15 de Octubre Crowne Plaza Ciudad de México

Simposio Técnico de Medición y Automatización

ni.com/mexico

Tecnologías Paralelas para la Nueva Generación de Aplicaciones

El Reto de los Ingenieros

“Los problemas que existen en el mundo hoy no pueden ser resueltos con el mismo nivel de pensamiento con los cuales fueron creados.” – Albert Einstein

Si Tan Sólo Tuviera Transporte

Energía

Su Aplicación

Investigación

Potencial de Tecnologías Avanzadas Multinúcleo

FPGA

Mediciones

Obteniendo Mejoras Desde el Software Multinúcleo

FPGA

Mediciones

Avances en la Tecnología Multinúcleo 128

32

~ ~


Cores
Threads
System Level

~ ~

24 16

Intel Xeon processor with hyperthreading technology

8 0 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Cortesía: Intel Corporation

Avances en la Tecnología Multinúcleo Nehalem Octal Core

128

32

~ ~


Cores
Threads
System Level

Dual-core Intel Xeon processor 5100 series

24 16

~ ~

New quad-core Intel Xeon 5300

Intel Xeon processor with hyperthreading technology

8 0 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Cortesía: Intel Corporation

Avances en la Tecnología Multinúcleo Nehalem octal-core

128

32

~ ~


Cores
Threads
System Level

Dual-core Intel Xeon processor 5100 series

24 16

~ ~

New quad-core Intel Xeon 5300

Intel Xeon processor with hyperthreading technology

8 0 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Cortesía: Intel Corporation

Acceso al Paralelismo Automático de Tareas Thread 1 Thread 2 Thread 3

10mo Aniversario de Multithreading

Supercómputo de Escritorio con Multinúcleo y NI LabVIEW 8.6

Más de 1,200 Funciones de Análisis Optimizadas

“Afinidad al Procesador” para Simulaciones Hasta 5x Más Rápido en Sistemas Multinúcleo

Herramienta de Distribución de Código para Mejor Visualización

Acceso a la Optimización con Multinúcleo Mejores Tasas para Pruebas Automatizadas Sustracción de imagen

• Aplicaciónimsubtract(Template, : Prueba de imagenImageIn) en pantalla de celular

• Requisitos • Identificar defectos en los pixeles CPU Core • Comparar pantalla a plantilla conocida • Reducir el tiempo de prueba/aumentar tasa

Acceso a la Optimización con Multinúcleo Mejores Tasas para Pruebas Automatizadas Sustracción de la imagen

CPU Core

CPU Core

Optimización Permite una Mejora de 1.9X en un Sistema Dual-Core

Acceso a la Optimización con Multinúcleo Mejores Tasas para Pruebas Automatizadas Sustracción de la imagen

CPU Core CPU Core CPU Core CPU Core

El Desempeño Mejora Conforme se Agregan Más Núcleos

LabVIEW y el Futuro de Multicore • Many-core • Resolvedor de ecuaciones diferenciales parciales en tiempo real • 1M FFTs/s • LabVIEW en GPU • Virtualización

LabVIEW 16-core PDE solver

“Creo que LabVIEW ofrece una alternativa de programación de multinúcleo que será atractiva para muchos desarrolladores de aplicaciones.” Dr. Kurt Keutzer, UC Berkeley Parallel Computing Laboratory

Obteniendo Mejoras Desde el Software Multinúcleo

FPGA

Mediciones

Beneficios de los FPGAs Masivamente paralelos Reconfigurables Procesamiento digital de señales Control a alta velocidad Menor tiempo al mercado

Avances en la Tecnología de FPGAs Tamaño

Velocidad

 Típicamente requieren del expertise de diseño digital

Acceso a los FPGAs Contador

LabVIEW FPGA

E/S Analógica

E/S con DMA

VHDL

~4000 líneas

Retos Adicionales en el Diseño con FPGAs Tiempos de Compilación

Ingeniería de Algoritmos

Actualización al Hardware

Facilitando el Acceso a FPGAs con LabVIEW 8.6

Reducción de Compilaciones con el NI Scan Engine y Simulación de E/S

Diseño Acelerado con Herramientas para Desarrollo de IP

Reutilización del Código en Nuevas Plataformas de Hardware

Arquitectura de NI CompactRIO

Real-Time Processor

FPGA

• FPGA reconfigurable para tiempos, disparos y control personalizados y a alta velocidad • Módulos de E/S con acondicionamiento integrador para conexión a sensores/actuadores • Procesador de tiempo real para mediciones confiables, análisis, conectividad y control

