Контроллер на основе Linux сочетает Atom SoC с Kintex-7 FPGA

[Обновлено 18 августа] - Новая 4-слотовая система управления CompactRIO от NI сочетает в себе двухъядерный Atom E3825 с FPGA Kintex-7 и поддерживает промышленные температуры и NI Real-Time Linux.

«Контроллер производительности CompactRIO с 4 слотами» от National Instruments (NI) является старшим «высокопроизводительным» старшим братом для « компактной» модели NR CompactRIO cRIO-9068 , представленной год назад.
Принимая во внимание, что cRIO-9068 работает под управлением ОС NI Linux в реальном времени на гибридной системе на кристалле Zynq-7020 Xilinx ARM + FPGA, новый CompactRIO распределяет нагрузку между процессором Intel Atom и более мощной Xilinx Kintex-7 325T FPGA ,
В CompactRIO используется двухъядерный процессор Atom E3825 1,33 ГГц последнего поколения с 22-нм поколением Bay-Trail-I, с относительно низким TDP 6 Вт.


Контроллер производительности CompactRIO с 4 слотами

Как и cRIO-9068, новая модель производительности может работать с программным обеспечением контроллера NI LabVIEW 2014 и может интегрировать более 100 модулей ввода / вывода N серии C, доступных для CompactRIO, которые включают в себя все - от ввода-вывода напряжения до сенсорных устройств и беспроводных шлюзов. ,
Новый «программный» контроллер поддерживает температуры от -40 до 70 ° C и предназначен для расширенного управления и применения в жестких промышленных условиях, говорит NI.
Модель CompactRIO с 4 слотами обеспечивает «высокопроизводительную обработку, настраиваемую синхронизацию и запуск, а также передачу данных с модульного ввода / вывода серии C», - говорится в сообщении компании.

Atom E3825 также использовался на недавно анонсированном компьютере NI Linux-ready CompactDAQ cDAQ-9134 для сбора и управления данными (DAQ).
В обеих системах используется одна и та же системная плата на базе Atom, но в ней установлены разные варианты ОЗУ и хранилища в зависимости от модели specificCompactRIO или CompactDAQ, считает Аса Кирби, менеджер по маркетингу продуктов CompactRIO от NI.


Системная плата Atom E3825 (слева) с 4-слотовым контроллером производительности CompactRIO (вверху справа) с CompactDAQ cDAQ-9134 (справа внизу)

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

С помощью LabVIEW 2014 и NI Linux контроллер производительности CompactRIO с 4 слотами обеспечивает интеграцию с локальным устройством HMI.
Это позволяет системе управления разгружать задачи HMI, тем самым «сокращая затраты на компоненты, а также время разработки и интеграции», говорит NI.

«Мы работаем над предложением новых промышленных мониторов с сенсорным экраном, которые будут хорошо работать с новым CompactRIO и встроенной функцией пользовательского интерфейса, но они еще не доступны», - сказал Кирби из NI в интервью HardLinux.
«Тем временем мы опробовали ряд мониторов, а также мониторы с сенсорным экраном от других поставщиков и убедились в хорошей совместимости с драйверами Linux, которые мы используем для графических и сенсорных интерфейсов на основе USB».

Система также позволяет пользователям интегрировать камеры машинного зрения через порты USB 2.0 или гигабитного Ethernet, что позволяет интегрировать получение изображений непосредственно в приложение.
Кроме того, по словам компании, новый контроллер Vision IP может превратить FPGA в высокопроизводительный сопроцессор систем видеонаблюдения.

До появления cRIO-9068 модели CompactRIO работали в режиме реального времени с операционной системой VxWorks (RTOS) на других ПЛИС Xilinx, но новые модели с поддержкой Linux, как представляется, являются основной движущей силой платформы в будущем.
Выбор Atom, а не ARM Cortex-A9, в качестве сопутствующего SoC для модели производительности может позволить контроллеру запускать ОС Windows Embedded Standard 7 в будущем, в дополнение к его текущей поддержке Linux.
Однако, в отличие от CompactDAQ, который в настоящее время предлагает выбор NI Linux Real-time или WES7, Linux в настоящее время является единственным вариантом для CompactRIO.

