由于传统的原型板无法满足这些要求,所以需要使用可以自定义I/O的原型平台,因此他们使用CompactRIO平台来进行原型化工作。CompactRIO系统包含一个266MHz的嵌入式微处理器、以太网控制器,以及背板上的1百万门
FPGA。通过
LabVIEW FPGA对背板上的FPGA编程,他们的控制、机械和电子工程师就可以直接参与到编程工作中。他们在嵌入式控制器中运行管理程序,在FPGA中运行电机控制算法,这种资源配置使得原型化构建和最终系统发布在编程模式上是非常相似的。为了在FPGA中运行控制算法,他们将ZPK(zero-pole-gain)模型转化为LabVIEW数字滤波器设计工具包中提供的一种滤波器,由于这个工具包支持LabVIEW FPGA代码的自动生成和优化,所以原先的ZPK模型就可以直接转化成能够在FPGA上运行的代码。另外,他们还使用这个工具包对原先的浮点算法进行了定点转换,以节约FPGA资源,并对量化后的模型进行测试、验证、修正从而得到预期的结果。通过这种原型化方式,他们节约了大量的开发时间。
结论
随着嵌入式系统复杂性的不断增加,设计师们正在面对严峻的挑战。产品上市时间的压力大大增加了嵌入式系统设计“一次设计成功”的压力,反过来也推动了系统级快速、高效、可靠的验证的需求,系统原型化的必要性正日益增大。由于FPGA具有高性能、可重新配置、小尺寸和较低的工程开发成本等诸多优异特性,特别是对于输入输出、并行性和实时性的出色性能使得它成为嵌入式系统原型化验证的理想工具。
使用LabVIEW FPGA模块,工程师们可以在运行Wind
ows的主机上开发FPGA程序,然后用LabVIEW 进行编译并在硬件上运行这些代码程序。利用LabVIEW FPGA模块,无须先掌握硬件设计知识或VHDL,就可以自己定制I/O或控制硬件电路,加速嵌入式系统原型化的过程。图形化的编程模式使得更多的工程师和科学家可以使用他们的专业知识开发嵌入式应用。使用统一的环境进行设计、原型到部署,LabVIEW为嵌入式系统开发提供了极为高效的开发方式。