Die (R)evolution der Datenerfassungskarte
Datenerfassungskarten haben sich in unterschiedlichen Ausprägungen weiterentwickelt. Heute stehen wir vor einer Trendwende, die ganz neue Maßstäbe setzt, was die Anpassungsfähigkeit betrifft.
Datenerfassungskarten haben sich in unterschiedlichen Ausprägungen weiterentwickelt. Heute stehen wir vor einer Trendwende, die ganz neue Maßstäbe setzt, was die Anpassungsfähigkeit betrifft.
Im Laufe der Jahre wurden hauptsächlich die Komponenten dieser Karten wie A/D-Wandler, Multiplexer, Filter, Verstärker usw. weiterentwickelt. Heute hingegen unterziehen sich herkömmliche Datenerfassungskarten einer architektonischen Veränderung, vorangetrieben durch eine Vielzahl an neuen Entwicklungen aus dem Umfeld der kommerziellen Hard- und Software-Technologien. War früher das Herzstück solcher Karten ein ASIC, so rücken nun rekonfigurierbare Bausteine wie FPGAs immer mehr in den Vordergrund.
Ein Beispiel für eine Karte der klassischen Kategorie ist das STC2, ein DAQ-ASIC (Data AQuistion), das in vielen Datenerfassungsprodukten von National Instruments (www.ni.com, z.B. M-Serie wie NI 6289) verwendet wird. Es erledigt alle Datenerfassungsaufgaben und bildet darüber hinaus die Schnittstelle zum Host, beispielsweise einem PC, auf dem die eigentliche Anwender-Software (virtuelles Instrument, software-definiertes Instrument) ausgeführt wird. Aber es gibt auch Anwendungen, die mit dieser Systemarchitektur mit Erfassung, Digitalisierung, Pufferung, Übertragung zum Host nur unter erheblichem Programmieraufwand und mit zusätzlicher Hardware realisiert werden können. Zu diesen zählen beispielsweise mehrschleifige Hochgeschwindigkeitsregler, Filtersysteme und digitale Protokolltester. Hier sind grundlegende Veränderungen in der Architektur erforderlich, die sich durch FPGA-basierte Systeme erfüllen lassen.
Datenerfassung der neueren Generation
FPGAs können den hohen Anforderungen an Determinismus, Parallelität, Verarbeitungsgeschwindigkeit, Robustheit und Antwort-Zeit-Verhalten gerecht werden. Sie eignen sich insbesondere für den automatisierten Test von HF- und Halbleiter-Bausteinen, für den Protokolltest und in der Regelungstechnik. Sie stellen den Entwickler allerdings vor die Herausforderung, die Komplexität und das Leistungspotential dieser Zielsysteme beherrschen zu müssen.
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