描述
NI sbRIO-9607:这是一款由国民仪器(NI)推出的单板CompactRIO控制器,专为高容量OEM嵌入式控制和监控应用设计。它将667 MHz双核ARM Cortex-A9处理器(运行NI Linux Real-Time)、Xilinx Zynq-7020 FPGA和丰富的板载I/O(包括96路数字I/O、以太网、CAN、串口、USB)高度集成于一块PCB上。它还支持RIO Mezzanine Card (RMC) 连接器,可实现高度定制化的I/O扩展。核心优势:体积紧凑、成本效益高、强大的可编程性和灵活性、高可靠性。别瞅了,这就是您实现复杂嵌入式控制系统的“利器”,咱家就是你搞定NI sbRIO老设备的靠山,没毛病!
产品详细说明
NI sbRIO-9607 产品概述
各位工业自动化和测试测量领域的专家们,今天咱们就深入聊聊这块 NI sbRIO-9607 模块。这块板子,在国民仪器(NI)的嵌入式控制和监测产品线里,那可是个实打实的“多面手”和“性价比之王”。它被明确定义为一款CompactRIO单板控制器(Single-Board Controller),这意味着它将CompactRIO家族的核心功能——实时处理器(Real-Time Processor) 和 可编程FPGA(Field-Programmable Gate Array)——集成到了一块紧凑的印刷电路板(PCB)上,省去了外壳和额外的机箱,从而大大降低了体积和成本,特别适合那些需要大规模部署(high-volume deployment)的OEM应用。
你可能要问,这“单板RIO”有啥用?兄弟,这作用可大了去了!NI sbRIO-9607 扮演着多重关键角色:
嵌入式实时控制:它搭载了强大的667 MHz双核ARM Cortex-A9处理器,运行NI Linux Real-Time操作系统,能够执行高可靠性、确定性的控制算法,处理复杂的逻辑和数据分析任务。无论是工业机械的运动控制、过程设备的PID调节,还是能源管理系统的数据采集与决策,它都能胜任。
高速I/O与硬件定制:内置的Xilinx Zynq-7020 FPGA,拥有85,000个逻辑单元,为用户提供了极高的并行处理能力和超低延迟的I/O控制。这意味着您可以利用LabVIEW FPGA模块直接在硬件层面实现自定义的数字逻辑、高速数据采集、自定义协议解析等,以满足独特应用的需求。更重要的是,它提供了RIO Mezzanine Card (RMC) 连接器,通过RMC子板,您可以轻松扩展多达96个数字I/O通道,并集成各种定制的模拟I/O、通信接口或信号调理电路,实现了前所未有的硬件定制灵活性。
互联互通:除了强大的核心处理能力,NI sbRIO-9607 还集成了丰富的通信接口,包括千兆以太网、CAN、RS-232/RS-485串口和USB端口。这使得它能够轻松地与企业网络、其他控制器、现场设备以及人机界面(HMI)进行数据交换和通信,构建完整的分布式智能系统。
总而言之,NI sbRIO-9607 不仅仅是一块简单的控制板,它是一个开放、可编程且高度灵活的嵌入式平台,为OEM厂商和系统集成商提供了快速开发和部署高性能、高可靠性定制化测量与控制解决方案的强大工具。它的紧凑尺寸和高集成度,使其在空间受限或需要高性价比的批量应用中,成为无可替代的选择。
NI SBRIO-9607
NI sbRIO-9607 技术规格
参数名称 | 参数值 |
产品型号 | NI sbRIO-9607 (Part Number: 783816-01 / 783816-02) |
制造商 | National Instruments (NI) |
产品类型 | 单板CompactRIO控制器 / 嵌入式控制器 |
处理器 | Xilinx Zynq-7000 SoC (XC7Z020) |
CPU架构 | 667 MHz 双核ARM Cortex-A9 |
操作系统 | NI Linux Real-Time (32 bit) |
非易失性内存 | 512 MB (用于固件和应用存储) |
挥发性内存 (DRAM) | 512 MB |
可重配置FPGA | Xilinx Zynq-7000 SoC (XC7Z020) |
FPGA逻辑单元 | 85,000 |
数字I/O | 96个3.3 V单端DIO线 (通过RMC连接器直连FPGA) |
以太网端口 | 1个Gigabit Ethernet (前面板), 1个RMC Ethernet (可选) |
CAN端口 | 1个 (前面板) |
串行端口 | 1个RS-232 (DTE, 前面板), 可通过RMC扩展4个RS-232和2个RS-485 |
USB端口 | 1个USB 2.0 Host (前面板), 1个RMC USB Host/Device (可选) |
RIO Mezzanine Card (RMC) | 支持RMC连接器,用于定制I/O扩展 |
供电电压范围 | 9 VDC 至 30 VDC |
最大功耗 | 28 W (带RMC) |
工作温度 | -40°C 至 +70°C (-40°F 至 158°F) |
存储温度 | -40°C 至 +85°C (-40°F 至 185°F) |
抗振动 | 1 mm 峰峰值 (2至13.2Hz);0.7g (13.2至150Hz) |
抗冲击 | 10g,½ 正弦波,11ms |
实时时钟电池 | 锂电池,典型寿命10年(加电状态) |
尺寸 | 紧凑型PCB尺寸 (具体尺寸参考NI官方手册) |
认证 | 符合工业标准,部分型号支持危险区域认证 |
主要特点和优势
NI sbRIO-9607 能够在各种复杂和苛刻的嵌入式应用中脱颖而出,靠的正是它那几把“刷子”,每一项都是真金白银的优势,让咱老客户们用着就踏实。
首先,它最拿手的绝活就是强大的处理器与可重配置FPGA的紧密集成(Tightly Integrated Processor and Reconfigurable FPGA)。NI sbRIO-9607 搭载的667 MHz双核ARM Cortex-A9处理器能够运行NI Linux Real-Time操作系统,为复杂的控制算法、数据处理和网络通信提供稳定的实时环境。与此同时,集成的Xilinx Zynq-7020 FPGA则提供了无与伦比的硬件并行性和超低延迟控制。这种架构允许您将高速、关键时序的I/O操作直接卸载到FPGA硬件中执行,而处理器则专注于高层级的任务,从而实现了卓越的系统性能(Superior System Performance)和确定性(Determinism)。这意味着您可以精确控制毫秒甚至微秒级的I/O操作,满足最严苛的实时应用需求,这是传统PC或PLC系统难以企及的。
