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Tecnologías para el Desarrollo

de Sistemas Embebidosde Sistemas Embebidos

Carlos PazosTechnical Marketing Engineer

National Instruments Mexico

Agenda

• Plataforma de Sistemas Embebidos

• Plataforma Compact RIO

• Compact RIO Integrado

• Single Board RIO• Single Board RIO

• Single Board RIO VS CompactRIO

• LabVIEW para Microprocesadores

Familia de Productos Embebidos de LabVIEW

PXI

RIO

Flexibilidad de Sistema y Precio

E/S Personalizadas

E/S

E/S

E/S

Procesador FPGA

Curva de Despliegue NI CompactRIO

CompactRIO

PCI RIO

Número de Sistemas Desplegados

Flexibilidad de Sistema y Precio

Single-Board

RIO

CompactRIO

Integrated

Arquitectura Embebida NI CompactRIO

Procesador en Tiempo Real FPGA Reconfigurable

Robustez Extrema

Módulos de E/S

•FPGA Reconfigurable para entradas salidas de alta velocidad, disparo y control

•Procesador Tiempo Real para determinismo, registro de datos y análisis

•Módulos de E/S con acondicionamiento de señal integrado

Robustez Extrema

• Rango de temperatura -40 a 70 °C

• 50g impacto, 5g vibración

Bajo Consumo de Energía

• 19 a 30 VDC, 7-10 W típico

•Monitoreo y control de

máquinas embebido y

robusto

•Chasis integrado

NI cRIO-907x Sistemas Integrados CompactRIO

E/S Personalizadas

E/S

E/S

E/S

Processor FPGA

Procesador RT & FPGA Integrados

•Chasis integrado

combinando controlador RT

& FPGA

•Sistemas CompactRIO de

bajo costo

E/S Personalizadas

Plataforma NI Single-Board RIO

Procesador en

Tiempo RealFPGA

E/S Digital

E/S Analógica

E/S Serie C

“El poder del CompactRIO en una sola tarjeta.”

Tamaño Pequeño,

Bajo Consumo

Procesador Tiempo RealProcesador de punto flotante 400 MHz

control, análisis, y registro

FPGA ReconfigurableProcesamiento de E/S y temporización

personalizada

Redes/PeriféricosPuerto Ethernet 10/100

Puerto Serial RS232

LabVIEW• Software gráfico para

desarrollo rápido

• Programación de

NI Single-Board RIO Control Embebido y

Adquisición

Bajo Consumo21 x 9 cm. (8.2 x 3.7 in.)

19-30 VDC (7-10 W typ.)

Expansión de E/SConecte hasta 3 módulos de la serie C para

E/S adicionales (esfuerzo, TC, comm., movimiento,

etc<)

E/S Digitales Analógicas110 DIO, hasta 32-ch AI, hasta 4-ch AO,

Hasta 32-ch de 24 V DIO

• Programación de

procesador, FPGA y E/S

con una sola herramienta

• Integrar código C/VHDL

Plataforma NI Single-Board RIO

Modelo Velocidad

Procesador

(MHz)

Tamaño

FPGA

(Gates)

3.3V

Líneas

DIO

AI

Canales

(NI 9205)

AO

Canales

(NI 9263)

24V DI/DO

(NI 9425 &

NI 9476)

Expansión

Serie C

(Slots)