«LabVIEW 2014 с поддержкой NI Linux в реальном времени позволяет инженерам и ученым использовать единую знакомую среду разработки для продолжения разработки своей системы, одновременно получая немедленное преимущество от повышения производительности оборудования CompactRIO», - говорится в сообщении NI в своем объявлении CompactRIO.

NI Linux Real-Time - это двухрежимная ОС, обеспечивающая восстановление после сбоя приложения без значительных сбоев, говорит NI.
Надежный дистрибутив предназначен для параллельного запуска нескольких программ.
(См. Наш предыдущий обзор для получения дополнительной информации об ОС NI Linux Real-Time.)


Архитектура встроенного аппаратного обеспечения NI CompactRIO (слева) и архитектура проектирования встроенного программного обеспечения C / C ++

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

По словам NI, в Kintex -7 325T FPGA почти в три раза больше сложных логических блоков и в 13 раз больше DSP-срезов, чем в Xilinx-7020.
Kintex-7 ранее использовался в устройствах Linux, таких как инструментальный компьютер Mini-K7 от Innovative Integration, который вместо этого объединял Kintex с процессором AMD G-Series.

FPGA Kintex-7 и Atom E3825 связаны через шину PCI Express, «которая значительно повышает пропускную способность и дает доступ к 16 каналам DMA», говорит NI.
Intel сотрудничает с NI в разработке, говорит компания.

В то время как в объявлении описывается «325T» FPGA Xilinx Kintex-7 со ссылкой на поддержку блока RAM / FIFO, единственные подробные страницы продукта для моделей Atom / Kintex CompactRIO с 4 слотами предназначены для cRIO-9033 с 160T Kintex-7, 2 ГБ ОЗУ и 8 ГБ памяти, а также аналогичный cRIO-9031 с 70T Kintex-7 и половиной ОЗУ (1 ГБ) и флэш-памятью (4 ГБ).
Существует также cRIO-9030, который, по-видимому, идентичен cRIO-9031, за исключением того, что в отличие от этой модели, а также cRIO-9033, в нем отсутствует поддержка температуры от -40 до 70 ° C.

По словам Кирби, версия CompactRIO для 325T находится в разработке, но подробности и доступность не были опубликованы публично.
Мы ожидаем, что модель 325T будет похожа на cRIO-9033, предоставляя ей 2 ГБ оперативной памяти и 8 ГБ памяти.

Говорят, что контроллер производительности CompactRIO является первой системой CompactRIO, которая включает в себя встроенную съемную карту памяти SD, позволяющую выбирать между съемными или несъемными хранилищами.
SD-карту можно даже заменить, не влияя на работающее приложение, что упрощает обновление на месте.
Система поддерживает карты памяти SDHC емкостью до 32 ГБ.


Контроллер производительности CompactRIO с 4 слотами

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Новый CompactRIO дополнительно оснащен двумя гигабитными Ethernet-портами, двумя хост-портами USB 2.0, портом USB-устройства и двумя последовательными портами.
Также имеется соединение Mini-DisplayPort и четыре слота для загрузки модулей ввода / вывода серии C.
Производительность модели больше, чем у модели cRIO-9068, с размерами 22 x 10,9 x 8,7 см.

«Архитектура LabVIEW RIO преодолевает барьеры традиционного проектирования встраиваемых систем и обеспечивает лучшую готовую платформу для решения любых сложных задач управления и мониторинга», - заявил Джейми Смит, директор по встраиваемым системам NI.

«Сотрудничество Intel и NI позволяет промышленным заказчикам пользоваться новейшими технологиями обработки, одновременно отвечая их жестким требованиям к производительности», - заявил Шахрам Мехрабан, глава подразделения энергетики и промышленности Intel в Интернете.

Дальнейшая информация

Контроллер производительности CompactRIO с 4 слотами уже доступен, а модель с 8 слотами будет выпущена в конце этого года.
Дополнительную информацию можно найти на странице продукта NR CompactRIO , а также на этой странице продукта с 4 слотами и на этой странице продукта cRIO-9033 .