NI Single-Board RIO通用逆變器控制器特性

低速的模擬輸入和輸出通道可以進行系統級的控制和監測

高速數字輸出通道可以完成絕緣柵雙極晶體管和金屬氧化物-半導體場效應晶體管的開關

通用數字輸入和輸出通道可以進行系統級的控制和監測

接觸器數字輸出可以直接連接到24V直流接觸器

圖9.NISingle-BoardRIOGPICI/O

所有的輸入與輸出接口都通過RIO夾層卡(RMC)接口連接到NIsbRIO-9606控制板上。高速，高帶寬的RMC接口提供了對FPGA數字I/O線的直接訪問，同時還提供了幾項處理器特定的功能。FPGAI/O通過一系列終端電阻連接到RMC接口上，并且FPGA的驅動能力和板載信號終端阻抗已經經過合理的調整來支持各種應用。

圖10.NISingle-BoardRIOGPICI/O與FPGA之間的連接

所有的輸入與輸出接口都通過RIO夾層卡(RMC)接口連接到NIsbRIO-9606控制板上。高速，高帶寬的RMC接口提供了對FPGA數字I/O線的直接訪問，同時還提供了幾項處理器特定的功能。FPGAI/O通過一系列終端電阻連接到RMC接口上，并且FPGA的驅動能力和板載信號終端阻抗已經經過合理的調整來支持各種應用。

圖11.范例計數器

圖11展示了一個對DIO0上的上升沿之間的周期進行計數的簡單VI。注意，該單周期定時循環將使用一個80MHz的分頻時鐘來定時，并且已經將DIO0定義為該時鐘頻率。單周期定時循環是LabVIEWFPGA環境中眾多圖形化對象之一，這些圖形化對象可以簡化FPGA上復雜的數字邏輯的實現。

NISingle-BoardRIO特性

NIsbRIO-9606嵌入式控制和采集設備在一個印刷電路板(PCB)上集成了一個實時處理器，一個用戶可重配置的FPGA和各種I/O接口。它具有運行VxWorks實時操作系統的400MHz的PowerPC處理器，一個XilinxSpartan-6LX45FPGA和一個RMC接口。高速、高帶寬的RMC接口提供了對96個3.3VFPGA數字線的直接訪問，同時還提供了某些處理器特定的功能?？梢詫PGAI/O和處理器功能進行直接的調用就意味著您可以在自己的電力電子應用中實現底層時序的自定義以及I/O信號的處理。

圖12.NIsbRIO-9606設備

您可以在LabVIEWFPGA環境中對所有的FPGAI/O進行直接的訪問。LabVIEW包含了內置的數據傳輸機制來幫助您將數據從硬件I/O傳送到FPGA，再通過高速的PCI總線從FPGA傳送到嵌入式處理器中以對數據進行實時的分析，后期處理，數據記錄以及與聯網的主機電腦進行通訊。

您可以使用內置的10/100Mbit/s以太網端口通過網絡來向主機自帶的Web(HTTP)和文件(FTP)協議服務器發起可編程的通訊。sbRIO-9606同時還提供了集成的控制器局域網(CAN)，RS232串口和USB端口來幫助您控制其它外圍設備。

您可以使用內置的10/100Mbit/s以太網端口通過網絡來向主機自帶的Web(HTTP)和文件(FTP)協議服務器發起可編程的通訊。sbRIO-9606同時還提供了集成的控制器局域網(CAN)，RS232串口和USB端口來幫助您控制其它外圍設備。

FPGA的優勢

利用可自定義的Spartan-6FPGA芯片的各種優勢，您可以以更少的開發成本來更快地開發電力電子控制應用。使用LabVIEW開發工具鏈，結合Spartan-6FPGA和一套完整的用于電力電子的硬件I/O，相比傳統的數字信號處理器(DSP)來說在很多方面都提供了更好的性能。

1.可重置性

從最頂層來看，FPGA是可編程的硅芯片板，包含了可重配置的邏輯門電路矩陣。與DSP不同，FPGA不用受到特定的一組指令集或是硬件處理單元的限制。使用預置的邏輯塊和可編程的路由資源，您可以針對您自己特定的電力電子控制應用對這些板卡進行配置。過去，在FPGA上實現一個DSP應用(例如PWM逆變器控制算法)通常會比在DSP處理器上實現相同的應用花費更多的精力。這需要開發者對硬件描述語言和FPGA板卡編程相當熟悉。同時，還需要設計一套自定義的I/O接口板來與FPGA進行交互。

NI的Single-BoardRIOGPIC提供了商業現成可用的開發板，您可以使用LabVIEWFPGA圖形化開發環境對其編程，訪問所有您的電力電子應用需要用到的I/O，從而解決了上面提到的各種問題。在LabVIEWFPGA圖形化開發環境下，即使您不具備底層硬件描述語言(例如VHDL或者Verilog)或板卡級的硬件設計相關的知識，也可以準確地定義FPGA板卡需要實現的邏輯。

圖13.使用LabVIEWFPGA來設計FPGA板卡

使用LabVIEWFPGA，您可以利用高級的圖形化環境來抽象復雜的HDL編程并生成FPGA的實現代碼。

圖14.LabVIEW模擬硬件I/O實現：對比FPGA與VHDL

使用LabVIEWFPGA，您可以將電力電子IP庫中現成的VHDL代碼，第三方的IP和IP核集成到您自己的LabVIEWFPGA應用程序中，這樣您就可以將更多的開發精力放在應用指標的設計和代碼片段的組織上，而通常的任務如PWM、PID控制和Clarke及Park變換則可以用預置的函數來完成。