基于Zynq的MyRIO控制器平台的人类生理模拟系统

近期在美国德克萨斯州奥斯汀举办的NI峰会上MIT和Continuum设计咨询公司联合展示了他们正在研究的“人类生理模拟系统”，这个系统模拟了很多人类生理器官比如肝、脑、肠、心、肾、胰、骨髓等，并且模拟了营养物质的流动，这个模拟系统的意图在于研究人类不同器官对于各种各样体外药物治疗的反应情况，并且这个项目受到了美国国防部高级研究计划局（DARPA）的大力资助。

图1：MIT和Continuum设计推出的“片上人类生理模拟系统”

营养输送系统则采用了十二个微型流体泵，每个微型流体泵则需要三个小型的气动阀门按一定的次序来控制才能够将营养物质流输送到模拟系统的各个器官中，对于这些阀门的控制采用的是NI MyRIO控制器平台，共设置了36个控制通道以及压力传感，对于十二个微型流体泵的控制刷新率达到了了1KHz，满足的测试需要，此外丰富的扩展I/O使得基于Zynq的MyRIO控制器平台非常适合这个应用。

图2：整个测试系统的组成：模拟器官、微型流体泵和NI MyRIO控制器

NI MyRIO是NI针对高校教学应用而推出的嵌入式创新实验与项目开发平台，NI MyRIO是基于Xilinx Zynq技术，集成了双核ARM处理器以及丰富的可编程逻辑资源，通过LabVIEW图形化编程方式能够让学生在很短的时间内快速实现系统级嵌入式应用的开发。

图3：NI MyRIO嵌入式创新平台

NI MyRIO外观尺寸非常小巧，易于携带，完全可以放在口袋或者背包中。外设接口包括10条模拟输入线， 6条模拟输出线，40条数字I/O线，内置了WiFi功能，我们可以通过无线方式传输数据并部署代码。除此之外板上还集成了速度计、可编程LED、音频I/O、模拟和数字I/O以及USB端口。

NI MyRIO支持用LabVIEW或C/C++对ARM进行编程，LabVIEW中包含大量现成算法函数，同时针对NI MyRIO上的各种I/O接口提供经过优化设计的现成驱动函数，方便快速调用；对FPGA进行自定义编程，可采用LabVIEW图形化编程方式进行开发。