De la conception jusqu'au déploiement de systèmes embarqués

Transcription

1 De la conception jusqu'au déploiement de systèmes embarqués Nacer MOKHTARI Ingénieur d application

2 La conception graphique de systèmes Conception interactive Conception de systèmes de contrôle Simulation de systèmes dynamiques Conception de filtres numériques Mathématiques avancées Intégration d Modules d et drivers Intégration de code C et VHDL Outils de validation de la conception Cibles Plates-formes de déploiement durcies Réseau distribué IHM Conceptions personnalisées

3 Les outils de conception LabVIEW Logiciel Flux de données graphique VIs d analyse et mathématiques dans LabVIEW Toolkit Control Design Module Simulation Toolkit Digital Filter Design Toolkit Statechart Mathématiques textuelles Matériel Acquisition de données NI

4 Les plates-formes de prototypage

5 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

6 Qu est-ce que le temps réel? Il s agit d un système d exploitation qui fonctionne sur un matériel basé processeur Le temps réel ne signifie pas forcément plus rapide Le temps réel signifie fiabilité et ne doit générer aucun échec logiciel Le temps réel signifie déterminisme, à savoir la capacité d accomplir une tâche dans un temps imparti

7 La technologie FPGA Connexions programmables Blocs logiques Blocs d

8 Le FPGA, un circuit de blocs logiques en parallèle E F A B C D Z W X Y

9 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

10 Le PC de bureau comme cible temps réel Convertissez les PC de bureau et les PC industriels en cibles temps réel Intégrez une grande gamme d PCI Profitez des performances des PC de bureau

11 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

12 Contrôleur PXI Real-Time embarqué haute vitesse Synchronisation en fond de panier Fonctionnement autonome Disque dur ou CompactFlash Watchdog timers

13 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

14 Le PAC NI basé FPGA Robustesse extrême Gamme de températures : -40 à 70 C Choc 50 g, vibration 5 g Processeur temps-réel FPGA Basse consommation 9 à 35 VDC, 7-10 W FPGA reconfigurable : rapides, cadencement, déclenchement et contrôle personnalisés Modules d : conditionnement du signal intégré et connexion directe des capteurs Contrôleur temps réel pour l analyse, le contrôle et la communication avec l hôte

15 Modules d Modules d Le Scan Mode pour LabVIEW Real-Time LabVIEW Real-Time Variables d NI Moteur de balayage NI Table mémoire d FPGA Moteur de balayage RIO Interface hôte FPGA LabVIEW FPGA VI

16 Démonstration : programmation du NI

17 Les performances et ressources utilisées Performances Acquisition analogique à 1 khz 80 boucles PID à 100 Hz Comptage de front jusqu à 1 MHz PWM (pulse width modulation) jusqu à 20 khz Ressources utilisées 2 voies DMA CPU et mémoire De l espace sur le FPGA

18 Plus de 60 modules de la Série C (NI et tiers) Entrée analogique Jusqu à 250 Kéch./s, échantillonnage simultané 4, 8, 16, et 32 voies Conditionnement du signal intégré Jauges de contrainte, accéléromètre, thermocouples Jusqu à 60 V, ±20 ma Résolution de 12, 16 et 24 bits Possibilité d isolation entre les voies Sortie analogique Jusqu à 100 Kéch./s en rafraîchissement simultané Jusqu'à 16 voies par module ±10 V, ±20 ma Isolation numériques Jusqu à 10 MHz Compteur/timer, PWM 8 et 32 voies 5V/TTL, 12/24/48 V Modules spécialisés Modules CAN (2 ports) Drive de servo moteur brushed DC Modules tiers LIN, Profibus, WLAN , MIL-1553, ARINC-429, GPS

19 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

20 intégré crio-907x Processeur temps réel Châssis FPGA reconfigurable : FPGA intégré pour les personnalisées, le cadencement, le contrôle Alimentation VDC Port série RS-232 Deux ports Ethernet 10/100 Mbits/s Modules insérables à chaud, conditionnement intégré, connecteurs et isolation pour les numériques et analogiques

21 Comparaison crio/crio intégré Spécification (crio-90xx w/ crio-91xx) Plus hautes performances et robustesse, déploiement en petite et moyenne séries intégré (crio-907x) Optimisé au niveau du coût pour le déploiement en grande série Gamme de températures -40 à 70 C -20 à 55 C Taille 4 et 8 emplacements 8 emplacements seulement Port USB Oui Non Alimentation Double, de 9 à 35 VDC Simple,19-30 VDC FPGA FPGA Xilinx hautes performances FPGA Xilinx faible coût

22 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

23 Plate-forme NI Single-Board RIO «Toute la puissance d un sur une carte» numériques Processeur temps réel FPGA analogiques Série C

24 Le système NI Single-Board RIO Surveillance et contrôle de systèmes embarqués Architecture identique au permettant la réutilisation du code Processeur FPGA Facteur de forme et coût adaptés pour un déploiement en grande série

25 Single-Board RIO disponibles Modèle Fréquence du processeur (MHz) num. 3,3V Entrées ana. Sorties ana. num. 24 V sbrio sbrio sbrio sbrio sbrio sbrio sbrio /32 sbrio /32

26 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Time Processeur FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

27 Quid de ARM? Fournit des architectures aux fabricants de circuits Plus de 10 milliards de processeurs distribués depuis 1990 Sociétés possédant une licence ARM :

28 Où sont utilisés les ARM? 75 % des processeurs embarqués RISC 32 bits

29 Concevoir son propre matériel embarqué Avantages Répond aux besoins de l application Ne pas acheter de fonctionnalités inutiles à votre conception Bonne rentabilité sur une grande quantité déployée Matériel personnalisé Inconvénients Coûts d ingénierie matérielle importants, processus risqué Coûts élevés pour le développement des couches logicielles Maintenance et mise à jour difficiles et coûteuses Un cycle de mise sur le marché et de validation long

30 Module LabVIEW Embedded for ARM Microcontrollers Plus de 260 processeurs supportés Drivers intégrés pour l analogique, le numérique et la communication Support de la simulation sur PC pour le développement logiciel

31 Performances du système Courbe de déploiement PC PXI Real-Ttime Processeurr FPGA intégré Single-board RIO ARM Unités déployées

32 Performances du système Les solutions matérielles de déploiement Réutilisation du code LabVIEW Acheter Construire PXI crio Réutilisation du code LabVIEW µp 32 bits crio intégré Single-Board RIO Nombre d unités déployées

33 Restez connecté(e) NI ni.com/community facebook.com/nifrance twitter.com/nifrance