儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展介紹與實(shí)例應(yīng)用儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展彌合了開放式FPGA非并行靈活性和標(biāo)準(zhǔn)儀器驅(qū)動(dòng)兼容性之間的代溝。通過儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展，您將能夠以非常簡(jiǎn)便的方法同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方面，使更多測(cè)試工程師可以利用FPGA的性能。軟件定義的矢量信號(hào)收發(fā)儀NI在2012年的NIWeek上推出了世界上第一款軟件定義的儀器——NIPXIe-5644R矢量信號(hào)收發(fā)器(VST)。不久之后NI又推出了第二款VST——NIPXIe-5645R，增加了一個(gè)基帶I/O接口。除了兼具RF硬件的小尺寸和高性能外，VST的革新之處在于最終用戶可以通過NILabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件（見圖1）編程設(shè)備的FPGA。與廠商定義的儀器相比，這種方式大大提高了儀器靈活性，并可通過新增的基于FPGA的處理和控制更好地滿足應(yīng)用需求。圖1.VST軟件定義的方法與傳統(tǒng)方法的對(duì)比。之后NIVST在其功能全面的NI-RFSA和NI-RFSG儀器驅(qū)動(dòng)中增加了VST硬件支持，以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有應(yīng)用程序和移動(dòng)無線測(cè)量軟件的最大兼容性。該儀器驅(qū)動(dòng)支持需要一個(gè)固定的、預(yù)編譯FPGA，以實(shí)現(xiàn)通過NI-RFSA和NI-RFSG編程的最大兼容性與在LabVIEWFPGA模塊中設(shè)計(jì)完全自定義儀器的最大靈活性之間的最佳權(quán)衡。儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展介紹現(xiàn)在NI推出了儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展，這是NI-RFSA和NI-RFSG儀器驅(qū)動(dòng)的一個(gè)新功能，使您既可在LabVIEW中自定義VSTFPGA的功能，同時(shí)保留儀器驅(qū)動(dòng)API的所有功能（見圖2）。圖2.儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展彌合了開放式FPGA非并行靈活性和標(biāo)準(zhǔn)儀器驅(qū)動(dòng)兼容性之間的代溝。通過儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展，您將能夠以非常簡(jiǎn)便的方法同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方面。FPGA源代碼中的抽象層用于開發(fā)NI-RFSA/RFSGAPI所需的默認(rèn)FPGA功能以及提供提高自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用所需的相關(guān)控制和數(shù)據(jù)信號(hào)。測(cè)試工程師可以添加特定應(yīng)用程序的FPGAIP至VSTFPGA基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，然后在通過主機(jī)程序獨(dú)立控制這個(gè)IP的同時(shí)調(diào)用NI-RFSA/RFSGAPI，如圖3所示。圖3.添加至VSTFPGA基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的專用FPGAIP可以通過主機(jī)程序獨(dú)立控制，同時(shí)并行調(diào)用NI-RFSA/RFSGAPI。該架構(gòu)可通過VSTFPGA的并行機(jī)制、低延遲控制和處理性能增強(qiáng)針對(duì)特定應(yīng)用的功能，包括頻率掩模觸發(fā)等自定義和/或新儀器功能；通過硬件定時(shí)的待測(cè)設(shè)備(DUT)和其他工具的確定性觸發(fā)實(shí)現(xiàn)更好的系統(tǒng)集成；通過基于FPGA的測(cè)量和協(xié)同處理提高測(cè)試吞吐量；甚至實(shí)現(xiàn)儀器硬件可實(shí)時(shí)響應(yīng)DUT的閉環(huán)或協(xié)議感知測(cè)試。簡(jiǎn)單的自定義觸發(fā)用例例如，用戶可能希望實(shí)現(xiàn)一個(gè)自定義觸發(fā)，由來自DUT的數(shù)字信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)采集。圖4顯示的是儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展和LabVIEWFPGA如何極大地簡(jiǎn)化對(duì)FPGA進(jìn)行修改實(shí)現(xiàn)此目的的過程。圖4.例如，用戶可能希望實(shí)現(xiàn)一個(gè)自定義觸發(fā)，由來自DUT的數(shù)字信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)采集。圖4顯示的是儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展和LabVIEWFPGA如何極大地簡(jiǎn)化對(duì)FPGA進(jìn)行修改實(shí)現(xiàn)此目的的過程。在圖4中，來自DUT的數(shù)字信號(hào)可通過LabVIEWFPGAI/O節(jié)點(diǎn)輕松訪問，并可通過基于FPGA的NI-RFSATriggerVI與默認(rèn)參考觸發(fā)結(jié)合。這一修改的簡(jiǎn)單性證明了借助儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展，您無需理解完整的固件和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)即可對(duì)FPGA進(jìn)行此類修改。NI預(yù)編譯的FPGA現(xiàn)在，您可以從/vst/getting-started/zhs/下載使用儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展的預(yù)編譯FPGA代碼。其中包含必需的主機(jī)范例與應(yīng)用IP，演示了FPGA的增強(qiáng)功能如何用于常見應(yīng)用。您也可以訪問/beta，報(bào)名參加儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展的早期試用計(jì)劃