神电测控-国产数字化仪PG-573xR(平替NI 5732/5733/5734等RIO系列板卡)

神电测控-国产数字化仪PG-573xR(平替NI 5732/5733/5734等RIO系列板卡)

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 开发理念我们是RIO开源方案供应商,尽量让所有客户都能选择适合自己的技术、产品、方案和路线,让每个用户都能以最小的开源成本,换取快速实现自己的项目和产品;我们始终专注于LabVIEW在嵌入式领域里的开发与应用,即LabVIEW直接开发编程ARMFPGA 芯片,LabVIEW VI程序框图直接编译、下载到STM32/FPGA/树莓派/RK3399等芯片里面运行,同时支持LabVIEW前面板在线调试,类似NI的cRIO等RT平台。非常适合:人工智能、边缘计算、云计算、机器学习、工控自动化、数据采集、总线通信、汽车电子、运动控制、物联网等应用。

 重大更新:

1)不仅支持Virtex5/Spartan3E/Spartan6等传统的5系列、6系列FPGA芯片在线前面板调试,我们还突破了Xilinx 7系列(Artix7Kintex7Virtex7)、U系列(KUKU+VUVU+)以及ZYNQ等家族FPGA芯片的LabVIEW在线前面板交互式运行和调试。

2)我们是真正在不破坏板子、对市面上已有的、海量的、任何厂家的Xilinx FPGA板子不做任何改动,不做任何飞线的情况下,借助大家所熟知的低成本的Xilinx JTAG下载器或者我们研发的SDMC FPGA Downloader以太网下载器,实现了真正意义上的FPGA VI在线前面板交互式运行和调试

3)我们的LabVIEW My FPGA图形化软件工具包和RIO开发方案具有普适性,因为我们没有对FPGA硬件做任何改造,也没有借助任何外界的器件,只有这样,才能让广大用户自由选择市面上已有的、海量的FPGA板子或者用户自己自由设计板子,而不是被NI或者其他友商固定的硬件而绑架了。

4)因为我们神电测控一贯秉承的理念是:“为所有想用又不敢用、正在使用和将要使用FPGA的用户,提供一套通用的国产化、图形化、开源化RIO解决方案。”

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更多详细内容也可以观看视频演示,B站视频链接如下:

国产数字化仪PG-573xR实战演示视频

https://b23.tv/xfnkLlY

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神电测控国产8通道16位并行100MS/s数字化仪

PG-573xR FPGA RIO板卡

1、8通道16位并行100MS/s PG-573x R系列数字化仪FPGA板卡诞生了,后发优势,覆盖NI-5732/5733/5734等R系列FPGA板卡,兼容LabVIEW My FPGA开发环境。

2、指标:16位8通道同步并行AI(100MS/s采样率)、16位2通道同步并行AO(200MS/s更新率)、27路双向高速DIO、10路LED灯、PCIe接口、真差分、量程自由切换。

3、超大FPGA加持:K7-325T,远超传统DAQ卡;更重要的是:用户可以使用图形化LabVIEW在FPGA里面自由翱翔,实现各种采集、模型、算法、测试、锁相、3C、PID等闭环应用。

4、PG-573xR适合ns量级的自动化、HIL硬件在环、高密度数采等测控类项目和仪器开发。

5、价格亲民,彻底摆脱NI FPGA RIO板卡高昂成本造成的困局、释放大家的开发潜能,大胆放心用。

图1:神电测控8通道100MS/s数字化仪PG-573xR板卡实物图(正面)


图2(a):神电测控8通道100MS/s数字化仪PG-573xR板卡实物图(通信口)


图2(b):神电测控8通道100MS/s数字化仪PG-573xR板卡实物图(AI/AO/DIO接口)


1、性能简介

1)模拟电压输入AI

   ADC采集通道数:8

      分辨率:16 bit

      采样率:100MS/s

      输入量程2种模式支持动态任意切换:±1V/±5V/

      底噪:Vpp:100uV   Vrms:50uV

      输入阻抗:50Ω

2)模拟电压输出AO

   DAC输出通道数:2

      分辨率:16bit

      更新率:200MS/s

      输出量程:±5V

3)双向高速数字IO(DIO)

   DIO通道数:27路

   DIO读写速率:200MHz

   DIO访问:直接FPGA读写,可接入CLK、编码器、转速计、扭矩等脉冲信号,也     可以产生高速同步、PWM等脉冲信号。

4)10路用户LED指示灯,挂在FPGA上,支持用户自己使用LabVIEW直接编程控制

5)3路用户按键KEY,挂在FPGA上,支持用户自己使用LabVIEW直接编程控制

6)板卡主控芯片

   FPGA型号:Xilinx Kintex7-325T-2FFG900I工业级(可替换成国产FPGA)

