Le blog À PROPOS NI Flexrio réalise une synchronisation de précision pour l'acquisition de données haute performance

Avez-vous déjà été confronté au défi de synchroniser plusieurs cartes d'acquisition de données hautes performances dans des applications complexes?Lorsqu'un système composé de deux numérisateurs PXIe-5785 FlexRIO nécessite une coordination précise pour répondre aux exigences strictes en matière de traitement des données en temps réel, assurant une synchronisation précise devient primordiale.Cet article explore comment la technologie NI-TCLK peut optimiser le mécanisme de synchronisation des numérisateurs PXIe-5785 pour atteindre des flux de travail d'acquisition et de traitement de données efficaces.

Le défi: l'intégration des flux de données dans les systèmes multi-carte

Beaucoup d'applications avancées de mesure de test et de traitement du signal nécessitent plusieurs dispositifs d'acquisition de données pour travailler en concert, capturant des bandes passantes de signal plus larges ou des taux d'échantillonnage plus élevés.Prenons l'exemple du numériseur PXIe-5785., lorsque deux cartes fonctionnent en parallèle, elles nécessitent une synchronisation stricte pour assurer la cohérence temporelle des données acquises.

Un scénario d'application typique implique deux numérisateurs PXIe-5785 fonctionnant sous la configuration "IO SocketData Clock", effectuant des calculs de conversion numérique vers le bas (DDC),puis diffuser des données via P2P FIFO sur une carte de coprocesseur PXIe-7915Le coprocesseur effectue des calculs ultérieurs avant d'envoyer les résultats au système hôte.Ce flux de travail souligne la nécessité critique de la synchronisation, même de légers écarts d'horloge peuvent entraîner un désalignement des données., compromettant la précision analytique.

NI-TCLK: la solution de synchronisation de précision

La technologie NI-TCLK (NI Timing and Synchronization) fournit un cadre de synchronisation robuste pour les plates-formes PXI, permettant un alignement de synchronisation de haute précision entre les appareils.NI-TCLK assure que plusieurs cartes partagent une horloge de référence commune tout en synchronisant précisément leurs horloges d'échantillonnage individuellesCela permet d'obtenir une précision de synchronisation inférieure à la nanoseconde, même entre les numérisateurs fonctionnant indépendamment.

Mise en œuvre technique: intégration de STREAM, DRAM et FPGA

L'examen du code d'exemple de NI pour PXIe-5785 révèle les rôles des interfaces STREAM et des composants DRAM (Dynamic Random-Access Memory).Bien que ces éléments ne soient pas spécifiquement requis pour la mise en œuvre de NI-TCLK, ils facilitent l'ensemble de l'acquisition, du traitement et du stockage des données:

• Le flux:Dans les scénarios de synchronisation multi-carte, les interfaces STREAM transfèrent efficacement les données acquises des numérisateurs vers les FPGA, puis via P2P FIFO vers les coprocesseurs.NI-TCLK assure l'alignement temporel de ces flux de données, permettant un traitement sans faille.
• Je vous en prie.Servant de tampons de données sur les FPGAs, la DRAM stocke temporairement des données d'acquisition à haut débit lorsque la capacité de traitement en aval est temporairement insuffisante.La synchronisation NI-TCLK maintient l'ordre chronologique des données tamponnées.

FPGA Intégration du NI-TCLK

La clé de la mise en œuvre de la synchronisation NI-TCLK réside dans l'intégration des signaux TCLK dans les conceptions FPGA.Cela implique généralement d'installer le noyau IP TCLK de NI dans le code FPGA et de le connecter à l'horloge d'échantillonnage et à la logique d'acquisition de données du numérisateur.

Le système hôte (exécutant LabVIEW ou un autre logiciel NI) configure et démarre la synchronisation TCLK, tandis que le noyau IP TCLK du FPGA reçoit et répond aux commandes de synchronisation,réglage des horloges internes et des signaux de déclenchement pour obtenir un alignement précisNotamment, not all example FPGA code directly implements TCLK synchronization—components like DDC calculations and P2P FIFO represent application-specific logic that benefits from but doesn't control the synchronization process.

Recommandations de mise en œuvre

Pour les ingénieurs qui mettent en œuvre la synchronisation PXIe-5785 avec NI-TCLK, considérez ces meilleures pratiques:

• Comprendre parfaitement l'architecture TCLK, y compris les configurations maître/esclave, la distribution de l'horloge et les mécanismes de synchronisation des déclencheurs.
• Étudiez le code d'exemple FlexRIO Digitizer et TCLK de NI pour identifier les principaux modèles de mise en œuvre.
• Adopter une conception modulaire des FPGA, séparant la logique de synchronisation TCLK des modules d'acquisition et de traitement des données.
• Vérifiez la configuration correcte du logiciel hôte des paramètres TCLK, y compris le mode de synchronisation, la source d'horloge et les signaux de déclenchement.

Une bonne application de la technologie NI-TCLK permet aux utilisateurs de tirer pleinement parti des capacités du numérisateur PXIe-5785 FlexRIO, en créant des systèmes hautement synchronisés,des systèmes d'acquisition de données fiables qui améliorent la précision des mesures et accélèrent les processus de recherche et développement;.