável I/O I/O I/O I/O Real-Time Controller I/O I/O I/O I/O Módulos Industriais de E/S Conectividade Condicionamento de Sinais ADC Módulos Industriais de E/S com condicionamento de sinal interno para conexão direta à atuadores/sensores industriais FPGA Reconfigurável para temporização de E/S customizadas e de alta velocidade, disparo (triggering) e controle Processador em Tempo Real para determinismo, operação autônoma e análise avançada

30 Controladora Real-Time NI crio9023/9025 Processador PowerPC de 800 MHz Até 4x de desempenho de processamento e aproximadamente 2x menos consumo de energia VxWorks Real-Time OS Milhares de funções integradas no LabVIEW, sistema de arquivos tolerância à falhas Alimentação Reduntante entrada de alimentação reserva, faixa 1 de 9 a 30 VDC Armazenamento de Dados pela USB Dispositivo de baixo custo, removível, para armazenamento 10/100 Mb/s Ethernet Servidor de shared variables interno, Modbus/TCP, FTP, IHM Web Porta Serial RS232 Código de barras, keypad/display 1 Fonte de alimentação com faixa de 6 a 35 VDC durante operação

31 ProjetosEmbarcadoscom Single-Board RIO Dispositivo embarcado com E/S, Processamento e controle ProcessadorRT Integrado, FPGA e E/S E/S E/S Performance e customização FPGA Processador FPGA E/S E/S Customizada Tecnologia RIO de Baixo Custo para Alto Volume de máquinas e dispositivos

32 Aquisição e Controle embarcados no NI Single-Board RIO Rede/Periféricos 10/100MB de portaethernet RS232 porta Serial LabVIEW Software gráfico para desenvolvimento rápido Processador, FPGA e E/S em uma única ferramenta Integração com C e VHDL Real-Time Processor Processador 400 MHz para pontos flutuantes,controle, analise, etc FPGA Reconfigurável Costumização e processamento de E\S Pequeno, Baixa Potência 21 x 9 cm. (8.2 x 3.7 in.) VDC power, (7-10 W typ.) Expansões de E/S Conexãocom até3 módulos sériec parae/s adicional (strain, TC, comm., motion, etc ) E/S Analog e Digital Onboard 110 DIO, Até32-ch AI, Até4-ch AO, Até32-ch de 24 V DIO

33 Onde os processadores ARM são usados? 75% dos processadoresde 32 bits RISC sãoembarcados

34 LabVIEW Embedded Module para Microcontrolador ARM Mais de 260 processadores suportados Drivers Integrados para comunicação analógica, digital Suporte a Simulação em Desktop para desenvolvimento de software

35 AplicaçõesComuns Controle em Alta Velocidade Aquisição de Dados Personalizada Protocolos de Comunicação Digital Simulação de Sensores ProcessamentoOnboard e Reduçãode Dados

36 AplicaçõesComuns Controle em Alta Velocidade Aquisição de Dados Personalizada Protocolos de Comunicação Digital Simulação de Sensores ProcessamentoOnboard e reduçãodos dados

37 ControleemAlta Velocidade ~200 khz de taxa de execução

38 AplicaçõesComuns Controle em Alta Velocidade Aquisição de Dados Personalizada Protocolos de Comunicação Digital Simulação de Sensores ProcessamentoOnboard e reduçãodos dados

39 Aquisiçãode Dados Personalizada Temporização e Sincronização Personalizadas Amostrar com Múltiplas Taxas Trigger Personalizado Contadores Personalizados PWM Interface de Encoder Flexível

40 EntradaAnalógicacom TriggerPersonalizado

41 AplicaçõesComuns Controle em Alta Velocidade Aquisição de Dados Personalizada Protocolos de Comunicação Digital Simulação de Sensores ProcessamentoOnboard e reduçãodos dados

42 ComunicaçãoDigital Exemplo SPI

43 AplicaçõesComuns Controle em Alta Velocidade Aquisição de Dados Personalizada Protocolos de Comunicação Digital Simulação de Sensores ProcessamentoOnboard e reduçãodos dados

