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WPC sbRIO RMC Breakout

WPC 為 NI sbRIO 系列設計的 RMC (RIO Mezzanine Card) 轉接板，協助使用者更便利地開發 FPGA I/O。

1. 簡介​

sbRIO 是 NI 官方提供的最低價位的可重置 I/O 裝置 (RIO, Re-configurable I/O)。它具有 100% 的 LabVIEW 支援度，完全可使用 LabVIEW 進行開發。儘管價格親民，但不犧牲其可靠性，在 -40°C 至 85°C 的溫度範圍內能夠穩定運作。其獨特的 Micro-controller + FPGA 架構能夠有效解決大多數嵌入式應用問題。所有 sbRIO 的對外通訊都基於 Ethernet 介面，提供了可靠的連接方式。

1.1 RIO 架構​

RIO 架構主要由一顆微控制器和一顆 FPGA 晶片所組成，中間使用高速 PCI 匯流排連接。

  • 微控制器：開發語言可使用 LabVIEW Real-time 模組或是 C，能夠處理 millisecond (ms) 到數百 micro-second (us) 級的迴圈速度。
  • FPGA 晶片：開發語言則可使用 LabVIEW FPGA 模組或 VHDL，能夠處理 micro-second (us) 到 nano-second (ns) 級的迴圈速度。

這種架構使得 RIO 在不同的應用場景下能夠靈活適配，並且能夠滿足各種速度要求。

1.2 RMC Connector 困難點​

連接器採用 BGA 封裝，裝配和維修都相對困難。由於數量較少，購買也相對不容易。高速 FPGA I/O 電路板需要經過特殊設計。在製造過程中，鋼板、焊接溫度曲線和助焊劑都需要額外的控制。如果製造條件未得到良好控制，大量生產時可能會導致良率降低的情況發生。

RMC Connector

2. RMC Breakout 系列​

WPC 提供了多種 RMC Breakout 轉接板，解決上述連接困難，方便使用者將 96-pin 3.3V FPGA DIO 引出使用。

2.1 RMC-BK (支援 UNO 外殼)​

適用於 sbRIO 全系列。將 96-pin 3.3V FPGA DIO 分成 4 個 slots。

  • 每個 slot 有 24-pin DIO 且供應 5V 電源
  • 可直接接到 FPGA 晶片、沒有隔離
  • 內建 RTC 電池
RMC-BK

2.2 RMC-BK-SERIAL (不支援外殼)​

適用於 sbRIO 全系列。將 96-pin 3.3V FPGA DIO 分成 4 個 slots。

  • 每個 slot 有 24-pin DIO 且供應 5V 電源
  • 直接接到 FPGA 晶片、沒有隔離
  • 支援 RS-232 / CAN 的轉接
  • 內建 RTC 電池
RMC-BK-SERIAL

2.3 RMC-BK-ETH (不支援外殼)​

適用於 sbRIO 全系列。將 96-pin 3.3V FPGA DIO 分成 4 個 slots。

  • 每個 slot 有 24-pin DIO 且供應 5V 電源
  • 直接接到 FPGA 晶片、沒有隔離
  • 支援 2nd Ethernet (第二組乙太網路) 轉接
  • 內建 RTC 電池
RMC-BK-ETH

3. 連接器腳位定義 (Connector Pinout)​

3.1 IDC-50P 定義​

此介面將 FPGA 訊號引出至 IDC 50-pin 牛角連接器。

IDC-50P Pinout

使用 GECO driver 並不會需要直接控制這些腳位，需自行客製化 FPGA 時才會需要參考此定義。

3.2 DSUB-37P 定義​

DSUB-37P
DSUB-37P Pinout