什么是NI CompactRIO高性能控制器
什么是NI CompactRIO高性能控制器
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什么是NI CompactRIO高性能控制器？
概览
嵌入式应用可执行的功能越来越多，如运动控制、数据记录、视觉采集和人机界面。NI CompactRIO高性能控制器可以帮助您简化嵌入式系统、节省时间和成本。阅读本文以了解更多关于这一CompactRIO系列最新成员涵盖的技术、功能和优势。
目录
1. 产品一览
图1.CompactRIO高性能控制器可简化您的嵌入式设计。
CompactRIO高性能控制器结合了1.33 GHz Intel Atom双核处理器、Xilinx Kintex-7 FPGA和多达8个用于NI C系列I/O模块的插槽。 它在坚固紧凑的无风扇外壳内提供了一个高性能的监测和控制系统，能够在最恶劣的环境中工作。 该控制器支持双电源输入，具有9至30 VDC的宽输入范围，以确保关键任务的可靠运行。 它还拥有更多的连接选项，包括两个千兆以太网端口、两个USB主机高速端口，一个USB设备端口和两个串行端口。
这一软件设计的控制器基于NI LabVIEW RIO架构，并可使用用户熟悉的NI LabVIEW开发环境进行编程。 NI Linux Real-Time操作系统可以帮助开发人员借助Linux社区提供的庞大软件生态系统进行创新。
CompactRIO高性能控制器是复杂机器控制应用的理想之选。 该控制器将许多常见的任务集成到单个控制器中，从而降低了系统成本、开发时间和复杂性。
2. Intel Atom处理器： 小尺寸，大影响
这是第一款集成了强大的Intel Atom片上系统(SoC)的CompactRIO控制器。 Intel Atom片上系统提供了大量的性能和功能，比如集成式GPU、双核1.33 GHz处理器和SD卡存储。 它还具有一个小巧的封装和低至6 W的功耗，这使得NI控制器实现了紧凑的机械结构设计，而且仍然可以在较宽的温度范围内工作。
了解更多关于Intel Atom处理器对CompactRIO的影响
3. 借助Xilinx Kintex-7 FPGA实现终极灵活性
这是CompactRIO控制器首次使用Xilinx Kintex-7 FPGA，相比之前的FPGA系列，Xilinx Kintex-7 FPGA配备了更多的FPGA资源，功耗也更低。 CompactRIO高性能控制器充分利用这些改进，并提供了超大容量的Kintex-7 325T FPGA。 比起其他CompactRIO控制器的FPGA，Kintex-7 325T FPGA包含大约3倍的复杂逻辑块和超过13倍的DSP片。 借助如此多的FPGA资源，您就可以灵活地实现嵌入式设计，无需进行取舍。
在LabVIEW 2014中，您可以使用Kintex-7 FPGA，也可以利用赛灵思公司的最新编译技术——Vivado。 Vivado编译工具的优势包括可靠的时序收敛、更高的资源利用率以及更快速的Kintex-7 FPGA编译。
4. 性能基准测试
多核1.33 GHz Intel Atom处理器和Kintex-7 FPGA使CompactRIO控制器产品家族实现了性能的飞跃。 Intel Atom处理器首次为LabVIEW RIO架构带来了64位计算，提高复杂数学计算的性能。 FPGA与处理器使用PCI Express总线进行通信，大大提高了吞吐量，使您可以访问16个DMA通道。 网络通信和数据流盘的吞吐量也同样提高了。 表1列出了分别使用搭载了800MHz单核处理器的NI cRIO-9025控制器和搭载了1.91 GHz四核处理器的NI cRIO-9031高性能控制器对真实应用程序进行基准测试的结果比较。
应用基准 | cRIO-9025 | cRIO-9039 |
复杂应用程序（CPU占用率） | 48% | 4% |
读写采样数据（CPU占用率） | 47% | 4% |
控制采样数据（CPU占用率） | 70% | 5% |
表1.使用cRIO-9025和cRIO-9031控制器进行应用程序基准测试的结果对比。
5. 借助嵌入式用户界面支持实现本地HMI
为了简化控制系统，全新的嵌入式用户界面功能降低实现本地HMI的成本和复杂性。 这主要归功于这款全新的控制器采用了最新的Intel Atom处理器，该处理器及其具有的显卡支持为使用NI LabVIEW构建控制系统逻辑和触摸用户界面提供了高性能基础。
