Michał Kozarzewski, Senior Technical Marketing Engineer w firmie National Instruments:
Wynik porównania współczesnych przetworników A/C i C/A z ich starszymi braćmi sprzed dekady czy dwóch jest oczywisty. Nowe układy cechują się m.in. większą rozdzielczością i częstotliwością próbkowania oraz niższym kosztem. Dzięki temu inżynierowie mogą prowadzić dokładniejsze pomiary, z większej liczby kanałów.
Konsekwencją zwiększenia rozdzielczości, częstotliwości próbkowania oraz liczby kanałów jest gwałtowny wzrost ilości generowanych danych w sieciowych systemach monitoringu i sterowania. Rodzi się jednak pytanie, jak sprawnie podejmować decyzje
na podstawie mierzonych sygnałów i wartości parametrów.
Jedną z możliwości jest obróbka danych bardzo blisko węzła pomiarowego, tzn.
tuż po przetworzeniu informacji na postać cyfrową, ale jeszcze przed przesłaniem danych do pamięci sterownika. Historycznie takie analizy były robione na procesorze ogólnego przeznaczenia, teraz jednak można przeanalizować dane już na poziomie firmware’u.
W praktyce producenci w swoich rozwiązaniach pomiarowych coraz częściej wykorzystują układy programowalne (FPGA). Możliwość definicji algorytmów uruchamianych na FPGA – czyli de facto projektowanie koprocesorów na poziomie firmware’u przez użytkownika końcowego – pozwala na znaczne zminimalizowanie czasu potrzebnego na obliczenia, a także ograniczenie ilości danych tylko do informacji wpływających na realizację procesu oraz zmniejszenie czasu reakcji układu. Przykładowe realizacje stosowane w układach FPGA to: niestandardowe funkcje licznikowe, analiza częstotliwościowa (FFT), szybka reakcja na zbocze lub poziom (nawet do 25 ns dla sygnałów cyfrowych, a 1 µs dla analogowych) czy szybkie algorytmy PID.
Podsumowując, w wielokanałowych systemach pomiarowych, gdzie standardowe sterowniki nie są wystarczająco szybkie, warto rozważyć wykorzystanie urządzeń oferujących możliwość modyfikacji logiki FPGA.
