NI sbRIO-9607 单板嵌入式控制器 – Zynq-7020 FPGA + Linux 实时系统，OEM 首选！

描述

National Instruments sbRIO-9607：这块单板 CompactRIO 嵌入式控制器，是高性能 OEM 产品的**“超强大脑”！它集成了 667 MHz 双核 ARM Cortex-A9 处理器和可重配置 Xilinx Zynq-7020 FPGA。供电电压范围：9 VDC 至 30 VDC，板载 DIO 数量：96 路 3.3 V 数字 I/O，工作温度：−40∘C 到 85∘C。它专治复杂算法实时运行和硬件级高确定性控制**。

sbRIO-9607 产品概述

NI sbRIO-9607 是国家仪器 (NI) 针对大批量、OEM 嵌入式应用推出的一款CompactRIO（可重配置 I/O）单板控制器。说白了，它就是把 NI 的 CompactRIO 平台的强大核心，直接拆出来做成了一块高度集成的电路板。sbRIO-9607 的核心是 Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC（具体型号为 XC7Z020），这个芯片厉害了，它把一个双核 ARM Cortex-A9 实时处理器和一个高性能 FPGA 硬生生地“焊”到了一起。

它的系统定位是高性能、高灵活度的嵌入式控制核心。处理器跑着 NI Linux Real-Time 操作系统，负责网络通信、数据处理、文件存储和用户界面等非确定性任务；而 FPGA 则专注于毫秒甚至微秒级的确定性（Determinism）控制、高速数字 I/O 和自定义时序逻辑。通过 RIO 夹层卡 (RMC) 接口，sbRIO-9607 直接引出了 FPGA 的 96 路 3.3 V 数字 I/O，允许客户根据自己的特定需求设计定制化的子板或 I/O 模块。这种软硬件一体、高度定制化的能力，让 NI sbRIO-9607 在需要高算力和实时性的工业控制和测试测量领域，简直就是降维打击。

NI sbRIO-9607

sbRIO-9607 技术规格

主要特点和优势

处理器与 FPGA 融合架构，性能爆炸：NI sbRIO-9607 的核心是 Xilinx Zynq 片上系统（System on Chip, SoC），这可不是简单的双芯片组合，而是高度集成。667 MHz 双核 ARM Cortex-A9 负责跑 NI Linux Real-Time，处理复杂应用逻辑和网络堆栈。旁边的 Zynq-7020 FPGA 则用来处理那些对时序要求极高（High-Speed Timing）的任务，比如高速开关量采集、脉宽调制（Pulse Width Modulation, PWM）输出、和自定义协议通信。这种分工协作，保证了控制回路的硬件级确定性，这是传统 PLC 或单核微处理器望尘莫及的。

高密度、高带宽 RMC 扩展能力：RIO 夹层卡 (RMC) 连接器是 NI sbRIO-9607 的**“杀手锏”。它引出了 96 路 3.3 V 数字 I/O，直接与 FPGA 相连，让你能够完全定制你的 I/O 接口板。无论是需要高性能模拟信号调理**，还是接入工业现场总线（Fieldbus），通过定制 RMC，都能轻松实现。这种开放式的嵌入式架构（Open Embedded Architecture），极大地缩短了 OEM 产品的开发周期。

工业级设计与软件生态：sbRIO-9607 的设计目标就是严苛的工业环境，−40∘C 到 85∘C 的宽工作温度范围，意味着它可以无惧高温机柜或寒冷户外。更重要的是，它运行NI Linux Real-Time，并完全支持 NI 的LabVIEW 编程环境。用 LabVIEW FPGA 模块，工程师可以用图形化的方式配置硬件电路，不需要懂复杂的硬件描述语言（Hardware Description Language, HDL），这极大地降低了 FPGA 高性能计算（High Performance Computing, HPC）的门槛。同时，丰富的驱动程序和中间件（Middleware），也为你省去了大量的底层开发时间。

丰富的板载通信接口：板卡自带双千兆以太网接口（用于冗余或不同网络隔离）、CAN 总线、RS-232 串口以及 USB 端口。sbRIO-9607 几乎覆盖了主流的工业通信需求，让你在集成到现有工厂网络或车辆系统时，接口无忧。

Unparalleled Performance in a Single-Board Format

The NI sbRIO-9607 is engineered as a high-performance CompactRIO Single-Board Controller, leveraging the power of the Xilinx Zynq-7020 All Programmable SoC. This integration provides a unique heterogeneous computing platform where a 667 MHz dual-core ARM Cortex-A9 processor, running the robust NI Linux Real-Time OS, handles complex network operations and high-level application logic, while the integrated Field-Programmable Gate Array (FPGA) fabric executes time-critical tasks with hardware-level determinism.

