FPGA英文翻译

图二.运用内置LabVIEW FPGA VI与相应LabVIEW Host VI 的PID控制

FPGA开发流程

等你创建了LabVIEW FPGA VI后，应该编译将在NI的RIO硬件上运行的代码。根据你的代码的复杂性和开发系统的规格，为一个FPGA VI的编译时间将从数分钟到数小时不等。为了是开发效能最大，利用R系列的RIO设备，你可以用精确到1比特的仿真模式，那样就可以在开始编译进程之前检验你设计的逻辑。当你用FPGA仿真设备是，LabVIEW由该设备进行输入输出，并且在Windows电脑上执行VI的逻辑。在这种模式，你可以用LabVIEW里的针对Windows的相同调试工具，比如重点执行、探针、断点。

一旦LabVIEW FPGA的代码被编译，你就创建了一个LabVIEW “主机” VI来将你的NI RIO硬件整合到了PAC系统。图三阐明了创建FPGA应用程序的开发过程。“主机” VI运用在FPGA VI面板的控制器和指示器来在RIO设备上的FPGA和“主机”处理机械之间传递数据。这些面板被描述为FPGA上的数据寄存器。“主机”既可以是运行在Windows、个人计算机、PXI控制器或紧凑型视觉系统的PC或PXI控制器，也可以是运行在实时操作系统（RTOS）上的紧凑RIO

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控制器。在上面例子中，我们与LabVIEW主机VI交换了固定点、PID增长、循环速度、AIO、AOO数据。

图三.LabVIEW FPGA开发流程

NI的RIO设备驱动程序包括一系列为开发FPGA上通信接口的功能。构建主机VI的第一步是打开一个对FPGA VI和RIO设备的引用。打开了FPGA VI的引用，如图2，也就在执行时下载并运行了编译过的FPGA代码。打开引用后，你就能用读写控制函数对在FPGA上的控制器和指示器寄存器进行读写。一旦你将FPGA引用写到函数内，你只要选择你想读写的控制器和指示器就可以了。你可以将FPGA读写函数封装在while循环内一边持续地对FPGA进行读写。最后，图二中的LabVIEW主机VI的最后一个函数就是FPGA VI引用的关闭函数。它停止了FPGA VI并关闭了对设备的引用。现在你就能通过将其他的已编译FPGA VI下载到设备来更改它的功能了。

LabVIEW 主机VI也能用来进行浮点运算、数据记录、网络及任何不合适FPGA构造的计算。因为增强了确定性与可靠性，你可以在一个有LabVIEW实时模块的RTOS（实时操作系统）上运行你的主机应用。LabVIEW实施系统能为与FPGA同时或不同时的功能提供确切的运算器。例如，浮点算法，包括快速傅里叶变换法、PID比例积分微分算法、自定义控制算法，经常在LabVIEW实时环境想下实现。相关的数据可以存到LabVIEW实时系统或转移到用来进行离线分析、数据记录、或用户界面显示的Windows主机。这种结构的构造如图四。每个NI的提供RIO硬件的PAC平台都能运行LabVIEW 实时VI。

图四.利用LabVIEW FPGA、LabVIEW实时系统和主机的完整PAC结构

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在每个R系列和紧凑RIO设备里都有可利用的闪存来存储已编译的LabVIEW 的FPGA VI，都能立即在设备的电源下运行应用程序。这种构造，因为FPGA有电源，它能运行FPGA VI，甚至在主机崩溃或断电时。当发生意外时这对安全编程的掉电上电序列是很理想的。

用NI SoftMotion控制器开发自定义运动控制器

函数NI 的SoftMotion开发模块可以包括NI RIO设备、DAQ设备和紧凑FieldPoint。它为LabVIEW提供VI和帮助你开发自定义运动控制器的函数，作为NI PAC硬件平台的一部分。NI的SoftMotion控制器提供各种各样的函数，这些函数以存在运动控制器DSP上为特色。有了SoftMotion，你能解决路径设计、产生轨迹、NI LabVIEW环境下的位置和速度循环控制，然后将编码展开在LabVIEW实时系统或基于LabVIEW FPGA的硬件。

NI SoftMotion控制包括轨线发生器、样条引擎和利用PID算法有完整源代码的监督控制、位置速度控制循环。监督控制和轨线发生器在LabVIEW实时目标下运行，而且运行在毫秒级循环速度。样条引擎和控制循环及可以运行在LabVIEW实施目标毫秒循环速度下，也可以在LabVIEW FPGA目标微妙循环速度下。

应用

因为LabVIEW FPGA 模块可以配置FPGA的低端硬件设计，也能在标准系统里利用FPGA ，所以这对需要自定义硬件的工业控制应用是很理想的。这些自定义应用包括了数字模拟信号的自定义混合，计时器的I/O，高达125KHz的模拟控制，20MHz的数字控制，及下列控制的自定义数字协议界面：

批量控制 ? 离散控制 ? 运动控制 ? 车载数据获取 ? 机器条件检测 ? 快速控制原型 ? 工业控制及获取 ? 分布式数据获取及控制 ? 手机手提NVH（噪声振动和声振粗糙度Noise Vibration Harshness）分析

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结论

LabVIEW FPGA 模块为PAC平台带来了FPGA的灵活性、性能及专业化。利用NI RIO设备和LabVIEW 图形编程，你可以利用在工业控制应用中经常用到的COTS硬件开发灵活及专业的硬件。因为你在用LabVIEW，一种在很多工业控制应用中用到的语言，来定义你的NI RIO硬件，所以没有必要学习VHDL或其他低端硬件设计工具来开发专业硬件。将LabVIEW FPGA 模块和NI RIO硬件作为你NI PAC能为需要超高速控制、自定义数字平台界面、自定义数字模拟信号混合、计时器的应用增加重要的灵活性和功能。

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