Crie sem limitações: Inclua o poder dos FPGAs programados pelo usuário em suas aplicações de teste

Documentos relacionados
Introdução ao módulo LabVIEW FPGA

Por que utilizar um analisador de espectro de tempo real baseado em FPGA?

Melhore o rendimento e o tempo de teste do seu sistema com a tecnologia PXI Express

Aprenda as melhores práticas para construir um completo sistema de teste automatizado

Tecnologias para desenvolvimento de aplicações de Monitoramento de Espectro, SIGINT e RDS

Desenvolvendo aplicações com LabVIEW FPGA. Rogério Rodrigues Engenheiro de Marketing Técnico Marcos Cardoso Engenheiro de Vendas

National Instruments. Aerospace & Defense Day ni.com

ni.com Conceitos Fundamentais das Medições de Pulso de RADAR

Desenvolvendo Sistemas de Aquisição, Análise e Apresentação de Dados com LabVIEW

Soluções para a Indústria Militar Aeroespacial e Defesa

Tecnologias que podem tornar seu sistema de monitoramento de espectro mais eficiente

FPGA & VHDL. Tutorial

Menores dimensões físicas e maior flexibilidade: Introdução ao mais recente Target Embarcado System on Module

Construindo Sistemas de Gravação e Reprodução de Dados de Áudio, Vídeo e GPS com a Plataforma PXI

Identifique os defeitos no início do desenvolvimento com um teste HIL escalável

Emulando Equipamentos Obsoletos com Instrumentos Definidos por Software

Osciloscópio Digital. Diagrama em blocos:

Hardware Reconfigurável

Redefinindo os instrumentos de RF e micro-ondas

Kit Educacional Multidisciplinar

FPGA & VHDL. Tutorial Aula 1. Computação Digital

Introdução aos princípios de aquisição de dados e terminologia

Introdução ao LabVIEW para Robótica

Engenharia de Sistemas e Informática Guia do Trabalho / º Ano/ 1.º Semestre

6 Sistema Experimental e Resultados

DMA SCOPE USB. Manual do usuário. Revisão /09/ DMA Electronics 1

Introdução ao NI LabVIEW. ni.com/portugal

Barramentos e interfaces de comunicação Arquitetura e Organização de Computadores Curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas

Organização de Computadores Sistema de Interconexão. Professor: Francisco Ary

Soluções PerCon - PicoTech

INTRODUÇÃO À ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES. Função e Estrutura. Introdução Organização e Arquitetura. Organização e Arquitetura

de HIL utilizando componentes de mercado

Sistemas Digitais: Introdução

ENGENHARIA DE SISTEMAS MICROPROCESSADOS

Simplifique a complexidade do sistema

Plataforma convergente para sistema de telefonia

Primeiro Foguete Brasileiro com Propulsão Líquida

7. Resultados Experimentais

Mini relatório Introdução Camera Link. Projecto ivlab Data Versão 1.0. Participantes Catarina Santiago Gabriel Silva Ricardo Cardoso

Sistema de Aquisição de Dados em Tempo Real Utilizando Software Livre e Rede Ethernet para Laboratório de Controle

Arquitetura e Organização de Computadores

Desenvolvimento de sistemas sincronizados de aquisição de dados com alta quantidade de canais

O que há de novo no LabVIEW Real- Time e LabVIEW FPGA

Dispositivos de Lógica Programável

7-10 TÉCNICAS E APLICAÇÕES

Aula 11. Dispositivos Lógicos Programáveis. SEL Sistemas Digitais. Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira

ni.com PXI versus instrumentos tradicionais

Projeto de Sistemas Embarcados

Sob medida para seu sistema de segurança!

Principais Características Aplicações Típicas

Seja um Guru de Aquisição de Dados. Renan Azevedo Engenheiro de Produto de Teste e Medição Américas National Instruments

Aerospace and Defense Day Evento para Indústria promovido pela National Instruments

Barramentos de Entrada/Saída

Tecnologias Digitais

Construa um sistema completo de teste HIL preparado para o futuro

National Instruments Soluções com projeto gráfico de sistemas para teste, medição e sistemas embarcados

Sistema Modular de Cargas Eletrônicas CC Programáveis Série MDL

NI FlexRIO - Tecnologia e Aplicações

28/05/2017. Interface com Conversores A/D e D/A. Interface com Conversores A/D e D/A SEL-433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I

Central de Comunicações Unificadas Servidor: Com processador para embarcar qualquer

NI LabVIEW 2013 Biomedical Toolkit

Vantagens da arquitetura LabVIEW RIO para aplicações de controle de movimento

CFTV Digital. CFTV Digital. Componentes Básicos de um Sistema de CFTV. Endereço IP.

