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2 Choisir le bon bus pour votre application d'instrumentation (GPIB, série, USB, Ethernet, PXI...) Les bonnes pratiques pour améliorer les performances, comment maîtriser et optimiser l utilisation des drivers Paolo PEREIRA Ingénieur d applications, National Instruments

3 Sommaire de la présentation Qu est ce qu un bus de communication Les différentes considérations techniques Les bus pour le contrôle d instrument Cas d applications du contrôle d instruments et historique Les solutions logicielles Les bus dans les systèmes modulaires Les solutions matérielles proposées par NI Conclusion et questions/réponses

4 Qu est ce qu un bus de communication

5

6 Les technologies des bus en constante évolution GPIB PCI 100BASE-T Ethernet BASE-5 Ethernet VMEbus 1000BASE-T Ethernet FireWire is a trademark of Apple Inc. registered in the U.S. and other countries.

7 Les différents types de bus d instrumentation Autonome Modulaire GPIB PCI Série Ethernet VXI USB IEEE 1394 PXI

8 Latence et bande passante

9 Latence et bande passante Bande passante Latence

10 Introduction au contrôle d instruments

11 Au début C était simple. Téléphoner Envoyer des SMS

12 Et ça se complique a/b/g n ac Téléphoner ad CDMA Envoyer des SMS EDGE GPS GLONASS LTE ZigBee Bluetooth LTE-A GSM NFC RFID WiMAX

13 De plus en plus de fonctionnalités à tester GSM Gyroscope Audio GPS Vidéo Accélerometre 4G WLAN ac

14 Pourquoi le contrôle d instrument?

15 Les différents bus de communications

16 Les origines du GPIB Conçu par Hewlett-Packard en 1965 Interface pour les contrôleurs et instruments HP National Instruments est créé en 1976 Création d interface pour les ordinateurs standard de l industrie o DEC, IBM, etc. Introduction d alternative à HP Basic o LabVIEW, LabWindows

17 Spécifications électriques du GPIB Définies par IEEE lignes Spécifications du câble Longueur maximale entre deux instruments = 4 m (2 m en moyenne) Longueur maximale de câble = 20 m Nombre maximale d instruments = 15 (min 2/3 allumés) Vitesse du bus 1.5 Mo/s IEEE Mo/s HS488 DIO1 DIO2 DIO3 DIO4 EOI DAV NRFD NDAC IFC SRQ ATN SHIELD DIO5 DIO6 DIO7 DIO8 REN GND (TW PAR W/DAV) GND (TW PAIR W/NRFD) GND (TW PAIR W/NDAC) GND (TW PAIR W/IFC) GND (TW PAIR W/SRQ) GND (TW PAIR W/ATN) SIGNAL GROUND

18 Configuration d un système GPIB Configuration en étoile Configuration linéaire

19 Et les autres Séries (RS-232) Interface utilisée à la base pour connecter des périphériques au PC Historiquement utilisé pour les souris, claviers, joysticks.. Débit max : 28.8 ko/s Mise en œuvre peu onéreuse Ethernet pour le test et la mesure Avantages Communication longue distance Indépendant de l OS Le support de NI-VISA préserve l investissement logiciel Inconvénient Pas supporté par la majorité des instruments du parc actuel Non déterministe Peut nécessiter des droits réseau Problèmes de sécurité si disponible sur le réseau

20 USB pour le test et la mesure Avantages Des connecteurs disponibles sur tout les PC Plug & play, et connectables à chaud Le support de NI-VISA conserve l investissement logiciel Inconvénients Connecteurs peu robustes (pas de vis) Support pour les déclenchements minimaux Latence assez élevée

21 Programmer avec des commandes SCPI Manuel du périphérique Commandes Bus Programmation intense

22 Les solutions logicielles

23 Architecture modulaire de drivers Logiciel de développement de test DAQ FGEN IVI... Logiciel de gestion du système Programmes de test Drivers Driver Frame work VISA HAL Bus PC et système d exploitation

24 Quel logiciel pour le contrôle d instruments? Logiciels optimisés pour le contrôle d instruments LabVIEW LabWindows/CVI Measurement Studio Logiciels généralistes Les environnements C/C++ o MS Visual C/C++ o Borland C/C++ o Etc.