Nuevo Modelo de Programación para CompactRIO en LabVIEW 8.6 NI CompactRIO

LabVIEW Real-Time

I/O Variables I/O Memory Table

FPGA Host Interface

RIO Scan Interface

LabVIEW FPGA VI

I/O Modules

NI Scan Engine

I/O Modules

LabVIEW Real-Time

FPGA

Extendiendo el Acceso a FPGAs Control de Motor Personalizado y Embebido • Aplicación: Desarrollo de RCP – ECU para la siguiente generación de motores

• Requisitos • • • •

Capacidad de controlar la mezcla de combustible en tiempo real Tiempos y sincronización específicos para disparo de las bujías Detección de vibración y monitoreo de la temperatura Comunicación CAN

Simulador de ECU del Motor

Extendiendo el Acceso a FPGAs Control de Motor Personalizado y Embebido

CompactRIO Scan Mode

Protocolo a la Medida de Disparos y Comunicación

IP de Funciones y Ejemplos

Simulador de ECU del Motor

Mediciones Comunes

Obteniendo Mejoras Desde el Software Multinúcleo

FPGA

Mediciones

20 Años de Adquisición de Datos NI Wi-Fi DAQ

PXI NuBus

R Series

PCI

1989 1988 ISA

1996 1995

Ethernet DAQ USB PCI Express

2006

2004 1998

2003

2005

2008 PXI Express

E Series

NI CompactDAQ M Series

Transferencia de Mediciones de Formas de Onda

Insertable en PC

Embebido

Portátil

4 canales ADCs Σ-Δ por canal de 24 bits 50 kS/s de muestreo

Inalámbrico

Distribuido

Mejorando las Mediciones con LabVIEW 8.6

3D map

Wi-Fi para Adquisición de Datos

Sin Cambios de Código para Aplicaciones Existentes

Nueva Visualización de Sensores Integrada para Modelos de Diseños

Acceso a E/S Inalámbricas Mediciones y Control en un Túnel de Viento de en Bustúnel • Aplicación: Medición Tipo y control de viento USB • Requisitos:

PCI

• Desarrollar sistema de medición en el PCI Express laboratorio • Ubicar sistema de medición PXI en cámara de pruebas PXI aExpress • Expandir las mediciones instalaciones remotas de túneles de Ethernet viento

Ambiente de Pruebas

Wi-Fi

Desarrollo en el y Monitoreo Laboratorio Control Remoto

Tecnología

Acceso

Solución

Nueva Generación de Aplicaciones

Tomografía Óptica Coherente • Aplicación – Escáner de OCT más rápido del mundo – Detección temprana de cáncer – Técnica rápida y no invasiva

• Requisitos – De-multiplexar la luz de LED reflejada – Computar FFTs en 3D (1.5M FFTs) – Generar imagen

Corte Transversal del Pulgar

Tomografía Óptica Coherente • Tecnología – Digitalizador SSH de PXI de 8 ca @ 60 MS/s/canal – Coherencia de fase a 10 ps mediante TClk

Medición

• Software – LabVIEW FDS – NI-SCOPE, NI-DAQmx, NI-TClk • Solución de Nueva Generación – Escáner OCT más rápido del mundo – Imagen 3D subcutánea – 1,400 escaneadas axiales/s, cuadros a 16 KHz – 3 mm de profundidad , rango de 40 dB, 23 um resolución

LabVIEW

Monitoreo Remoto para Plantas Generadoras Hidroeléctricas • Aplicación – Sistema integrado de monitoreo de variables – Visibilidad de la eficiencia de la planta y programación de mantenimiento

• Requisitos – Instrumentar mediciones manuales – Instalar equipo en condiciones adversas – Implementación de cálculos matemáticos

