Produktinformation. Modell: crio-9068

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1 Dualcore-Prozessor ARM Cortex -A9 mit 667 MHz; nichtflüchtiger Speicher von 1 GB, DDR3-Arbeitsspeicher von 512 MB Chassis mit Artix-7-FPGA und 8 Steckplätzen zum Erstellen benutzerdefinierter Timing-, Signalverarbeitungs-, Steuer- und Regelfunktionen für beliebige I/O Betriebssystem Linux Real-Time Modell: crio-9068 Chassis mit integriertem Dualcore-Controller (667 MHz) und Artix-7-FPGA Programmieren des Onboard-Prozessors mit LabVIEW Real-Time oder C/C++ bzw. des FPGAs mit LabVIEW FPGA Anschlüsse: 2x Gigabit-Ethernet, 1x USB Hi-Speed, 3x seriell Betriebstemperaturbereich -40 bis 70 C Das crio-9068 vereint einen Dualcore-Prozessor, einen rekonfigurierbaren FPGA sowie acht Steckplätze für I/O-Module der C-Serie in einem Chassis. Aufgrund des Dualcore-Prozessors ARM Cortex -A9 mit 667 MHz, der das Betriebssystem Linux Real-Time ausführt, sowie des Artix-7-FPGAs eignet sich das System insbesondere für anspruchsvolle Embedded- Anwendungen zur Steuerung, Regelung und Überwachung. Das crio-9068 besitzt einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis 70 C sowie zwei Spannungseingänge für 9 bis 30 VDC für Anwendungen, bei denen ein robuster und temperaturtoleranter Controller benötigt wird. Das Gerät bietet zudem einen DDR3-Arbeitsspeicher von 512 MB, einen nichtflüchtigen Speicher von 1 GB für das Dataloggen sowie zahlreiche Anbindungsoptionen, darunter zwei Gigabit-Ethernet-, einen USB-Hi-Speed- und drei serielle Anschlüsse. Mithilfe der Systemdesignsoftware LabVIEW kann Logik erstellt, auf Fehler untersucht und auf dem integrierten FPGA wie auch auf dem Prozessor mit dem Betriebssystem Linux Real- Time eingesetzt werden. In LabVIEW sind hunderte Bibliotheken für Steuerungs-, Regelungsund Überwachungsaufgaben enthalten. C/C++-Entwickler können bestehende Bibliotheken innerhalb von LabVIEW Real-Time wiederverwenden oder C/C++-Anwendungen entwickeln, auf Fehler untersuchen und anschließend auf dem Onboard-Prozessor einsetzen. Ebenfalls enthalten sind die erforderliche I/O-Treibersoftware und Middleware für die AXI- Kommunikation zwischen dem FPGA und dem Prozessor sowie Bibliotheken zur Netzwerkkommunikation, sodass sich die gesamte Systemsoftware alleine mit LabVIEW entwickeln lässt.

2 Allgemein Produkt Formfaktor Produkttyp Betriebssystem/Zielsystem Unterstützung von LabVIEW Real-Time Rekonfigurierbarer FPGA FPGA crio-9068 CompactRIO Controller (Computing Device) Echtzeit Ja Artix-7 Chassis Anzahl der Steckplätze 8 Eingangsspannungsbereich 9 V - 30 V Netzteil Empfehlung - Leistung 25 W Netzteil Empfehlung - Ausgangsspannung 24 V Leistungsaufnahme 25 W Stoß- und Schwingungsfestigkeit Betriebsbedingte Stöße Zufällige Schwingungen Sinusförmige Schwingungen 50 g 5 g 5 g Physikalische Spezifikationen Länge cm Breite 8.81 cm Höhe 6.23 cm Gewicht 1164 gram Betriebstemperatur -40 C Betriebstemperatur 70 C

3 Wodurch zeichnet sich der softwaredesignte Controller NI crio-9068 aus? Erstmals seit der Markteinführung von NI CompactRIO hat National Instruments einen CompactRIO- Controller von Grund auf neu konzipiert. Lernen Sie die Technologien und Funktionen kennen, die den Controller crio-9068 so sehr von den Vorgängermodellen abheben. Auf einen Blick Abbildung 1: Der Controller crio-9068 bietet herausragende Leistung, Flexibilität und Robustheit. Seit beinahe 10 Jahren gilt die CompactRIO-Plattform als Standard für Embedded-Systeme zur Steuerung, Regelung und Überwachung. Alle CompactRIO-Systeme beruhen auf der NI-LabVIEW-RIO- Architektur (rekonfigurierbare I/O), die einen Echtzeitprozessor, einen rekonfigurierbaren FPGA sowie modulare I/O der C-Serie von NI vereint und mithilfe der Systemdesignsoftware NI LabVIEW programmiert wird. Der Controller crio-9068 bietet auf der CompactRIO-Plattform herausragende Leistung und Robustheit zu einem optimalen Preis-Leistungs-Verhältnis, sodass er insbesondere für Großserien- und OEM-Anwendungen in rauen Umgebungen geeignet ist. Der softwaredesignte Controller verfügt über ein Zynq All-Programmable SoC (System-on-a-Chip) von Xilinx, das einen ARM-basierten Prozessor und einen Xilinx-7-FPGA auf einem einzigen Chip vereint. Mit Zynq und dem Betriebssystem NI Linux Real-Time ermöglicht der NI crio-9068 eine noch offenere CompactRIO-Plattform. Linux bietet größere Flexibilität beim Wiederverwenden von bestehendem Programmcode, wobei der vertraute Umgang mit der Programmierumgebung LabVIEW gleich bleibt.

