Blog O NI Flexrio osiąga synchronizację precyzyjną dla uzyskiwania danych o wysokiej wydajności

Czy kiedykolwiek miałeś do czynienia z wyzwaniem synchronizacji wielu wydajnych kart pozyskiwania danych w złożonych aplikacjach?W przypadku gdy system składający się z dwóch cyfryzatorów PXIe-5785 FlexRIO wymaga precyzyjnej koordynacji, aby sprostać rygorystycznym wymaganiom przetwarzania danych w czasie rzeczywistym, zapewniając dokładność synchronizacji staje się najważniejsze.Niniejszy artykuł analizuje, w jaki sposób technologia NI-TCLK może zoptymalizować mechanizm synchronizacji cyfryzatorów PXIe-5785 w celu osiągnięcia efektywnego przepływu pracy w zakresie pozyskiwania i przetwarzania danych.

Wyzwanie: Integracja strumienia danych w systemach wielokartkowych

Wiele zaawansowanych zastosowań pomiarowych i przetwarzania sygnałów wymaga, aby wiele urządzeń do pozyskiwania danych działało razem, rejestrując szerszą przepustowość sygnału lub wyższe współczynniki pobierania próbek.Przykładem jest cyfryzator PXIe-5785., gdy dwie karty działają równolegle, wymagają ścisłej synchronizacji w celu zapewnienia spójności czasowej uzyskanych danych.

Typowy scenariusz zastosowań obejmuje dwa cyfryzatory PXIe-5785, działające w konfiguracji "IO SocketData Clock", wykonujące obliczenia cyfrowej konwersji w dół (DDC),Następnie przesyłanie danych za pośrednictwem P2P FIFO do karty koprocesorowej PXIe-7915Współprocesor wykonuje kolejne obliczenia przed wysłaniem wyników do systemu hosta.Ten przepływ pracy podkreśla kluczową potrzebę synchronizacji, nawet niewielkie odchylenia z zegara mogą powodować błędne ustawienie danych, zagrażając dokładności analitycznej.

NI-TCLK: Precyzyjne rozwiązanie synchronizacyjne

Technologia NI-TCLK (NI Timing and Synchronization) zapewnia solidne ramy synchronizacji dla platform PXI, umożliwiając wysoką precyzję wyrównania czasu między urządzeniami.NI-TCLK zapewnia, że wiele kart ma wspólny zegar odniesienia, jednocześnie precyzyjnie synchronizując swoje indywidualne zegary próbkowaniaDzięki temu osiąga się precyzję synchronizacji poniżej nanosekundy nawet w przypadku niezależnie działających cyfryzatorów.

Wdrożenie techniczne: Integracja STREAM, DRAM i FPGA

Badanie przykładowego kodu NI dla PXIe-5785 ujawnia role interfejsów STREAM i komponentów DRAM (Dynamic Random-Access Memory).Podczas gdy te elementy nie są wymagane do wdrożenia NI-TCLK, ułatwiają ogólne pozyskiwanie, przetwarzanie i przechowywanie danych:

• Strumień:W scenariuszach synchronizacji z wieloma kartami, interfejsy STREAM skutecznie przekazują zebrane dane z cyfryzatorów do FPGA, a następnie poprzez P2P FIFO do koprocesorów.NI-TCLK zapewnia czasoprzestrzenne dostosowanie strumieni danych, umożliwiające bezproblemowe przetwarzanie.
• DRAM:DRAM służy jako bufor danych w FPGA i tymczasowo przechowuje dane o wysokiej szybkości przechowywania, gdy zdolność przetwarzania w dalszym ciągu jest tymczasowo niewystarczająca.Synchronizacja NI-TCLK utrzymuje chronologiczne uporządkowanie danych buforowanych.

FPGA Integracja NI-TCLK

Kluczem do wdrożenia synchronizacji NI-TCLK jest integracja sygnałów TCLK z projektami FPGA.Zazwyczaj polega to na instancjowaniu rdzenia TCLK IP NI w kodzie FPGA i podłączeniu go do zegara pobierania próbek i logiki pozyskiwania danych cyfryzatora.

System hosta (zawierający oprogramowanie LabVIEW lub inne oprogramowanie NI) konfiguruje i inicjuje synchronizację TCLK, podczas gdy rdzeń IP TCLK FPGA odbiera i reaguje na polecenia synchronizacyjne,regulowanie zegarków wewnętrznych i sygnałów uruchamiających w celu osiągnięcia precyzyjnego wyrównaniaW szczególności, 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.

Zalecenia w sprawie wdrożenia

Inżynierowie wdrażający synchronizację PXIe-5785 z NI-TCLK powinni rozważyć następujące najlepsze praktyki:

• Dokładne zrozumienie architektury TCLK, w tym konfiguracji master/slave, dystrybucji zegara i mechanizmów synchronizacji wyzwalaczy.
• Badanie przykładowego kodu FlexRIO Digitizer i TCLK NI w celu zidentyfikowania kluczowych wzorców wdrażania.
• Przyjęcie modułowej konstrukcji FPGA, oddzielającej logikę synchronizacji TCLK od modułów pozyskiwania i przetwarzania danych.
• Sprawdź prawidłową konfigurację oprogramowania hosta parametrów TCLK, w tym tryb synchronizacji, źródło zegara i sygnały wyzwalające.

Właściwe zastosowanie technologii NI-TCLK pozwala użytkownikom w pełni wykorzystać możliwości cyfryzatora PXIe-5785 FlexRIO, tworząc wysoce zsynchronizowane,niezawodne systemy pozyskiwania danych, które zwiększają dokładność pomiarów i przyspieszają procesy badawczo-rozwojowe.