44 Simulaçãode Sensorese FPGA Hardware Altamente Personalizável Diversos tipos de sensores Paralelismo Vários sensores sem interferência Requerimentos precisos de temporização Determinísticos ou altamente realísticos Processamento Onboard Unidadede engenhariaparao sinaldos sensores Exemplo no Brasil: Emulação e Co-Simulação do Sistema de Controle de Atitude da PMM e do Sistema Eletro-Hidráulico de uma Aeronave Usando FPGAs Autor: Guilherme Seelaender Local: INPE Sinal de Sensores

45 AplicaçõesComuns Controle em Alta Velocidade Aquisição de Dados Personalizada Protocolos de Comunicação Digital Simulação de Sensores ProcessamentoOnboard e reduçãodos dados

46 ProcessamentoOnboard e Redução dos Dados E/S Integradas Tensão Analógica Comunicação Digital Sinaldo Sensor Entrada Processamento Decodif./Condificação Filtro/Média Demod./Modulação Decimação Processamento em Blocos Processo Saída Dados pré-processados Streaming de entrada paraa saída, sempassar pelo Host DMA para o Host Saída

47 PropriedadeIntelectual(IP) FFT DC/RMS Média Filtragem Digital Janelamento Reamostragem

48 LabVIEW FPGA IPNet ni.com/ipnet Matemática Processamento de Sinal Manipulação e Transferência de Dados Comunicação e RF Protocolos Digitais Aquisição de Dados Geração de Sinal Controle Simulação de Sensor

49 IP BaseadoemHDL com o LabVIEW FPGA Nóde Interface HDL Integração HDL Inline Component-Level IP Node Integração HDL Paralela

50 AplicaçõesWeb surgemcomosoluções viáveisprofissionalmente

51 AplicaçõesPráticas Monitoramento Remoto

52 Sistemas para Automaçãoe Medição Interfaces Web paracontrolee Monitoramento Interfaces Web Web

53 No passado: LabVIEWRemote Panels Prós Interagecom VIs emum navegador Nenhuma programação necessária Contras Requero LabVIEWRTE Tráfegonãoé padrão Navegador Web Ambiente LabVIEW

54 O queé um ServiçoWeb? Wikipedia: um sistema de software projetado para permitir interoperabilidade máquina-máquina através de iteração pela rede ( National Instruments: um padrãomaisabertoe umamaneira paracomunicarcom VIs pelaweb. Alisson Kokot: Umamaneira paraimplementar umaapi quepermite(quase) qualquer linguagem ou ferramenta iteragir com sua aplicãção.

55 TendênciasparaWeb Services & Clientes Cliente Web Web Service Client (G, C++, Python, Visual Basic, etc ) SOAP, XML-RPC, REST Over HTTP Net Web Services Web Server Servidor Web Back-end Program Web Services: Provê acesso remoto para o software Linguagem de programação e plataforma neutra

56 Como elestrabalhamemlabview Web Service Build Specification Um Web Server RESTful executa no computador servidor Pode chamar qualquer ferramenta capaz de navegar por endereços Web Comunica com aplicativos usando VI Server

57 Entendendoas camadasda aplicação Utilize o VI server paracomunicar Emmuitoscasos, é melhortero web service e a aplicaçãoexecutando na mesma máquina. LabVIEW Web Service VI Server Dynamic VI Queues, etc LabVIEW Application

58 Ferramentasde Desenvolvimento paraclientethin Adobe Flex Adobe Flash Microsoft Silverlight Java OutrasHTML, JavaScript, AJAX

59 LabVIEW Web UI Builder Primeira versão disponível. Visite ni.com/uibuilder

60 LabVIEWWeb UI Builder Editor Gráfico baseado em Web Roda em um navegador Web sem necessidade de baixar e instalar Pode ser instalada localmente no PC Voltadoparao desenvolvimentode aplicaçõesweb (i.e. clientes thin) Suportaumapequenaparte das funcionalidadesdo LabVIEW Comunicação por Web Services Construído com o Microsoft Silverlight

61 DEMO

62 Navegadorese SO Suportados Windows 2000, XP, Vista e 7 Internet Explorer Firefox Google Chrome Mac OS 10.4 e posteriores Firefox Safari DEM O

63 Para MaioresInformações André Pereira Engenheiro de Vendas ni.com/labview ni.com/uibuilder ni.com/compactrio ni.com/singleboard ni.com/arm André Bassoli Engenheiro de Aplicações

64 Perguntas? ni.com ni.com/brazil (11) Obrigado!!!