A key technical advantage of the sbRIO-9607 is its RIO Mezzanine Card (RMC) connector, offering 96 single-ended 3.3 V Digital I/O lines directly wired to the FPGA. This high-density, high-throughput interface is designed for OEM customization, enabling developers to create proprietary I/O modules or signal conditioning circuits specific to their application, thereby achieving a highly differentiated product with minimal form factor overhead. Furthermore, the device’s wide 9 VDC to 30 VDC input voltage range and an extended operating temperature of −40∘C to 85∘C qualify it for deployment in the most demanding industrial and vehicular environments. Its support for LabVIEW FPGA programming drastically accelerates development, bypassing the need for traditional HDL expertise for achieving microsecond-scale closed-loop control and ultra-high-speed data acquisition.

应用领域

高确定性机械控制：NI sbRIO-9607 是高精度运动控制、液压伺服系统和机器人控制的理想选择。例如，在多轴同步控制中，FPGA 可以实现纳秒级的脉冲捕获和输出，确保多个轴之间的高度同步（High Synchronization）和最小抖动，远超一般 PLC 的能力范围。

工业设备 OEM：对于需要将高性能控制、数据采集、数据处理和网络通信集成到一个紧凑、可靠的定制化产品中的设备制造商（Original Equipment Manufacturer, OEM），sbRIO-9607 是不二之选。例如，复杂的半导体制造设备、自动化测试系统或医疗影像设备等。

嵌入式状态监测与预测性维护：利用 FPGA 的高速 I/O 采集高频振动、电流、声学等信号，然后通过 ARM 处理器运行实时信号处理（Real-Time Signal Processing）算法，进行故障诊断和预测性维护（Predictive Maintenance）。sbRIO-9607 能够实现边缘计算（Edge Computing），直接在现场进行数据分析，减少网络带宽压力。

车辆与移动应用：由于其宽温范围和紧凑单板设计，NI sbRIO-9607 被广泛用于车辆控制、测试台架（Test Bench）和无人系统。例如，电力驱动系统的高实时性电源管理和控制，或自动驾驶系统的传感器融合和决策逻辑处理。

相关产品

sbRIO-9607 是 NI 单板 RIO 系列的一员，与其功能相似或相关的型号有：

sbRIO-9627: 与 sbRIO-9607 具有相同的 Zynq-7020 FPGA 和 ARM 处理器，但板载集成了模拟 I/O，适合需要通用 AI/AO 且不打算定制 RMC 的应用。

sbRIO-9606: 一款成本更低的单板控制器，通常采用单核处理器和较小规模的 FPGA，适用于对性能要求稍低的应用。

sbRIO-9637: 具有更高性能的 Zynq-7030 FPGA，提供更多逻辑单元和 DSP Slice，适用于需要更复杂算法或更高速 I/O 的应用。

NI 9694: 一个数字 I/O 分线 RMC，作为 sbRIO-9607 的配套附件，可将 RMC 上的 DIO 线引出至接线端子，方便原型验证。

NI 9697: 一个 RMC 子板，允许 sbRIO-9607 扩展连接 C 系列模块，直接利用 NI 丰富的模块化 I/O 库。

NI sbRIO-9607

安装与维护

安装前准备: 安装 NI sbRIO-9607 之前，你得像个老兵一样，把环境彻底清查一遍。首先，确认电源的直流电压在 9 VDC 到 30 VDC 之间，别超限，不然板子分分钟跟你**“闹脾气”。sbRIO-9607 是单板 PCB，必须安装在一个干燥、清洁且有良好散热的机壳或背板上，不要让任何金属物接触到板子的背面或元件。如果使用了 RMC 定制子板，请确保子板的物理尺寸、电源需求和散热都经过了充分验证，尤其是RMC 连接器的对齐和插入，必须小心且到位**，避免插针弯曲。

维护建议: sbRIO-9607 本身是工业级设计，硬件故障率极低，但它的CMOS 电池需要关注。这块电池是用来保存实时时钟（Real-Time Clock, RTC）的，如果电源断开，时间信息就靠它了。NI 建议在带电状态下更换电池，以避免时间中断。