Seminário Técnico sobre Sistemas para Teste, Controle e Automação na Indústria Automotiva

ANEXO I - ESPECIFICAÇÕES. O Objeto da presente licitação é a Aquisição de Microcomputadores a ser realizada de forma parcelada.

Sob medida para seu sistema de segurança!

Barramento CoreConnect

Processamento de sinais em tempo real utilizando plataforma de Radio Definido por Software (RDS)

Estudo da placa de prototipagem Intel Galileo Gen2. Apostila de acompanhamento para o aluno.

Sob medida para seu sistema de segurança!

INTRODUÇÃO AOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS

Sob medida para seu sistema de segurança!

Fundamentos para medição de potência de pulso de radar

Circuitos Lógicos. Prof. Odilson Tadeu Valle

PLC KL640. Guia de Instalação Rápida. Soluções integradas às suas necessidades. Configurações Kl640. KEYLOGIX Automation Ltda

Revisão: Projeto e síntese de Circuitos Digitais em FPGA

Conjunto de fios paralelos que permitem a transmissão de dados, endereços e sinais de controle entre a UCP, memória e dispositivos de entrada e

ELD - Eletrônica Digital Aula 11 Introdução à Lógica Programável. Prof. Antonio Heronaldo de Sousa

Sâmia Rodrigues Gorayeb. Arquitetura de Computadores Barramento

Barramentos. Alguns sistemas reutilizam linhas de barramento para múltiplas funções; Dados Endereços Controle

Hardware: Componentes Básicos. Sistema de Computador Pessoal. Anatomia de um Teclado. Estrutura do Computador. Arquitetura e Organização

Para estudantes universitários de Engenharia Elétrica e Física

Processamento de áudio em tempo real utilizando dispositivos não convencionais:

Ciclo do programa aeroespacial

Arquitetura FPGAs e CPLDs da Xilinx

Programação em LabVIEW Real- Time e LabVIEW FPGA

Especificações Técnicas. Fonte de Alimentação CA Programável Modelo 9801

Disciplina: Instrumentação Industrial

DSP Builder - Altera. MO801 - Tópicos em Arquitetura e Hardware. Michele Tamberlini 05/2006

ezap 900 Controlador Lógico Programável ezap900/901 Diagrama esquemático Apresentação Módulo ZMB900 - Características Gerais Dados Técnicos

SISTEMA DE TREINAMENTO EM ROBÓTICA MODELO: ED-7255

Função Principal da Memória

Central de comunicações unificadas plataforma ou aplicação. Aplicações customizadas com interfaces de telefonia Gateway: SIP para interface E1

COMPONENTES DE UM COMPUTADOR (tecnologia) Adão de Melo Neto

Sistemas Operacionais. Entrada/Saída

Transcrição:

Crie sem limitações: Inclua o poder dos FPGAs programados pelo usuário em suas aplicações de teste Renan Azevedo Engenheiro de Produto, Sistemas de medição e teste National Instruments

Agenda O que é um instrumento projetado por software? Por que utilizar instrumentação projetada por software? Novos instrumentos projetados por software Instrumento projetado por software Software Próximos passos 3

O que é um instrumento projetado por software?

O que é um instrumento projetado por software? Instrumento modular típico Instrumento projetado por software Processador Processador Software FPGA Hardware Firmwar e FPGA fixo Funcionalidades prontas para uso com as melhorias no FPGA Arquitetura idêntica de hardware e qualidade de medição 5

Funcionalidades prontas para uso + Melhorias no FPGA E/S Calibração DSP Trigger Aquisição Sincronização Aprimoramentos específicos da aplicação 6

A abordagem da NI Nós a chamamos de arquitetura LabVIEW de E/S Reconfiguráveis (RIO). E/S analógicas Processador de tempo real ou Baseado em PC FPGA E/S digitais E/S especializadas E/S customizadas Protocolos de barramento Ambiente gráfico de programação LabVIEW altamente produtivo para a programação de hosts, FPGA, E/S e interfaces de barramento 7

Tecnologia FPGA Blocos de memória Armazena conjuntos ou valores de dados na RAM definida pelo usuário Blocos de lógica configurável (CLBs) Implementam a lógica usando flip-flops e LUTs Multiplicadores e DSPs Implementam o processamento de sinais usando circuitos de multiplicador e de multiplicador acumulado Blocos de E/S Tenha acesso direto às E/S digitais e analógicas Interconexões programáveis Roteamento de sinais por meio da matriz FPGA 8