      板载DDR3容量:2GB 64BIT

      板载Flash芯片型号:N25Q128A13 SPIx4

      通信接口:PCIe2.0x8

7)板卡供电

      直流电压:12V(支持单独供电或者PCIe直接供电)



2、接口简介

图3:神电测控8通道100MS/s数字化仪PG-573xR板卡接口示意图


2.1、双向DIO数字量端口

    模拟量AI与AO对外接头为SMB公头;数字量则由顶部双排(P32、P33)端口一共引出了12V、3V、GND与27路双向DIO接口,其中左侧方口为1号引脚,右侧为16号引脚,如图4所示。

图4:神电测控8通道100MS/s数字化仪PG-573xR板卡扩展数字IO接口

关于P32与P33的引脚功能定义参考下面的列表:

P33:Pin1-16: 12V Y29 Y30 AA30 AB29 AB30 AG29 AF30 GND AE30 AE29 AD29 AC30 AC29 AJ26 AK26

P32:Pin1-16: 3V GND U27 U22 U24   U23 V21 V27 V26 V24 V22 W24 W23 W22 W21 GND


为了方便用户使用,我们将这些双向DIO信号对应的FPGA引脚全部拖到了LabVIEW FPGA环境下,非常直观,如图5所示,用户只需要会一点LabVIEW基础知识就可以在FPGA里面编程操作这些DIO信号了。

图5:PG-573xR板卡上的DIO数字信号所在FPGA终端下的EIO节点(一目了然)

2.2、模拟电压输入AI量程控制

   拉高ADC12_Range_OUT,则控制AI1与AI2通道采集量程为±1V;拉低则为±5V。

   拉高ADC34_Range_OUT,则控制AI3与AI4通道采集量程为±1V;拉低则为±5V。

   拉高ADC56_Range_OUT,则控制AI5与AI6通道采集量程为±1V;拉低则为±5V。

   拉高ADC78_Range_OUT,则控制AI7与AI8通道采集量程为±1V;拉低则为±5V。


   控制ADC量程的IO引脚,可以将其拖拽到PG-573xR对应的FPGA终端下面,如图6所示。

图6:PG-573xR板卡AI输入量程控制引脚位于FPGA终端下的EIO节点

2.3、模拟电压输出AO量程控制(默认±5V输出)


3、用户LED灯控制(共阳模式,低电平点亮)

   10路用户LED对应的FPGA引脚对应LabVIEW FPGA环境下的EIO节点,如图7所示。

图7:PG-573xR板卡用户LED引脚位于FPGA终端下的EIO节点


图8:PG-573xR板卡通过PCIe接口与笔记本通信

图9:PG-573xR板卡Demo实验接线实物图(信号发生器和示波器)



5、PG-573xR软件开发简介

   1)模式1(不推荐)

   直接将PG-573xR当成传统意义上的数据采集卡DAQ,我们提供配套的Windows、Linux驱动,Windows QT、C++语言和LabVIEW上位机开发例程,如图10所示。

图10:PG-573xR板卡配套的上位机开发例程(模式1-不推荐)


2)模式2推荐,当成类似NI FPGA R系列板卡自主开发,充分发挥FPGA的优势

   提醒:关于LabVIEW如何开发任意第三方下位机FPGA芯片程序及其原理和开发过程,可以参考神电测控编写的《LabVIEW FPGA开发宝典》

a)首先,启动打开LabVIEW软件,如图17所示;然后新建一个空白的LabVIEW项目,如图18所示。

图11:启动LabVIEW软件


图12:新建一个空白的LabVIEW项目


b)右击LabVIEW项目下的“我的电脑”,选择新建“终端和设备”,如图13所示。

图13:右击新建“终端和设备”


c)在弹出来的FPGA终端列表中找到K7家族,展开之后,找到里面的“KINTEX7_XC7K325T_2FFG900_PCIe_PG_573xR”这个终端设备,如图14所示。

图14:在设备列表中找到神电测控研发的8通到100M数字化仪PG-573xR这块板卡


d)然后展开FPGA终端,可以看到里面同时存在PCIe总线、ADC和DAC接口对应的CLIP传输通道,用户只需要通过LabVIEW直接访问这些通道就可以实现上下位机PCIe、高速交互、数据传输和通信了,如图15所示。

图15:PG-573xR我们提前封装好了PCIe、ADC和DAC通道


e)同时,里面还有1个G573xR的CLIP节点,展开可以看到,里面就是8通道AI和2通道AO,如图16所示

图16(a):PG-573xR我们提前封装好了8个模拟输入AI通道


图16(b):PG-573xR我们提前封装好了2个模拟输出AO通道


f)为了方便初学者入门,这里我们给大家提供了一个针对PG-573xR这块板卡出厂的LabVIEW FPGA Demo范例程序,如图17所示。另外,我们提前将用户LED灯、量程控制IO、双向数字DIO等引脚对应的EIO节点和相关的FIFO、Memory放到这个例程里面,供大家参考。