sbRIO-9601 266 1M 110 0 0 0 3sbRIO-9601 266 1M 110 0 0 0 3

sbRIO-9602 400 2M 110 0 0 0 3

sbRIO-9611 266 1M 110 32 0 0 3

sbRIO-9612 400 2M 110 32 0 0 3

sbRIO-9631 266 1M 110 32 4 0 3

sbRIO-9632 400 2M 110 32 4 0 3

sbRIO-9641 266 1M 110 32 4 32/32 3

sbRIO-9642 400 2M 110 32 4 32/32 3

Programación LabVIEW y Hardware

RIO

FPGA Reconfigurable

LabVIEW FPGA

Procesador Tiempo Real

LabVIEW Real-Time

Interfaz de Usuario

LabVIEW

Desarrollo en LabVIEW con Hardware RIO

1. Desarrollo en Host

Hardware RIO

Real-Time, FPGA Target

2. Descargar al Dispositivo3. Despliegue para correr independiente o

Comunicar por Ethernet con host

Demo: Programando NI Single-

Board RIO

Más de 60 Módulos Serie C de NI y Terceros

• Entradas Analógicas― Hasta 250 kS/s, muestreo simultaneo

― 4, 8, 16, y 32 canales

― Acondicionamiento de señal integrado para sensores

― Galgas extensiométricas, acelerómetros, termopares, RTDs

― Hasta ± 60 V, ±20 mA

• E/S Digitales― Hasta 10 MHz temporización

― Temporizador/contador, PWM

― 8 y 32-canales― Hasta ± 60 V, ±20 mA

― 12, 16 y 24-bit resolución

― Aislamiento entre canales

• Salida Analógica― Hasta 100 kS/s actualización simultanea

― Hasta 16-ch por módulo

― ±10 V, ±20 mA

― Aislamiento

― 8 y 32-canales

― 5V/TTL, 12/24/48 V niveles lógicos

• Especialidad― Módulos con 2-puertos CAN

― Servomotores y a pasos

• Módulos de Terceros― LIN, Profibus, WLAN 802.11, MIL-1553, ARINC-429, GPS, y más

Expansión de E/S Serie C para

Single-Board RIO• Todos los módulos de la Serie

C son compatibles

• Utilice módulos C con chasis

para prototipopara prototipo

• Contacte a NI para las

versiones de tarjeta de los

módulos de la serie C

Kits de Desarrollo CompactRIO

NI cRIO-9951

• Licencias para diseño,

manufactura y distribución de

módulos E/S CompactRIO

• Contenido del Kit:• Contenido del Kit:• Software para desarrollo módulo

CompactRIO

• Manual de desarrollo para módulos

personalizados

• Set de carcasas CompactRIO

• Soporte técnico por parte de National

Instruments

Opciones de Personalización para

Single-Board RIO• Módulo para Serie C

Personalizada

� cRIO/sbRIO MDK

� Plantillas en línea para

esquemáticos y

Tarjeta hija personalizada

esquemáticos y

distribución

• Tarjeta hija

personalizada

� Líneas 110 3.3 V/TTL DIO

disponibles en bloques

conectores Single-Board RIO

Desplegando Altos Volúmenes

CompactRIO Modular CompactRIO Integrado NI Single-Board RIO

Soporte

LabVIEW Real-

Time 8.6 Scan

Mode

Sí (>2M gate chasis) Sí (>2M gate chasis) No

Rango

Temperatura

-40 a 70 °C -20 a 55 °C -20 a 55 °C

Temperatura

Aislamiento E/S Sí Sí No en E/S Integradas

Certificación

EMC

Sí Sí No

FPGA Xilinx Virtex FPGA Xilinx Spartan 3 FPGA Xilinx Spartan 3 FPGA

CompactRIO vs. Single-Board RIO

NI 9205 Manual de UsuarioSingle-Board RIO Manual de

Usuario

CompactRIO Certificaciones

Descripciones Estándar

Compatibilidad

Electromagnética

(Emisiones Inmunidad,

EMC/EMI)

EN 55011 Class A at 10 m

FCC Part 15A sobre 1 GHz

Industrial levels per EN 61326-1:1997 + A2:2001, Table A.1

CE, C-Tick, and FCC Part 15 (Class A) Compliant

89/336/EEC

Tiempo Promedio

Antes de Falla (MTBF)

Bellcore Issue 6, Method 1, Case 3

MIL-HDBK-217F

Seguridad Producto 73/23/EEC

EN 61010-1, IEC 61010-1

UL 3111-1, UL 61010B-1

CAN/CSA C22.2 No. 1010.1

Locaciones Peligrosas,

Class I, División 2

Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, T4; Class I, Zone 2,

AEx nC IIC T4

Impacto y Vibración IEC 60068-2-64

IEC 60068-2-27

IEC 60068-2-6

Single-Board RIO CertificacionesDescripciones Estándar

Compatibilidad

Electromagnética

(Emisiones, Inmunidad,

EMC/EMI)

EN 55011 Class A at 10 m

FCC Part 15A above 1 GHz

Industrial levels per EN 61326-1:1997 + A2:2001, Table A.1

CE, C-Tick, and FCC Part 15 (Class A) Compliant

89/336/EEC

Tiempo Promedio

Antes de Falla (MTBF)

