LabVIEW FPGA的并行处理优化-SCTL深度解析

"平行处理的功能-gicv3_software_overview_official_release_b" 本文主要讨论的是在嵌入式系统开发中，特别是在CompactRIO (cRIO) 和NI（National Instruments）平台上，如何利用SCTL（Structured Test and Control Language）进行平行处理，以提高LabVIEW FPGA代码的效率和性能。 在传统的LabVIEW FPGA编程中，代码通常是顺序执行的，每个函数的时钟数据会插入触发器以确保同步和避免竞争状态。这在图6.29中有所体现，每个函数输出端都有FFs框表示触发器。然而，这种方式可能导致更多的硬件资源占用，尤其是对于长序列的串行代码，可能会限制系统的并行处理能力。 SCTL是一种优化手段，它可以更有效地利用硬件资源，如图6.30所示。在SCTL编译过程中，只有循环的输入和输出端有触发器，内部代码则以并行方式执行，减少了逻辑运算的复杂性，优化了输入到输出的数据流。这种方法能够减少SLICE的使用，虽然编译时间可能增加，但是能够实现更高效的执行。 然而，SCTL并非万能解决方案，它有一些限制。例如： 1. 长序列的串行代码：建议采用并行化方法，通过添加反馈节点增强数据流。 2. 求商和余数：可以使用Scale by Power2来进行整除操作，或利用定点数学库。 3. 循环计时器和等待函数：推荐使用Tick Count函数来触发事件。 4. 模拟输入和模拟输出：应独立放在单独的while循环中，并使用局部变量管理。 CompactRIO是NI提供的一种集成实时控制器和可重构FPGA的平台，用于工业级应用。实时控制器负责执行控制算法，而FPGA用于实现高性能、低延迟的定制逻辑。这种架构允许用户结合软件控制和硬件加速，以满足各种复杂控制系统的需要。 在控制系统的开发中，理解基本的控制架构至关重要。这包括初始化、控制和关闭规则，以及如何构建基于状态的程序设计。状态机是一种常见的设计模式，用于描述系统的动态行为。LabVIEW提供了直观的状态图表工具，帮助开发者创建和理解状态机的工作原理，从而设计出高效、可靠的控制系统。 SCTL提供了一种优化LabVIEW FPGA代码的方法，通过并行处理提高性能，但需要权衡编译时间和资源利用率。同时，了解CompactRIO的硬件结构和控制系统的基础架构对于实现高效控制逻辑是十分必要的。