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LabVIEW Linux RT实时系统安装移植开发:支持任意第三方miniPC/ITX/SOM/OEM/工控机

2021-12-27 23:48 作者:神电测控  | 我要投稿

LabVIEW Linux RT 实时系统在任意第三方X86平台上安装移植开发(不限制网卡厂家,Intel/Broadcom/Realtek都行)

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1、前世今生

1)NI Linux RT实时系统相较于之前的Pharlap RT和VxWorks RT具有开源免费和资源丰富的优势,目前NI已经将所有硬件(比如cRIO、PXI控制器)里面的RT系统全部换成了Linux RT,大势所趋;

2)众所周知,开源的Linux系统具备很多AI人工智能、机器学习、神经网络等算法和代码,可惜的是传统的Linux并非实时系统,因此,NI对传统的Linux系统进行深度定制,开发了一个Linux RT实时系统,很多用过NI RIO产品的用户应该很清楚,NI现有的所有硬件控制器安装的都是Linux RT实时系统;

3)考虑到地缘政治关系,很多军工国产化项目里面不能使用Windows系统,所以很多客户都转向了开源的Linux RT系统,比如国产麒麟OS,内核就是Linux,基本上跟优班图(Ubuntu)系统很相似,所以非实时的桌面型Linux系统下的LabVIEW及其工具包和驱动可以完全兼容国产的麒麟OS(NI工程师实测);

4)之所以选择实时系统,是因为很多应用场合对应用程序的实时性和可靠性要求很高,因为采用Linux RT实时系统来代替传统的Linux系统已经是板上钉钉了,特别是那些常年累月不关机、不死机、不重启设备、实时控制、HIL硬件在环、RCP等应用来说,LabVIEW Linux RT系统再合适不过了!

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2、重大创新

1)传统的Pharlap ETS 和 VxWorks RT系统,因为没有原生的UI交互界面,导致很多项目和产品开发的时候,尤其是产线,需要人机交互的场景,还需要间接通过一个电脑+显示器放在旁边或者需要人为编写Web服务才能实现显示和交互,这极大的增加了项目和产品的软硬件成本,而且无法小型化;

2)而NI Linux RT不仅具备实时系统的高实时性和高可靠性,而且可以在NI MAX里面或者通过编程的方式实现LabVIEW UI前面板的在线显示,用户只需要外接一个VGA或者HDMI显示器或者触摸屏即可将Linux RT里面的LabVIEW程序界面自动显示出来,非常方便,特别适合那些需要人机交互和显示的项目和产品,比如智能相机、医疗器械(内窥镜)、视觉检测、状态监测等等

3)提醒:对于不需要LabVIEW UI界面显示的应用场合,直接在NI MAX里面不勾选“启动嵌入式UI”即可,非常简单,这样就跟传统的VxWorks和Pharlap ETS一样了

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3、为什么要用NI Linux RT代替传统的Windows和Linux系统?

1)传统的Windows和Linux系统不具备实时性,安装时间长,内存和空间占用极大;可靠性差,内存泄漏严重,越跑越慢、死机重启等问题;

2)NI Linux RT实时系统,小巧稳定,实时性和可靠性强,占用内存和空间极小,安装速度快、不死机、不卡顿、自带Linux系统所有优点、开源生态丰富完善、支持市面上所有X86架构的CPU控制器,移植性强、不受军工和国产化限制;

3)成本优势,支持安装Linux RT的硬件设备成本极低,几百元即可搞定(可完全PK传统ARM等嵌入式);而支持Windows系统运行流畅的硬件成本太高,动不动就好几千,性价比远比不上Linux RT,因为Linux RT支持原生的UI显示和交互,可以完全取代传统的Windows系统!

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4、市面上支持安装NI Linux RT实时系统的X86控制器类型(随便列举几家,不带倾向性,只要是X86 CPU,无论网卡厂家是Intel还是BroadCom还是Realtek都可以安装NI Linux RT)

1)研华工控机、miniPC、MIO、SOM、COMe等

图1:经典的研华工控机

 

图2:超小的研华MIO OEM主机(性能超强)

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2)拓朗miniPC、工控机、OEM主板等

图3:带PCIE扩展槽的miniPC主机
图4:超高性价比的ITX微型miniPC主机
图5:带触摸屏的一体化miniPC主机(因为Linux RT支持LabVIEW UI界面显示)
图6:带触摸屏的一体化miniPC主机(接口超级丰富)

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3)研盛ITX、miniPC、OEM主板 

图7:不带外壳的Nano J1900 miniPC OEM
图8:带外壳和WiFi双天线的J1900 miniPC主机

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4)联想、DELL、HP等传统电脑和笔记本

可以将老旧的台式机或者笔记本安装NI Linux RT实时系统,重新焕发活力!

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5)宁美国度:迷你魔方微主机(超小超轻便携)

图9:超小超轻超高性价比的微型迷你主机(1299RMB:8G+256G:宁美国度)

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5安装Linux RT实时系统第三方硬件实物图(神电测控研发中心)

图10:各个厂家的miniPC和OEM板安装Linux RT实物图

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6、Linux RT实时系统安装过程展示

1)通过U盘安装Linux RT实时系统

图11:通过U盘安装NI Linux RT实时系统(研华MIO卡片机)

 

图12:通过U盘安装NI Linux RT实时系统(研盛ITX J1900 Mini OEM)
图13:通过U盘安装NI Linux RT实时系统(研华X86 SOM核心板)

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2)通过MAX安装LabVIEW RT软件工具包组件和驱动

图14:通过MAX安装Linux RT各种工具包和组件和驱动(传统离线方式)

 

图15:通过MAX安装Linux RT各种工具包和组件和驱动(新型在线安装)

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3)安装成功后的Linux RT设备在NI MAX软件里面的效果 

图16:通MAX给Linux RT安装工业实时总线EtherCAT驱动(Softmotion运动控制)
图17:给带Realtek(瑞昱)网卡的第三方X86控制器安装Linux RT KO驱动文件
图18:在MAX里面将千兆以太网通信协议设置成EtherCAT(用途广泛)
图19:安装成功后的Linux RT控制器里面的组件和驱动一览效果(EtherCAT和RIO)
图20:Linux RT下面支持安装NI-DAQmx驱动(支持NI各种DAQ板卡在实时系统下的开发)
图21:Linux RT安装Vision及其IMAQ之后识别出来的USB相机(也支持Gige和1394等各类Camera)
图22:Linux RT下的相机实际运行效果

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4)Linux RT实时系统下的LabVIEW实时应用程序编写

图23:使用LabVIEW编写Linux RT系统下的实时程序(类似cRIO开发)

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5)Linux RT实时系统下的LabVIEW程序界面显示和交互 

图24:在MAX里面开启Linux RT嵌入式UI后的显示效果(还可以通过编程的方式开启或者关闭这个UI功能)
图25:使用LabVIEW+Linux RT开发的支持UI交互的实时应用程序(真实项目案例)


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