Programe com o LabVIEW FPGA Elementos de programação conhecidos do LabVIEW Desenvolva, simule, depure, compile e implemente com o LabVIEW Integre IP externas ao FPGA Recursos de alto desempenho Funções matemáticas de alta produtividade Controle avançado da temporização com os Single Cycle Timed-Loops Acesso aos núcleos DSP otimizados Acesso a E/S e periféricos API simples para E/S do painel frontal Transmissão em ampla largura no PCI Express para o Host ou outros dispositivos PXI Acesso aleatório à leitura/gravação de DRAM 9

Por que a instrumentação projetada por software? e Novos instrumentos projetados por software

Por que usar FPGAs em instrumentos? Processamento de alta produtividade Inerentemente paralelo Taxa de clock mais alta Pipeline específico do algoritmo Tomada de decisões com baixa latência Lógica customizada em um único ciclo de clock Determinismo completo Projeto implementado em um circuito customizado Lógica reprogramável 11 O projeto pode ser atualizado enquanto o sistema estiver sendo executado

Os FPGAs programáveis pelo usuário dos instrumentos projetados por software permitem: 1. Medições e geração de estímulos no FPGA 2. Teste de malha-fechada ou Protocol-Aware 3. Trigger customizado e redução de dados 4. Execução de teste determinístico e controle do DUT 5. Características de específicas aplicações ou DUT Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo Testes novos e inovadores 12

De tempo real e contínuo DUT 1. Medições e geração de estímulos no FPGA Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo 13 Testes novos e inovadores

Gerador vetorial de sinais de 26,5 GHz Especificações PXIe-5668 Faixa de frequência Análise BW Ruído de fase (Típico, a 10 khz de deslocamento) Ruído de fundo TOI 20 Hz a 26,5 GHz 320 MHz abaixo de 3,6 GHz 765 MHz acima de 3,6 GHz -129 dbc/hz a 1 GHz <-145 dbm/hz (26 GHz) >+20 dbm (26 GHz) Novos recursos Slots 7 Kintex-7 410T FPGA programável com LabVIEW 14

Digitalizador IF reconfigurável de 2 GHz Especificações PXIe-5624R Taxa de amostragem Resolução de ADC 2 GS/s 12 bits Largura de banda analógica Novos recursos Slots 1 2 GHz Kintex-7 410T FPGA programável com LabVIEW Interfaces de barramento PCI Express x8 Gen 2 (> 3 GB/s) 15

Análise de espectro em tempo real Recursos Persistência sem falhas, espectrograma e estatísticas de rastreamento (retenção máx., retenção mín., média) calculados em FPGA Capacidade de processar até 2 M FFTs/s usando FFTs sobrepostas e com janelas Acionamento da máscara de frequência em tempo real 100% de probabilidade de interceptação (POI) com opções mínimas de duração: 1 µs ou >15 µs Fonte disponível mediante solicitação 16

Demonstração: análise de espectro em tempo real PXIe-5668R VSA + PXIe-7976R FlexRIO em PXIe-1085 Pode usar outros analisadores RF com recursos P2P Até 800 MHz de largura de banda RF (3 GB/s) 3 GB/s 17

[Demo Video]

Lógica específica do protocolo DUT 2. Teste de malha-fechada ou Protocol- Aware Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo 19 Testes novos e inovadores

Instrumentos seriais de alta velocidade Especificações PXIe-6591R e PXIe-6592R PXIe-6591R Interface serial de alta velocidade Conector RAM FPGA Até 12,5 Gbps Até 8 vias TX e RX SFP+ ou Mini-SAS HD 2 GB / 10.6 GB/s Kintex-7 410T FPGA programável com LabVIEW Interfaces de barramento PCI Express x8 Gen 2 (> 3 GB/s) Disponível no fim de 2014 PXIe-6592R Exemplos de: JESD204B Xilinx Aurora Serial RapidIO 10 Gigabit Ethernet CPRI 20 FlexRIO-like controle VHDL dos Xilinx MGTs

Demonstração: Teste de Protocol-Aware Protocolo serial de alta velocidade implementado no FPGA Capacidade de adaptar-se às implementações customizadas de protocolo Não é preciso sintetizar os vetores do protocolo no processador Geração de estímulos no FPGA Protocolo JESD204B no FPGA JESD DAC Estímulo 8 vias a 8 Gbps 23

Demonstração: Hardware de teste DAC Analógico JESD204B 24

[Demo Video]

Captura seletiva de dados DUT 3. Trigger customizado e redução de dados Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo 27 Testes novos e inovadores

