Rechnergestützte Messtechnik
Flexibel durch FPGAs und Firmware
Vor einiger Zeit wurde noch diskutiert, ob Messkarten die klassischen Mess-instrumente oder USB-Messmodule die Messkarten zukünftig ersetzen würden. Doch letztlich werden alle Typvarianten gebraucht: Es hängt eben vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Hier ein Beispiel für eine sehr flexibel einsetzbare Messkarte.
Gerade die verschiedenen Bauformen und Plattformen an Messwerterfassungs-, I/O- und Steuer-/Regelungstechnik-Systemkomponenten sind es, die unterschiedliche Aufgaben sehr praxisgerecht lösen können und die deshalb alle ihre Daseinsberechtigung haben, eben jeweils abhängig von der Anwendung.
Auch die PC-Einsteckkarte macht hier keine Ausnahme: Eingebaut in Industrie-PC- oder CompactPCI-Systeme ist sie zum Beispiel ideal für Anwendungen mit vielen Kanälen auf engem Raum, für Ethernet-vernetzte Prozesssteuerungs-Anlagen und für Prüfstände oder Testsysteme.
FPGAs sorgen für Flexibilität
Beispiel für eine vielseitig einsetzbare neue Serie solcher Einsteckkarten ist die Board-Generation „ME-5000 cobalt“ aus den Labors der Meilhaus Electronic GmbH. Den Kern der neuen Karten bildet ein Design auf einer sehr offenen FPGA-Basis. Dadurch ist eine bisher unerreichte Flexibilität auf zwei Ebenen möglich: Zum einen wird der Funktionsumfang der Karten durch Laden einer Firmware bestimmt, zum anderen können Kanäle auch innerhalb einer Firmware unterschiedliche Funktionen haben. Ausgeliefert werden die Karten ab Werk zunächst standardmäßig mit einer ersten Firmware. Mit der Zeit sollen noch weitere Firm-ware-Versionen hinzukommen - hier werden die Entwickler unter anderem auch auf Ideen und Wünsche der Anwender eingehen.
Es ist geplant, diese zusätzlichen Firmware-Varianten per Download zur Verfügung zu stellen. Innerhalb dieser ersten Firmware für die ME-5100- und ME-5810-Modelle können den I/O-Kanälen flexibel verschiedene Funktionen per Software (Konfiguration im Control Center) zugewiesen werden.
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So sind die Digitalkanäle neben „herkömmlicher“ Digitalein-/ausgabe auch konfigurierbar für Frequenz- messung und Frequenzausgabe (Bild 1). Ein Digitalkanal wird also innerhalb einer Firmware per Software so konfiguriert, dass er je nach Bedarf als einfacher oder Streaming-Digitalkanal und als Kanal für Frequenzausgabe fungiert. Kanäle innerhalb zukünftiger Firmware-Varianten könnten dann zum Beispiel auch Impulsgeneratoren oder Kanäle für Drehimpulsgeber (Quadratur-Encoder) zur Positionsbestimmung mit geeigneten Sensoren sein. Einen Schritt weiter geht die FPGA-Karte der Serie:
Hier programmiert der erfahrene Anwender komplett seine eigene Firmware und lädt sie als Bitstrom auf die Karte. Voraussetzung ist eine Entwicklungsumgebung zum Design des „Innenlebens“ des Xilinx-FPGA-Bausteins der Karte. Das Laden der Firmware erfolgt beim Hochfahren des Rechners oder im laufenden Betrieb. Natürlich gibt die Hardware mit zwei 16 bit breiten Digital-Ports (portweise als Ein- oder Ausgänge) den Rahmen vor; die Funktionen der Kanäle liegen jedoch in der Kreativität des Anwenders.
- Flexibel durch FPGAs und Firmware
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