NI:LabVIEW非常适合用于设定FPGA功能

作者: 2302
2014-08-01 {{format_view(15428)}}
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NI:LabVIEW非常适合用于设定FPGA功能
来源: CTIMES
现场可程式化闸阵列(FPGA)是一种可重新设计的晶片。不同于电脑的处理器,设定FPGA时必须重新接线晶片,以便实作自己的功能,而非执行软体应用程式。Xilinx的共同创办人Ross Freeman在1985年发明了FPGA,从简单的胶合逻辑(Glue logic)晶片,演变为可取代客制的特定应用积体电路(ASIC)与处理器,适用于讯号处理与控制应用。目前NI也与Xilinx建立起合夥关系,针对各种硬体平台提供最先进的FPGA技术。


星协科技专案经理吴志二认为,LabVIEW FPGA可让各种测试设备机台更快上市。
最笼统来说,FPGAs 即为可再程式化的晶片。透过预先建立的逻辑区块与可程式化路由资源,不需更改面包板或焊锡部分,即可设定这些晶片以建置客制硬体功能。使用者可于软体中开发数位运算系统 (Computing task) 并将之编译为组态档案或位元流 (Bitstream),可包含元件接线的相关资讯。

此外,FPGA 完全为可重设性质,当使用者重新编译不同的电路设定时,可立刻拥有不同的特性。在过去,工程师必须深入了解数位硬体设计,才能够使用FPGA技术。然而,高阶设计工具的新技术可针对图形化程式区或C程式码,转换为数位硬体电路,即变更了 FPGA 程式设计的规则。

FPGA 整合了 ASIC 与处理器架构系统的最佳部分,使 FPGA 晶片可应用于所有产业。FPGA 具有硬体时脉的速度与可靠性,且其仅需少量即可进行作业;可降低客制化 ASIC 设计的费用。可重新程式设计的晶片,具有与软体相同的弹性,却不受限于处理核心的数量。与处理器不同的是,FPGA 为实际的平行架构,因此不同的处理作业并不需要占用相同资源。每个独立的处理作业均将指派至专属的晶片区块,不需影响其他逻辑区块即可自动产生功能。因此,当新增其他处理作业时,应用某部分的效能亦不会受到影响。

FPGA技术的5大优点包括效能、上市时间、成本、可靠性与长期维护。在过去,工程师必须深入了解数位硬体设计,才有办法运用 FPGA 技术。但随着 NI LabVIEW 软体等高阶系统设计工具的兴起,FPGA 程式设计的规则也有所变化,所提供的创新技术可把图形化程式图转换成数位硬体电路。 所有的 NI FPGA 硬体产品皆搭载可重设 I/O (RIO) 架构,其中配备强大的浮点处理器、可重设 FPGA 与模组化 I/O。NI RIO硬体搭配LabVIEW系统设计软体,即可在设计进阶的控制/监测/测试应用时,简化开发作业,同时缩短上市时间。

NI LabVIEW FPGA Module可扩充LabVIEW图形化开发平台,并用于NI可重设I/O(RIO)硬体的FPGA。LabVIEW 非常适合用来设定 FPGA 功能,因为能清楚呈现平行机制与资料流;无论使用者是否熟悉传统的 FPGA 设计,都可以有效运用可重设硬体的强大效能。

选用 LabVIEW FPGA Module的主要理由有三大项:

于FPGA硬体上使用强大的图形化程式设计

一般来说,FPGA 必须透过 VHDL 或 Verilog 进行设计。工程师可能不熟悉这些复杂的程式语言,或需要更高设计效率的工具,以便大幅简化 FPGA 程式码的生产过程。LabVIEW FPGA 比其他类似工具更好入手,也更便于执行。

直接于硬体中建置LabVIEW程式码

FPGA 本身即具备硬体电路,没有任何的作业系统或执行绪。透过 LabVIEW 设计 FPGA 时,往往需要更高的处理速度、精确度、稳定性与平行机制,才能建构绝佳的 FPGA 系统。

运用初阶功能完成高阶设计

LabVIEW为FPGA 适用的高生产力程式语言,除了可精简复杂的细节以加快设计速度之外,必要时还可设计所有的时脉周期。

星协科技(WPC System)专案经理吴志二认为,目前采用了LabVIEW FPGA,让该公司在进行各种测试设备机台的时候,能更缩短时间,加速产品上市。

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