8 canais, Osciloscópio reconfigurável de 250 MHz Especificações PXIe-5171R Canais ADC Largura de banda analógica Faixas de entrada ENOB (número efetivo de bits) RAM 8 (amostragem simultânea) 250 MS/s, 14 bits 250 MHz Filtro selecionável de 100 MHz 0,2 V pp a 5 V pp > 11 (preliminar) 1,5 GBit FPGA Nº de slots 1 Kintex-7 410T FPGA programável com LabVIEW Interfaces de barramento PCI Express x8 Gen 2 (> 3 GB/s) 28

Detecte eventos com mais rapidez e deterministicamente Apenas alguns eventos são capturados Período de aquisição Tempo de inatividade Aquisição e processamento contínuos sem tempo de inatividade, permitindo a captura de todos os eventos 29

Demonstração: Trigger da máscara no domínio do tempo Adquira os sinais (falha) em um determinado envelope 30

[Demo Video]

Controle digital do DUT Instrumentação do sistema de testes DUT 4. Execução de teste determinístico e controle do DUT Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo 32 Testes novos e inovadores

Transceptor vetorial de sinais da largura de banda 6 GHz, 200 MHz Especificações PXIe-5646R Configuração Faixa de frequência Taxa de amostragem Largura de banda Recursos Novos recursos VSA e VSG com LOs independentes 24 linhas de DIO 65 MHz a 6 GHz 250 MS/s 200 MHz Virtex-6 LX240T FPGA programável com o LabVIEW Modo de sintonia rápida: < 400 μs Suporte a 802,11 ac 160 MHz Suporte para LTE avançado 33

Demonstração: Controle e sequenciamento de testes de um dispositivo sob teste utilizando VST 64 modos do DUT ACPR, CHP, EVM em todos os pontos 34

[Demo Video]

Sequenciamento de testes Sequenciamento de testes baseado em software Sequenciamento de testes baseado em hardware Sequenciamento de testes baseado em hardware com CPU adicional 37

DUT DUT DUT 5. DUT ou características específicas da aplicação Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo 40 Testes novos e inovadores

Múltiplas características DUT A Serial RapidIO 1 via 3,125 Gbps DUT B Serial RapidIO 4 vias 6,25 Gbps 41

Os FPGAs programáveis pelo usuário dos instrumentos projetados por software permitem: 1. Medições e geração de estímulos no FPGA 2. Teste de malha-fechada ou Protocol-Aware 3. Trigger customizado e redução de dados 4. Execução de teste determinístico e controle do DUT 5. Características de específicas aplicações ou DUT Maior produtividade nos testes Reutilização de hardware e adequação ao futuro Custo total de teste mais baixo Testes novos e inovadores 42

Instrumento projetado por software. Software

Máxima flexibilidade Compatibilidade máxima Opções de programação de instrumentos projetados por software Drivers de instrumento Modelo de programação padrão do setor Funcionalidade pronta para uso Extensões do driver de instrumento FPGA Modelo de programação padrão do setor Funcionalidade pronta para uso Melhorias específicas da aplicação FPGA Exemplos de projetos do LabVIEW e bibliotecas de projetos de instrumento Variedade de modelos arquitetônicos Customização do processador de ponta a ponta e dos recursos FPGA 44

Drivers de instrumentos Principal vantagem: Abstração de Hardware APIs para a programação de instrumentos simplificados o API LabVIEW o APIs C/C++ e.net Portabilidade de código o Versões para todos os drivers o Em todos os dispositivos de hardware o Em todos os fornecedores (IviScope, IviDMM) API LabVIEW RFSA da NI Os drivers de instrumento da NI incluem: Configuração do NI MAX Painéis frontais virtuais (Soft front panels - SFPs) para uso interativo Exemplos de programas que põem em prática todas as funcionalidades da API Ajuda e documentação da API NI-RFSA Soft Front Panel 45

Extensões do driver de instrumento FPGA Processador de tempo real ou baseado em PC FPGA E/S analógicas E/S digitais E/S especializadas E/S customizadas Protocolos de barramento A compatibilidade dos drivers de instrumentos padrão da indústria A flexibilidade da arquitetura do LabVIEW RIO Extensões do driver de instrumento FPGA 46

Extensões do driver de instrumento FPGA Controlador embarcado (CPU) Aplicação Host API do driver de instrumento API da aplicação de IP PCI Express Host FPGA Definido pelo fornecedor Específico da aplicação PCI Express IP do FPGA para drivers de instrumento Dados, Triggers, status do dispositivo IP da aplicação VI específico da aplicação FPGA Instrumento projetado por software (VST) 47