Vista de ductos instrumentados

Monitoreo Remoto para Plantas Generadoras Hidroeléctricas • Tecnología – Comunicación distribuidas por fibra óptica – Retroalimentación de sensores • Software – LabVIEW • Solución de Nueva Generación – Monitoreo y cálculo en tiempo real de eficiencia de hidroeléctrica – Visibilidad mundial por Internet

Medición

LabVIEW

Optimización del Proceso de Fundición del Acero Ver VIDEO

• Aplicación

– Gran productor/reciclador de acero – Optimización del proceso de fundición del metal – Automatización por seguridad y eficiencia

• Requisitos – Reducir el consumo de electricidad – Limitar la demanda desde la red eléctrica y evitar fluctuaciones – Control de la protección en tiempo real del equipo de alto voltaje

Optimización del Proceso de Fundición del Acero • Tecnología – CompactRIO – NI Compact FieldPoint

FPGA

• Software – LabVIEW – LabVIEW FPGA

• Solución de Nueva Generación – Proceso para metal optimizado – Monitoreo/control en tiempo real de la demanda a la red eléctrica – Mejora en la eficiencia por 10X – Reducción drástica de los costos de automatización

LabVIEW

Sistemas de Control Inteligente para Aplicaciones Robóticas • Aplicación – Sistema de control adaptativo para aplicaciones de robótica

• Requisitos – Capacidad de ejecutar en diferentes dispositivos de ejecución – Facilidad de interpretación para el usuario – Aplicable a áreas de investigación e industriales

Sistemas de Control Inteligente para Aplicaciones Robóticas • Tecnología – NI CompactRIO • Software – LabVIEW – Intelligent Control Toolbox (propietario) – Módulo LabVIEW FPGA – Módulo LabVIEW Real-Time • Solución de Nueva Generación – Algoritmos para redes neuronales, algoritmos genéticos y lógica difusa – Capacidad de ejecución en PC o dispositivos de tiempo real – Abstracción de la implementación para el usuario

FPGA

LabVIEW

Pruebas en Producción de RF y GPS • Aplicación – Automatizar las pruebas en producción de transceptores satelitales de 3.5 GHz y módulos GPS

• Requisitos – Maximizar la tasa de producción mientras que se minimiza el tamaño físico y costo

Pruebas en Producción de RF y GPS • Tecnología – PXI – Panel PC

• Software

Multinúcleo

– LabVIEW – NI TestStand – NI Switch Executive

• Solución de Nueva Generación – – – – –

Simulación de señales GPS sateliates aéreas Mediciones de señal-mixta y RF Generación de patrones digitales en 32 ca a 50 MHz Medición analógica de 16 bits a 250 kS/s Pruebas paralelas permite probar dos dispositivos simultáneamente

LabVIEW

Mejorando Rendimiento en Pruebas de Producción • Aplicación – Sistema automatizado de pruebas de fin de línea en dispositivo electrónico

• Requisitos – Maximizar la tasa de producción sin invertir recursos a las actualizaciones del código de la aplicación

Mejorando Rendimiento en Pruebas de Producción • Tecnología – PXI – Controlador multinúcleo

Multinúcleo

• Software – LabVIEW – NI TestStand

• Solución de Nueva Generación – Aumento en la tasa de producción equivalente a un día adicional de trabajo a la semana – Cambios implementados al código fueron mínimos

LabVIEW

Acceso Instantáneo a Tecnologías Paralelas Multinúcleo

FPGA

Mediciones

LabVIEW

Escritorio

Real-Time

FPGA

MPU/MCU

Ciclos en LabVIEW – Desde el Kinder hasta el Espacio

LEGO® Education WeDo™ Loop

LEGO MINDSTORMS® NXT Loop

LabVIEW Simulation Loop

LabVIEW FPGA Single-Cycle Timed Loop

LabVIEW While Loop

LabVIEW Real-Time Timed Loop

Honoring Your Achievements Graphical System Design Achievement Awards 2009 Worldwide Recognition 10 Categories 13 Countries 100 Authors

Awards Application of the Year Humanitarian Green Engineering Editor’s Choice Category Finalists and Winners

Details Call for Papers February 2009 Contact Emilie Kopp: [email protected]

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