25 NI LabVIEW Environnement de développement graphique Développement d IHM simplifié Programmation par flux de données intuitif Un compilateur qui optimise les applications Indépendant de la plate-forme Connectivité à une vaste gamme de matériels et de standards

26 Le standard pour le contrôle d instruments 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% NI LabVIEW 36% Microsoft Visual C/C++ 29% Microsoft Visual Basic Microsoft Visual Basic % 20% NI - LabWindows /CVI Microsoft C# The MathWorks, Inc. - MATLAB NI Measurement Studio 14% 13% 13% 13% Agilent VEE NI TestStand Agilent IO Libraries Suite 10% 9% 9% Python 5% GeoTest ATEasy 2% Other Don't use 7% 8% Base: All qualified respondents. Total = 598; US = 399; China = US Platform Awareness Study: Which of the following software packages/programming languages do you use to control your instruments? (Multiple response question.^) ^For multiple response questions, the sum of the frequencies may equal more than the total respondents, and the sum of the percentage of respondents may equal more than 100%.

27 Les drivers d instrument

28 Driver d instrument Jeu de routines logicielles pour contrôler un instrument Cela simplifie le contrôle d instrument Cela réduit le temps de développement des tests Nul besoin d apprendre de nouveaux protocoles Architecture et interface communes Application Development Environment (ADE) Instrument Commands (*idn?, meas?) Instrument Driver Bus Communication Protocol (configure, read, write, trigger) Instrument

29 Les drivers d instrument Fonctions haut niveau intuitives Adressage d instrument Constitution des lignes de commande Vérification de la gamme Gestion de la mémoire Mise à l échelle des données Récupération et formatage des données en retour Facile à utiliser

30 Les avantages des drivers d instrument Les drivers simplifient le développement des test Remplace la programmation des commandes d instrument API haut niveau permettant d isoler les E/S de l instrument Focus sur la facilité d utilisation Les drivers réduisent le temps d apprentissage Différents instruments, structure commune ni.com/idnet

31 NI-VISA

32 VISA Virtual Instrument Software Architecture (VISA) Standard depuis 20 ans Créé par VXIplug&play Systems Alliance Contrôle les instruments GPIB, VXI, PXI, serial, USB, et Ethernet avec la même API

33 Exemple de programme VISA LabVIEW LabWindows/CVI viopendefaultrm (&rsrc); viopen (rsrc, GPIB::1::INSTR, 0, 0, &io); viwrite (io, *IDN?\n, 6, &count); viread (io, buf, 1024, &count); viclose (rsrc);

34 Les outils pratiques

35 Logiciel de configuration : Measurement and Automation Explorer (MAX) Gestion de tout le matériel en une interface unique Découverte des instruments connectés Assignation d alias Lancement des panneaux de test Configuration des drivers IVI

36 Outils de test : NI Communicator Permet de tester rapidement la connexion Test des requêtes

37 Outils de debug : NI I/O Trace Debugage rapide de la communication avec les instruments Capture les commandes pour chaque instrument quel que soit le bus Affiche la commande entière, le process ID, le thread ID, le statut, etc

38 Outils de programmation : L assistant d E/S d Instrument Simplifie la programmation d un instrument quand aucun driver n est disponible Réduit le temps de développement Basé configuration Parse automatiquement les données en retour

39 DÉMONSTRATION

40 Les bus dans les systèmes modulaires

41

42

43 Intégration logicielle et matérielle Conception graphique de systèmes Bus de communication pour l instrumentation GPIB USB LXI Série PXI VXI

44 Comparatif et conclusion GPIB Bande passante Latence (µs) Portée (m) Sans répéteurs Installation Robustesse du connecteur USB PCI Bus interne PCI Express Bus interne Ethernet/LAN/ LXI PXI Bus interne

45 Merci Avez-vous des questions?

46 Restez connecté avant et après NIDays ni.com/communaute-francophone facebook.com/nifrance twitter.com/nifrance youtube.com/nifrance

47 Bibliographie

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