Extensões do driver de instrumento FPGA Host FPGA Drivers de instrumento VIs do FPGA para drivers de instrumento VIs do Host específicos da aplicação VIs específicos da aplicação FPGA 48

Arquitetura do instrumento projetado por software Aplicação do usuário Interface do Host Instrumento Projeto Bibliotecas Host Config. e Calibração Aquisição de formas de onda Geração de formas de onda Sinc. Trigger FPGA 49

Bibliotecas de projetos de instrumentos O VI possui bordas mais espessas e um código de cores Incluídas em um pacote de Host e FPGA *.lvlib Localizada no caminho [LabVIEW Dir]\instr.lib\ "De propriedade" da NI, mas principalmente de código aberto Os VIs são bloqueados para evitar a edição acidental Paletas de Host e FPGA SubVI típico Projeto de instrumentos Biblioteca de VI Host FPGA 50

Exemplos de projetos do LabVIEW para instrumentos projetados por software Totalmente flexíveis, criados nas bibliotecas de projetos de instrumentos Instrumentação Implementa o acionamento e a gravação múltipla de aquisições e geração. Fornece uma percepção familiarizada dos drivers de instrumentos tradicionais no host. Streaming Executa transmissões básicas em tempo real, do host ou para o host Serve como ponto de partida para implementar DSP de tempo real e reorganizar a transmissão de dados entre os loops, FPGAs e o processamento de host. 51

Exemplo de projeto de Streaming Exemplo de VST Host FPGA Aplicação do usuário Streaming de VST Exemplo de projeto Sinc. do trigger Config. de entr. RF e Calc. DSP Config. com base na placa DSP Config. de saída RF e Calc. Hardware de RF ADC DAC Instrumento Projeto Bibliotecas Ent. RF Saída RF 53

Exemplo de projeto baseado na gravação Exemplo de VST Host FPGA Aplicação do usuário VSA / VSG simples Exemplo de projeto Sinc. do trigger Config. de entr. RF e Calc. DSP Aquis. de gravaç. múlt. Config. com base na placa Seq. de formato de onda DSP Config. de saída RF e Calc. Hardware de RF ADC DAC Instrumento Projeto Bibliotecas Ent. RF Saída RF 54

Modelo de instrumento Drivers de instrumento Extensões do driver de instrumento FPGA Exemplos de projetos do LabVIEW e bibliotecas de projetos de instrumento Transceptores vetoriais de sinais PXIe-5644R PXIe-5645R PXIe-5646R NI-RFSA / NI-RFSG / NI-RFmx Use bitfiles do site ou customize o desenvolvimento por meio de um programa de acesso antecipado Bibliotecas de projetos de instrumentos do NI LabVIEW 2014 para Transceptores vetoriais de sinais 14.0 Osciloscópios PXIe-5170R PXIe-5171R NI-SCOPE planejado Planejado Bibliotecas de projetos de instrumentos do NI LabVIEW 2014 para os Oscilloscopes 14.0 Digitalizadores IF PXIe-5624R X X Bibliotecas de projetos de instrumentos do NI LabVIEW 2014 para os IF Digitizers 14.0 Analisador vetorial de sinais PXIe-5668R NI-RFSA / NI-RFmx Use bitfiles do site ou customize o desenvolvimento por meio de um programa de acesso antecipado Bibliotecas de projetos de instrumentos do NI LabVIEW 2014 para Vector Signal Analyzers 14.0 Instrumentos seriais de alta velocidade PXIe-6591R PXIe-6592R X X Bibliotecas de projetos de instrumentos do NI LabVIEW 2014 para os High Speed Serial Instruments 14.0

IP e exemplos

Modelo de uso de IP baseado em componentes Integrado Exemplos de projetos Independente Exemplos de projetos Extensões de FPGA Aplicação Host API do instrumento Host FPGA Biblioteca de projetos de instrumentos Biblioteca de projetos de instrumentos IP da aplicação IP da aplicação VI FPGA Bibliotecas de projetos de instrumentos específicos da aplicação 57

59

VI Package Manager Resolução da dependência automática Atualizações automáticas Experiência simplificada de instalação Dependência 65

Próximos passos /software-designed-instruments Conteúdo técnico /software-designed-instruments/getting-started Exemplos e IP da aplicação Treinamento de alta produtividade LabVIEW FPGA Link Guia do desenvolvedor de alto desempenho no LabVIEW FPGA Link Alliance Partners /alliance Especialidade FPGA da LabVIEW 66