其次,NI sbRIO-9607 提供了无与伦比的I/O灵活性和定制能力(Unmatched I/O Flexibility and Customization)。它不仅板载了以太网、CAN、串口和USB等常用通信接口,更关键的是,它集成了RIO Mezzanine Card (RMC) 连接器。这个96引脚的RMC接口直接连接到FPGA,允许用户设计和连接定制的子板(daughterboards),以集成特定的模拟I/O、数字I/O、通信协议或信号调理电路。这种开放且高度可扩展的架构,使得 NI sbRIO-9607 能够轻松适应各种独特而多样化的应用需求,无需重新设计整个主板,大大缩短了开发周期(Reduced Development Time)和降低了硬件成本。对于OEM厂商来说,这意味着能够以更低的成本和更快的速度推出高度定制化的产品。
再者,NI sbRIO-9607 继承了NI CompactRIO家族的工业级可靠性与开放的软件生态系统(Industrial Reliability and Open Software Ecosystem)。它被设计用于在严苛的工业环境中稳定运行,具备宽广的工作温度范围(-40°C 至 +70°C)、强大的抗冲击和抗振动能力,确保了在恶劣工况下的长期可靠性(Long-Term Reliability)。软件方面,NI sbRIO-9607 支持NI LabVIEW图形化编程环境(包括LabVIEW Real-Time模块和LabVIEW FPGA模块),使得工程师能够快速高效地开发复杂的嵌入式应用。同时,由于运行NI Linux Real-Time操作系统,它也支持C/C++、Python等多种编程语言和第三方库,为开发者提供了极大的灵活性和选择空间,降低了学习曲线,加速了产品上市时间(Time-to-Market)。
The NI sbRIO-9607 excels in various complex and demanding embedded applications due to its core strengths, each offering tangible benefits that resonate with our long-standing clients.
Primarily, its most significant capability lies in the tightly integrated processor and reconfigurable FPGA. The NI sbRIO-9607 features a powerful 667 MHz dual-core ARM Cortex-A9 processor running the NI Linux Real-Time operating system, providing a stable, real-time environment for complex control algorithms, data processing, and network communication. Concurrently, the integrated Xilinx Zynq-7020 FPGA offers unparalleled hardware parallelism and ultra-low-latency I/O control. This architecture allows you to offload high-speed, time-critical I/O operations directly to the FPGA hardware, while the processor focuses on higher-level tasks, resulting in superior system performance and determinism. This means you can precisely control I/O operations at millisecond or even microsecond resolutions, meeting the most stringent real-time application demands, a feat often challenging for traditional PC or PLC systems.
Secondly, the NI sbRIO-9607 provides unmatched I/O flexibility and customization capabilities. Beyond its onboard standard communication interfaces like Gigabit Ethernet, CAN, serial (RS-232/RS-485), and USB, its most crucial feature is the integrated RIO Mezzanine Card (RMC) connector. This 96-pin RMC interface directly connects to the FPGA, enabling users to design and attach custom daughterboards. These custom boards can integrate specific analog I/O, digital I/O, communication protocols, or signal conditioning circuits. This open and highly extensible architecture allows the NI sbRIO-9607 to readily adapt to diverse and unique application requirements without needing to redesign the entire main board, significantly reducing development cycles and hardware costs. For OEM manufacturers, this translates to the ability to launch highly customized products more quickly and economically.