图17:神电测控PG-573xR板卡出厂配套的LabVIEW FPGA Demo范例程序


g)下面,我们简单验证一下Demo里面的AI采集和AO输出功能。

    先验证PG-573xR模拟电压采集功能,将信号发生器产生的信号通过BNC转SMB线缆接到我们的PG-573xR板卡前面挡板上的AI1通道中,如图18所示。

图18:将信号发生器通过SMB线缆接到PG-573xR面板的AI采集端口(I1通道)


打开下位机FPGA终端里面的“实验2.5-PCIe_DMA_16位AI采集-CH12345678-100MS-FPGA-New.vi”这个VI,如图19所示,对应的程序框图,如图20所示;直接点击左上角的运行箭头即可启动编译,然后会自动下载到板卡的FPGA芯片里面运行,同时FPGA VI会进入在线前面板运行模式。

图19:打开下位机FPGA终端里面的实验2.5
(基于PCIe接口的8通道100MS/s AI采集FPGA程序前面板)


图20:打开下位机FPGA终端里面的实验2.5
(基于PCIe接口的8通道100MS/s AI采集FPGA程序框图)


然后,打开运行“我的电脑”下面的“实验2.5-PCIe_16位模拟电压采集-8CHs-读取少点修复版本-PC.vi”上位机程序,如图21所示;根据外部被测信号极性和最大幅值选择合适的量程(量程切换-CH1/Ch2)、采样率(分频系数(10ns))、单次读取点数等参数。

接着点击前面板上的“Send”发送开始采集指令和参数给FPGA板卡(PG-573xR),此时,可以看到上位机前面板左上角第一个波形图里面出现了正弦波,如图22所示;这是因为,我们在接线盒对应的AI1通道上接入了一个单端Sine信号,该信号频率为10KHz,峰峰值为±5V;将这个波形放大之后,可以看到里面每个周期的量化点数正好是10000个点,因为PG-573xR模拟电压最大采样率是100MS/s,除以10KHz,正好就是10000个点。

图21:打开LabVIEW项目里面“我的电脑”下的上位机实验2.5
(通过PCIe上传FPGA采集的8通道模拟电压信号)上位机程序


图22:上位机前面板上实时显示出来PG-573xR板卡当前采集的原始电压波形信号
(通过PCIe总线连续采集传输)


h最后,验证一下PG-573xR的AO模拟电压输出功能

    将PG-573xR板卡挡板上的O1就是AO1通道通过SMB转BNC接到示波器中,如图23所示。

图23:将PG-573xR板卡的模拟电压AO1输出通道接到示波器上


    打开下位机FPGA终端里面的“实验3-PCIe_16位双通道任意波形发生器-200M-AWG-FPGA.vi”这个FPGA VI,如图24所示,对应的FPGA程序框图,如图25所示;直接点击左上角的运行箭头即可启动编译,然后会自动下载到板卡的FPGA芯片里面运行,同时FPGA VI会自动进入在线前面板运行模式。

图24:打开下位机FPGA终端里面的实验3(FPGA模拟电压输出前面板)


图25:打开下位机FPGA终端里面的实验3(FPGA模拟电压输出程序框图)

      然后,打开运行“我的电脑”下面的“实验3-PCIe_DMA_16位FMC-DAC_(200MS)-PC.vi”上位机程序,如图26所示;设置好任意波形参数之后,点击前面板上的“发送参数和指令”按钮,将上位机的AWG波形数据下发给FPGA板卡(PG-573xR),如图27所示,此时,示波器上出现了一个频率为400KHz、峰峰值为±5V的Sine正弦信号,如图28所示;这是因为,上位机生成的正弦信号和三角波信号点数是500,PG-785xR板卡的AO更新率是200MS/s,所以200M/500正好就是400KHz。

图26:打开LabVIEW项目下的实验3(模拟电压AO输出)上位机程序


图27:将上位机AWG任意波形数据下发给FPGA板卡(PG-573xR)


图28(a):PG-573xR实际生成的Sine正弦信号


图28(b):示波器上观察到的PG-573xR AO1通道输出的正弦波信号频率为400KHz,±5V峰峰值

图28(c):示波器上观察到的PG-573xR AO2输出的锯齿波信号频率为400KHz,±5V峰峰值


品牌
神电测控
类型
LabVIEW FPGA 程序开发
型号
Artix7|Kintex7
价格
¥18999.00