6. 集成式视觉功能助力您的控制系统
CompactRIO高性能控制器通过相机连接和高处理能力集成了先进的视觉功能。 您可选择数以千款GigE视觉相机来采集图像。 然后使用NI视觉开发模块中的数百个函数来处理图像。 您还可以使用NI视觉开发模块2014或更高版本中包含的FPGA Vision IP将部分图像处理任务转移至FPGA。 您还可使用NI视觉助手来快速原型视觉算法和生成代码，使Intel Atom处理器和Xilinx FPGA能够更快速处理图像以及将视觉数据与I/O紧密同步。
7. 庞大的软件生态系统
NI对基于Linux的实时操作系统(RTOS)投入了大量研发。 这一基础技术为CompactRIO平台提供了更高层次的开放性，使LabVIEW用户能够访问LabVIEW内部及LabVIEW之外来自于社区的大量应用程序和IP库。 NI在全球还拥有一个包含超过600家公司的NI联盟伙伴网络，其中一些联盟伙伴专门致力于嵌入式控制领域。 无论是产品、系统、集成或咨询和培训服务，NI联盟伙伴均可为您提供独一无二的解决方案，帮助您应对最严峻的工程项目挑战。
8. 增强现有代码复用功能
由于CompactRIO采用基于平台的方法，因此大部分现有应用程序可以在CompactRIO高性能控制器上打开、重新编译和运行，并且无需任何更改。 支持Eclipse开发环境的NI Linux Real-Time操作系统使您可自由地复用现有C/C + +代码或开发技能。 现在您可将代码库集成到LabVIEW Real-Time应用程序，甚至可自行开发可直接连接到LabVIEW FPGA应用的独立可执行程序。 您还可以灵活地使用最适合任务需求和个人能力的工具进行开发。
9. 优化的数据存储
CompactRIO高性能控制器是该平台中第一款纳入本地可移动SD卡存储的控制器，这意味着您现在可以选择将数据存储到可移动或不可移动位置。 部署后，您甚至可以更换SD卡而不会影响正在运行的应用程序，这意味着系统可以现场升级或维护。 该系统支持SDHC存储卡，容量高达32 GB。
10. 为CompactRIO提供了终极坚固性
CompactRIO高性能控制器在结构紧凑、坚固耐用的封装中提供前所未有的控制和数据采集能力， 其工作温度范围为-40至70°C（-40到158°F）；具有50 g抗震等级、冗余电源输入， 符合各种国际安全标准、HAZLOC和环境认证和评级，适用于在恶劣的工业环境中运行。
11. 丰富的连接选项
CompactRIO高性能控制器包含众多连接选项，可连接至各种附加硬件。 您最多可连接8个可热插拔C系列I/O模块至CompactRIO控制器来获取各种测量或控制信号。 还可通过两个千兆以太网端口建立多个网络连接或连接Basler ace GigE相机等设备。 高速USB端口可用于连接各种外设，比如鼠标和键盘，也可用于记录数据到外部存储介质。 两个RS232串行端口或RS485串行端口可连接多种设备，如电机驱动、专用仪器或字符显示器。 您还可通过将显示器连接到Mini DisplayPort来利用集成式人机界面。
12. 简化终端配置、调试和维护
NI LabVIEW 2014 Real-Time模块或更高版本可帮助您使用USB连接轻松将CompactRIO高性能控制器连接到主机，从而简化了设备配置、应用程序部署、调试和维护任务。
13. 为什么要升级至cRIOCompactRIO高性能控制器
CompactRIO高性能控制器为CompactRIO平台注入了许多新技术，为您的下一个嵌入式设计提供了诸多便利。 这款全新的CompactRIO控制器具有比cRIO-9024和NI 9118高出4倍的处理器性能和更大型的FPGA，以极具竞争力的价格提供卓越的性能。 CompactRIO的坚固特性和更宽的工作温度范围使其成为在恶劣环境下工作的应用的理想选择。 NI Linux Real-Time操作系统通过庞大的生态系统将CompactRIO的灵活性推向一个新的高度。 此外，由于新的CompactRIO控制器是基于熟悉的LabVIEW RIO架构，您现有的应用可立即升级至CompactRIO高性能控制器，以充分利用其更高的性能、灵活性和耐用性。
14. 立即订购新的CompactRIO控制器
CompactRIO高性能控制器现已上市。 欢迎立即订购这款独立式控制器，升级现有应用，利用最新的技术来提高系统性能，您也可通过在线CompactRIO配置指南配置一个全新的系统。