Bellcore Issue 6, Method 1, Case 3

MIL-HDBK-217F

Seguridad Producto 73/23/EECSeguridad Producto 73/23/EEC

EN 61010-1, IEC 61010-1

UL 3111-1, UL 61010B-1

CAN/CSA C22.2 No. 1010.1

UL Recognized

Localidades

Peligrosas, Class I,

División 2

Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, T4; Class I, Zone 2,

AEx nC IIC T4 UL Reco

Impacto y Vibración IEC 60068-2-64

IEC 60068-2-27

IEC 60068-2-6

Aplicaciones CompactRIO

Control de Maquinaria

• Empaquetado/Procesamiento

� Control movimiento alta velocidad, control lotes, control discreto

• Control de Maquinaria Pesada

� Procesamiento y control de potencia en RT, sistemas hidráulicos

• Semiconductores/Biomédica

Monitoreo de Máquina

• Monitoreo de Condición de

Máquina

– Análisis de orden, monitoreo lubricación, enfriamiento, combustión…

• DSA, NVH Móvil/Portable

– Ruido, vibración, severidad, análisis de señales dinámicas,

Adquisición Datos Vehículo

• Adquisición de Datos en Vehículo

– Automóviles, motocicletas, aeronaves, etc

• Pruebas de ECU y motor

– Pruebas de HIL y simulación con FPGA

• Prototipado de Control Rápido• Semiconductores/Biomédica

� Movimiento y visión personalizados, manejo de material

– Ruido, vibración, severidad, análisis de señales dinámicas, audio

• Adquisición Distribuida

– Controlador Ethernet/wireless

• Prototipado de Control Rápido

– Prototipado de Control automotriz/aerospacial

Aplicaciones NI Single-Board RIO

• Dispositivos embebidos

con E/S reales

� Máquinas industriales

� Dispositivos médicos

� Robótica� Robótica

• Factor de forma

pequeño

• Tiempo de

comercialización críticoDesplieguePrototipo

Módulos para Microprocesadores en

LabVIEW• NI LabVIEW Embedded Module

para Procesadores ADI Blackfin

� Procesadores Blackfin de alto desempeño, bajo consumo

� Solución completa desde el concepto hasta la implementación

• NI LabVIEW Embedded Module para Procesadores ARMpara Procesadores ARM� Hasta 260 procesadores ARM7™,

ARM9™, y Cortex™ M3 soportados

� Simulación para desarrollo de software

• LabVIEW Microprocessor SDK

� Ejecutar LabVIEW en cualquier:

• Arquitectura de 32 bits

• Sistema Operativo Embebido

Integración Sencilla con código C

existente

• Nodo de código C para

combinar programación

gráfica con código C

• Depurado simultáneo en C

y LabVIEW

• Generación de archivo a • Generación de archivo a

través del proyecto de

LabVIEW

E/S Elementales

• Capa de abstracción de

E/S

• Interfaz de usuario simple,

personalizable

• No hay carga en llamadas

para optimizar el para optimizar el

desempeño

Bomba de infusión

• Algoritmo desarrollado

usando LabVIEW para

Windows y Adquisición de

Datos de NI

� Tasas de Flujo muy

bajasbajas

� Interfaz de usuario

sencillas

� Debe ser seguro a

fallos

� Comercialización rápida

• Implementado en Blackfin

por Boston Engineering

Monitoreo de Tuberías Submarinas

• Gaseoductos Ormen Lange

� Proyecto industrial más

grande en Noruega.

• Sensado de empalmes

� Monitoreo de vibración de

tubería y registro de datos

� Punto de encuentro con

ROV

• Más de 50,000 generadas en

código C en5 meses usando

LabVIEW Embedded Module

para procesadores ADI Blackfin

LabVIEW Embedded Module para

Microcontroladores ARM

• Más de 260

procesadores

ARM7™, ARM9™, y

Cortex™ M3

soportadossoportados

• Controladores

integrados para

analógico, digital y

comunicaciones

• Soporte de simulación

para desarrollo de

software

¿En Dónde se Usan los Procesadores

ARM?• Automotriz

• MCUs de propósito general

• Smart Cards

*Fuente: Financial Times

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