NI Single-Board RIO:新型嵌入式系统设计方法实现之本

　　本文核心提示：

　　1）NI Single-Board RIO通用逆变器控制器 （General Purpose Inverter Controller， GPIC） 提供了一个革命性的新型嵌入式系统设计方法，以实现高性能的、现场可重配置的能源转换系统控制器的快速部署。

　　2）高级的图形化系统设计平台和基于FPGA的标准可重配置控制系统，能够让用户在没有底层寄存器级编程语言（如Verilog 和 VHDL）知识的情况下，即可将其系统设计付诸实践。

　　NI Single-Board RIO GPIC简介

　　2012年8月－ 美国国家仪器公司（National Instruments， 简称 NI）发布NI Single-Board RIO GPIC，提供标准的RIO架构，结合功能全面的NI LabVIEW系统设计工具链，可用于实现智能的并网型能量转换系统，并显著降低嵌入式系统的开发成本和风险。这一产品的发布正是NI研发部门的大量投入，为新型能源转换系统的设计、测试和大规模部署应用带来的革新。此新型系统提供标准的模拟和数字I/O接口，以及FPGA Fabric中58个数字信号处理内核，用来满足智能电网电力电子应用中的控制算法、I/O、性能和成本要求。这些电力电子应用包括柔性交流输电系统、可再生能源发电系统、能量存储系统以及变速驱动系统中的DC-AC、AC-DC、DC-DC以及 AC-AC变流器。

　　评价：

　　“NI编程工具能够让工程师在FPGA层上编写控制策略，这也是未来明确的发展趋势”美国国家可再生能源实验室能量系统集成技术研发经理Bill Kramer博士说道，“可以想象一下，如果你能够编写出可以并行运行的多种控制策略，实现新的电力电子设计，并能够在系统在电网中部署和运行数年之后，还可以在硬件层面上进行重新配置。”

　　NI Single-Board RIO GPIC 特性

　　1） 使用经过预先验证的、带有完整的模拟和数字I/O接口，可直接部署嵌入式硬件来快速实现基于FPGA的高级电力电子控制系统。

　　2）使用功能全面的图形化系统设计工具链和高精度的电力电子线路仿真系统，可实现用户定义的LabVIEW FPGA控制算法的快速部署和验证。

　　3）带有58个数字信号处理内核的并行 Xilinx Spartan-6 FPGA，与典型的双核DSP相比，在每一美元、每个芯片和每瓦特功率方面，性能分别超出了40倍、24倍和10倍。

　　4）400 MHz PowerPC 嵌入式处理器，结合 VxWorks实时操作系统，可支持包括DNP3、IEC 60870-5 和 IEC 61850等的智能电网网络协议，板载COMTRADE （IEEE 37.111）数据记录，以及标准三相 IEC、EN 和IEEE 电能质量分析。