Furthermore, the NI sbRIO-9607 inherits the industrial-grade reliability and open software ecosystem characteristic of the NI CompactRIO family. It is engineered for stable operation in harsh industrial environments, featuring a wide operating temperature range (-40°C to +70°C), as well as robust shock and vibration resistance, ensuring long-term reliability in challenging conditions. On the software front, the NI sbRIO-9607 is fully supported by the intuitive NI LabVIEW graphical programming environment, including the LabVIEW Real-Time Module and LabVIEW FPGA Module, empowering engineers to rapidly and efficiently develop complex embedded applications. Moreover, by running the NI Linux Real-Time OS, it also supports various programming languages like C/C++ and Python, along with third-party libraries, offering developers immense flexibility and choice, thus lowering the learning curve and accelerating time-to-market.
应用领域
NI sbRIO-9607 作为一款高性能、高度集成的单板嵌入式控制器,凭借其实时处理能力、FPGA的灵活性和丰富的I/O接口,广泛应用于那些对性能、尺寸和成本效益有高要求的OEM和定制化解决方案领域:
首先,在机器控制和自动化(Machine Control and Automation) 领域,NI sbRIO-9607 是理想的选择。无论是复杂的运动控制系统、高精度机械臂、包装机械还是半导体制造设备,它都能提供所需的实时确定性控制和高速I/O处理。工程师可以利用FPGA实现自定义的PWM、编码器接口或步进电机驱动,而处理器则负责更高层次的算法和人机交互,从而实现高效、精准的自动化生产。
其次,在测试测量和仪器设备(Test and Measurement, Instrumentation) 方面,NI sbRIO-9607 同样表现出色。它常被集成到各种定制测试台、数据采集系统或嵌入式分析仪器中。例如,在航空航天领域进行部件振动分析,在汽车行业进行发动机测试,或者在能源领域进行智能电网监测。其高采样率的FPGA I/O和灵活的RMC扩展能力,使其能够连接各种传感器和执行器,实现从信号采集到实时数据处理和决策的全链条功能。
再者,在能源管理和智能电网(Energy Management and Smart Grid) 应用中,NI sbRIO-9607 也发挥着重要作用。它可以用于智能断路器的状态监测与控制、分布式能源的协调管理、微电网的能量优化,或者作为数据集中器进行远程终端单元(RTU)功能。其实时处理能力和通信接口使其能够快速响应电网变化,提高能源利用效率和系统稳定性。
此外,由于其紧凑的尺寸和强大的处理能力,NI sbRIO-9607 还被广泛应用于医疗设备(Medical Devices)、环境监测(Environmental Monitoring)、机器人(Robotics) 以及其他嵌入式系统原型开发和部署等领域。简单来说,只要你需要一个高性能、可定制、且能够适应严苛环境的嵌入式计算平台,NI sbRIO-9607 都能提供强大的支持,助您快速将创新理念转化为实际产品。
NI SBRIO-9607
相关产品
作为NI CompactRIO单板控制器家族的一员,NI sbRIO-9607 自然也有不少“兄弟姐妹”和“搭档”,它们共同构成了NI嵌入式解决方案的生态系统:
NI sbRIO-9603 / sbRIO-9608 / sbRIO-9609:这些是与 NI sbRIO-9607 同系列的单板RIO控制器,可能在处理器速度、FPGA逻辑单元大小、内存容量或特定I/O配置上有所不同,以适应不同性能和成本要求的应用。例如,sbRIO-9608和sbRIO-9609提供更强大的处理器和更大的FPGA。
NI sbRIO-9627 / sbRIO-9628 / sbRIO-9629 / sbRIO-9637 / sbRIO-9638:这些型号在 NI sbRIO-9607 的基础上集成了板载模拟I/O(如16位模拟输入),为那些不需要高度定制RMC的模拟应用提供了便利。
NI-9697 / NI-9693 C Series Module Adapters:这些是RMC子卡,允许用户将标准的NI C系列I/O模块直接连接到 NI sbRIO-9607 或其他sbRIO控制器上,从而快速扩展各种特定功能的I/O,如模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/定时器等。
NI CompactRIO Chassis (e.g., cRIO-904x / cRIO-905x series):这些是带外壳的CompactRIO控制器和机箱系列,与sbRIO的区别在于它们通常提供更坚固的工业封装和模块化C系列I/O插槽,适合非OEM或需要更高物理防护等级的应用。
NI LabVIEW软件 (LabVIEW Real-Time Module, LabVIEW FPGA Module):这是 NI sbRIO-9607 的主要开发环境,提供图形化编程界面,用于开发实时应用程序和FPGA逻辑。
NI Thermal Kit for sbRIO-9607/9627/9637 (P/N 153901-02):由于 NI sbRIO-9607 是裸板设计,在某些应用中可能需要额外的散热解决方案,这个散热套件可以帮助其在严苛温度环境下保持稳定运行。