4 Ein ARM-basierter Prozessor für CompactRIO Der Controller crio-9068 arbeitet als erster CompactRIO-Controller überhaupt mit einem ARM-basierten Prozessor. Auf dieser Technologie basieren auch heutige Smartphones und andere Geräte der Unterhaltungselektronik mit hoher Verarbeitungsleistung und niedrigem Energieverbrauch. Das integrierte Zynq SoC enthält den Dualcore-Prozessor Cortex -A9 von ARM mit 667 MHz. Der Dualcore-Prozessor ermöglicht eine vierfache Leistungssteigerung gegenüber dem integrierten Controller crio-9074 mit acht Steckplätzen, der ein ähnliches Preisniveau aufweist. Mehr Innovationen mit größeren FPGAs Der crio-9068-controller ist das erste CompactRIO-System, das über einen Xilinx- 7-FPGA verfügt. Der FPGA der Serie 7 bietet eine höhere Leistungsfähigkeit sowie einen 50 Prozent niedrigeren Energieverbrauch pro Zelle als vorherige Generationen und verfügt über die 28-nm- Technologie, die mehr Logikzellen und DSP-Slices (Digital Signal Processing) auf einem Chip unterbringt. Der crio-9068-controller besitzt einen Artix-7-FPGA mit Logikzellen und 220 DSP-Slices, was nahezu einer Verdopplung der Logikzellen und einer Vervierfachung von DSP-Slices gegenüber dem crio-9074 entspricht. Mit dem zusätzlichen Platz auf dem FPGA können Anwender eine größere Anzahl von Algorithmen als jemals zuvor für anspruchsvolle Steuerung und Regelung, Signalverarbeitung, Filterung, komplexes Timing und sonstige Logik implementieren. Leistungsvergleiche Xilinx hat das Zynq SoC zum Teil aufgrund des Erfolgs der NI-LabVIEW-RIO- Architektur entwickelt. Beim Zynq SoC befinden sich der Prozessor und der FPGA auf demselben Chip, was eine umfassendere Funktionalität als bei Einzelkomponenten ermöglicht, sodass beispielsweise Schaltungen zwischen dem Prozessor und dem FPGA vorhanden sind. Diese große Anzahl von Schaltungen ermöglicht mit dem CompactRIO-Controller und der Systemdesignsoftware LabVIEW ein Daten-Streaming von 300 MB/s über 16 DMA-Kanäle. Neben verbesserter Anschlusstechnik bietet der Controller mit dem ARM-basierten Dualcore-Prozessor eine herausragende Leistung für reale Anwendungen. Tabelle 1 zeigt anhand exemplarischer realer Anwendungen einen Leistungsvergleich der Controller NI crio-9074 mit 400-MHz-Singlecore- Prozessor und NI crio-9068 mit ARM-basiertem 667-MHz-Dualcore-Prozessor.

5 Anwendungsbenchmarks NI crio-9074 NI crio-9068 Komplexe Anwendung (CPU-Auslastung in %) Streaming (CPU-Auslastung in %) 97% 18% 46% 7% Regelung (CPU-Auslastung in %) 72% 11% Tabelle 1: Anwendungsbenchmarks für die Controller NI crio-9074 und NI crio-9068 Weitreichendes Software-Ökosystem National Instruments hat die Entwicklung eines Linux-basierten Echtzeitbetriebssystems vorangetrieben. Die zugrunde liegende Technologie gestaltet die CompactRIO-Plattform noch offener und gewährt LabVIEW-Nutzern den Zugang zur umfangreichen Bibliothek von Anwendungen aus der Community sowie zum IP in Zusammenhang mit LabVIEW- Anwendungen. National Instruments führt zudem ein NI Alliance Partner Network bestehend aus über 600 Unternehmen weltweit, von denen mehrere auf den Bereich Embedded-Steuerung und - Regelung spezialisiert sind. Vom Erstellen eines einzelnen Produkts über ganze Systeme und deren Integration bis hin zu Beratung und Training Alliance Partner verfügen über die optimale technische Ausstattung, um auch schwierigste ingenieurtechnische Herausforderungen zu lösen. Neueste Technologien und die vertraute LabVIEW-Entwicklungsumgebung Auf herkömmlichem Wege würde das Entwickeln von Anwendungen mit allen Technologien, die der Controller NI crio-9068 bietet, erheblichen Aufwand erfordern, darunter ein Team von Ingenieuren und eine umfangreiche Palette von Werkzeugen. Mithilfe eines plattformbasierten Ansatzes, bei dem dieser CompactRIO-Controller mit einer einzigen integrierten Werkzeugkette, nämlich LabVIEW, kombiniert wird, können Anwender Softwareanwendungen für den Prozessor, FPGA und für I/O erstellen, auf Fehler untersuchen und einsetzen. Mit dem neuen Controller NI crio-9068 haben Anwender nicht nur Zugriff auf die gleiche Werkzeugkette wie bei bisherigen CompactRIO-Controllern, sondern auch auf topaktuelle Technologien, sodass maximale Leistung und Flexibilität erzielt werden.

