LabVIEW FPGA利用响应式数字电子板快速开发空间应用程序

LabVIEW FPGA利用响应式数字电子板快速开发空间应用程序

与传统的基于文本的语言相比，LabVIEW的编程和设计已被证明可以缩短开发时间。各种研究表明，生产率的提高在3到10倍之间。LabVIEW通过图形语言、集成开发环境和多个编译器的组合来实现这一点。

图形编程和设计对于在基于文本的编程和设计方面没有大量背景的领域专家很有价值。使用功能块、导线和环路代替文本字符串，工程师和科学家可以创建一个看起来类似于他们的应用程序白板绘图的程序，而不是将高级设计转换为特定的文本字符串，从而避免从算法到代码的转换错误。这种额外的抽象级别有助于设计，但绝不会降低应用程序的范围或性能。与基于文本的语言一样，LabVIEW在处理器的情况下编译为机器代码，在FPGA的情况下编译为位文件。性能可与基于文本的语言相媲美。

LabVIEW项目允许对包含一个或多个计算平台的系统进行概念建模和演示。例如，在相对简单的情况下，LabVIEW项目可以帮助组织用于台式计算机的代码。在更复杂的案例中，可以使用LabVIEW项目来组织分布式计算系统的代码，该系统由各种目标组成，包括台式计算机、多台时计算机、基于微处理器的板和多个基于FPGA的板。

LabVIEW中的软件工程工具包括与许多常用源代码控制系统的直接集成、单元测试框架以及静态代码分析器，可帮助满足编码标准并查找某些类别的常见编码错误。

用LabVIEW编写的代码可以编译为在台式计算机、具有实时操作系统的PowerPC等处理器、ARM等微处理器架构和FPGA上执行。

LabVIEW支持的各种计算平台可以在各种计算平台中重用对语言和环境的了解，并且需要组合这些平台以满足需求。能够在一个计算平台中启动并将部分代码移动到另一个计算平台是多个编译器提供的另一个优势。

多年来，LabVIEW已被用于开发大量不同的嵌入式应用，包括过程控制、精密机器控制、自动化测试设备（ATE）、运动控制和医疗设备。响应式数字电子板为部署使用LabVIEW开发的嵌入式系统开辟了新的可能。

LabVIEW FPGA支持不同抽象级别的硬件设计。可以在高层次上开始设计过程，这可以快速制作系统原型。在一项研究中，将由三个节点、三根电线和一个执行控制结构组成的LabVIEW FPGA设计与等效的VHDL设计进行了比较，后者由大约4，000条线组成。

许多LabVIEW FPGA设计都保持在高抽象级别，因为由此产生的电路满足应用要求。如果需要高级块不可用的功能，则可以使用语言构造，以允许在较低抽象级别表达设计。当需要优化电路性能时，较低级别的表达式也很有用。

一些产品是可插入计算机中PCI、cPCI或PXI插槽的电路板。其中一些板具有纯数字前端，而其他电路板具有专用前端电路，包括模拟I/O通道，IF收发器和相机接口。

霍尼韦尔开发了响应式数字电子FPGA平台，为需要环境鲁棒性的应用实现快速开发周期。响应式数字电子FPGA平台将NI的“原型、测试、部署”理念从风冷、商业级应用扩展到移动、深度嵌入和航天市场。为了支持快速开发生命周期，RDE可使用NILabVIEW进行编程，并利用工业标准的高密度10接口来简化盒级设计和集成。

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已经开发了两个版本的响应式数字电子设备：用于地面应用的加固版本和空间额定版本。两个版本均采用3U Compact PCI外形、传导冷却功能，包括用于密封或真空应用的楔形锁，专为高冲击和振动环境而设计。每个RDE都包括本地电源、振荡器、缓冲器、配置和用户闪存、快速外部用户SRAM存储器以及多个用户I/O资源。每种设计都可选配保形涂层，以满足低释气要求。

响应式数字电子器件包括多个行业标准外部接口，为嵌入式集成提供灵活性。行业标准输入-输出接口的一致应用减少了与专有或非标准接口相关的非重复性工程。RDE上的主要用户I/O接口是VITA-57标准高密度FMC连接器。该接口直接向用户应用程序公开80个单端I/O、多个电源轨和JTAG编程端口。

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