LabVIEWCompactRIO?開發(fā)指南31

在LabVIEW?FPGA中使用DMA?FIFO

要為流數(shù)據(jù)創(chuàng)建DMA緩沖區(qū)，請(qǐng)右鍵單擊FPGA目標(biāo)并選擇New...?FIFO。為FIFO結(jié)構(gòu)指定一個(gè)描述性名稱，并選擇“target?to?host”作為類型。這意味著數(shù)據(jù)應(yīng)該通過(guò)這個(gè)DMA?FIFO從FPGA目標(biāo)流向?qū)崟r(shí)主機(jī)。還可以設(shè)置數(shù)據(jù)類型和FPGAFIFO深度。單擊確定將這個(gè)新的FIFO放入項(xiàng)目中，可以將其拖放到FPGA框圖中。

圖5.21.一個(gè)通道上的簡(jiǎn)單DMA傳輸

提示：在LabVIEW2012FPGA及更高版本中，可以將定點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。將這種轉(zhuǎn)換卸載到FPGA可以節(jié)省大量處理器資源。對(duì)于早期的LabVIEW版本，可以通過(guò)可下載的示例或NI開發(fā)人員專區(qū)文檔LabVIEWFixed-Point?(FXP)?to?Single?(SGL)?Conversion?on?LabVIEW?FPGA.轉(zhuǎn)換來(lái)獲得類似的轉(zhuǎn)換功能。

可以使用同一DMA通道傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)流，例如從I/O通道收集的數(shù)據(jù)流。大多數(shù)CompactRIO系統(tǒng)具有三個(gè)DMA通道。在混合模式下，CompactRIO系統(tǒng)只有一個(gè)DMA通道。要將多個(gè)數(shù)據(jù)流或I/O通道打包到一個(gè)DMA?FIFO中，請(qǐng)使用圖5.22所示的交錯(cuò)技術(shù)，并在主機(jī)上使用抽取進(jìn)行解包。

圖5.22.在For循環(huán)上使用構(gòu)建數(shù)組和索引來(lái)實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)的多通道數(shù)據(jù)流

將多個(gè)模擬輸入通道傳遞到一個(gè)DMA?FIFO時(shí)，通道的存儲(chǔ)方式與表5.1所示類似。此表假設(shè)四個(gè)模擬輸入通道交錯(cuò)到一個(gè)DMA?FIFO中。主機(jī)VI上的解包算法期望元素按此特定順序到達(dá)。如果FIFO溢出和元件丟失，則主機(jī)VI上的解包算法無(wú)法將數(shù)據(jù)點(diǎn)分配給其不正確的模擬輸入通道。因此，從多個(gè)模擬輸入通道讀取數(shù)據(jù)時(shí)，確保無(wú)損數(shù)據(jù)傳輸非常重要。

表5.1.將多個(gè)通道寫入一個(gè)DMA?FIFO時(shí)，主機(jī)VI期望element按特定順序到達(dá)

在主機(jī)上使用DMA?FIFO

通常，在主機(jī)VI上專用于一個(gè)單獨(dú)的循環(huán)，以使用主機(jī)接口節(jié)點(diǎn)從DMA緩沖區(qū)檢索數(shù)據(jù)。在CompactRIO系統(tǒng)上從DMA?FIFO讀取數(shù)據(jù)時(shí)，請(qǐng)執(zhí)行以下三步步驟，以實(shí)現(xiàn)最佳性能：

1.將DMA讀取超時(shí)設(shè)置為零。

2.讀取固定大小的元素?cái)?shù)（數(shù)據(jù)通道數(shù)的倍數(shù)）。

3.等到緩沖區(qū)已滿后再讀取元素。

圖5.23提供了高效使用DMA?FIFO讀取函數(shù)獲取連續(xù)I/O數(shù)據(jù)流的示例。第一個(gè)DMAFIFO讀取函數(shù)計(jì)算緩沖區(qū)中剩余的元素?cái)?shù)，并根據(jù)3000個(gè)元素的固定大小對(duì)其進(jìn)行檢查。如果要傳遞數(shù)據(jù)數(shù)組，則輸入的元素?cái)?shù)應(yīng)始終是數(shù)組大小的整數(shù)倍。例如，如果要傳遞一個(gè)包含八個(gè)元素的數(shù)組（如來(lái)自八個(gè)I/O通道的值），則“Numberof?Elements”應(yīng)為8的整數(shù)倍（如80，為每個(gè)I/O通道提供10個(gè)樣本）。

一旦緩沖區(qū)達(dá)到3000個(gè)元素，第二個(gè)DMA?FIFO讀取函數(shù)就會(huì)讀取數(shù)據(jù)或在False大小寫中休眠，并在下一次迭代時(shí)再次檢查。每個(gè)DMA事務(wù)都有開銷，因此讀取較大的數(shù)據(jù)塊通常更好。

最后，使用抽取一維數(shù)組函數(shù)按通道組織數(shù)據(jù)。

圖5.23.從DMA?FIFO讀取數(shù)據(jù)

無(wú)論何時(shí)從DMA?FIFO讀取數(shù)據(jù)，都必須能夠檢測(cè)緩沖區(qū)溢出或超時(shí)情況并從中恢復(fù)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)正確性。下一節(jié)將提供推薦的體系結(jié)構(gòu)，以確保在使用DMA?FIFO時(shí)進(jìn)行無(wú)損數(shù)據(jù)傳輸。

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