6 Leichteres Wiederverwenden von bestehendem Code Da CompactRIO einen plattformbasierten Ansatz verfolgt, können die meisten bestehenden Anwendungen einfach geöffnet, ohne Änderungen kompiliert und auf dem leistungsstärkeren crio-9068 ausgeführt werden. Der neuartige CompactRIO-Controller, der nun zusätzlich das Entwicklungswerkzeug Eclipse unterstützt, ermöglicht Anwendern zudem das Wiederverwenden von bereits bestehendem C/C++-Code und Know-how. Codebibliotheken können nun in LabVIEW-Real-Time-Anwendungen integriert werden. Doch auch das Erstellen eigenständiger Anwendungen ist möglich, die über eine Schnittstelle direkt mit der LabVIEW-FPGA-Anwendung kommunizieren. Anwender können beim Entwickeln flexibel die Werkzeuge auswählen, die am besten ihrer Aufgabe und den Anforderungen entsprechen. Äußerst robustes CompactRIO Beim Controller crio-9068 handelt es sich um das erste integrierte CompactRIO- System, das für Anwendungen in rauen und engen Umgebungen entwickelt wurde. Abmessungen, Gewicht und Kanaldichte sind bei vielen Embedded-Anwendungen dieser Art kritische Faktoren. Der Controller verfügt über die starke Leistung von FPGA-Geräten und bietet bisher unerreichte Erfassungs-, Steuerungs- und Regelungsfunktionen in einem kompakten, robusten Formfaktor. Zudem besitzt er einen Temperaturbereich von -40 bis 70 C, eine Stoßfestigkeit bis 50 g sowie redundante Netzteile und erfüllt verschiedene internationale Sicherheits-, Gefahrenbereichs- und Umweltstandards für den Betrieb in rauen industriellen Umgebungen. Zahlreiche Anschlussmöglichkeiten Der CompactRIO-Controller kann aufgrund zahlreicher Anschlussmöglichkeiten an eine Vielzahl zusätzlicher Hardware angebunden werden. Das CompactRIO-Chassis kann mit bis zu acht im laufenden Betrieb austauschbaren I/O-Modulen der C-Serie von NI verbunden werden, sodass eine Vielzahl von Mess-, Steuer- und Regelsignalen erfasst werden kann. Dank zweier Gigabit- Ethernet-Anschlüsse können multiple Netzwerkverbindungen eingerichtet werden. Über den Hi- Speed-USB-Anschluss können periphere Geräte wie USB-3-basierte ace-kameras von Basler angebunden werden oder Daten auf ein externes Speichermedium geloggt werden. Die beiden seriellen RS232-Anschlüsse bzw. der serielle RS485-Anschluss können zur Anbindung an eine Vielzahl von Geräten wie Motorantriebe, Spezialmessgeräte oder Zeichenbildschirme genutzt werden.

7 Was spricht für ein Upgrade auf den NI crio-9068? Der Controller crio-9068 ergänzt die CompactRIO- Plattform um viele neue Technologien, die Anwender beim Embedded-Design unterstützen. Der neue CompactRIO-Controller ermöglicht aufgrund einer vierfach gesteigerten Prozessorleistung und eines größeren FPGAs als auf dem NI crio-9074 herausragende Performance bei einem optimalen Preis-Leistungs-Verhältnis. Der robuste Formfaktor der CompactRIO-Plattform und ihr weiter Temperaturbereich prädestinieren sie für Anwendungen in rauen Umgebungen. Das Linux-basierte Betriebssystem verleiht CompactRIO mit seinem weitreichenden Ökosystem ein höheres Maß an Flexibilität. Da der neue CompactRIO-Controller zudem auf der vertrauten LabVIEW-RIO-Architektur beruht, können Anwender eine bestehende Anwendung umgehend auf den Controller NI crio-9068 aufrüsten und von einer höheren Leistung, Flexibilität und Robustheit profitieren.