La Publicación Mundial Sobre Medición y Automatización | Tercer Trimestre 2007

NewsletterInstrumentation

ni.com

6 Diseñando Sistemas Paralelos de Pruebas de Alto Desempeño con LabVIEW

8 Simulación de Sensores en Hardware FPGA

10 El Nuevo Módulo LabVIEW Statechart Fortalece el Diseño de Software

12 Innovador Emplea LabVIEW paraControlar una Silla de Ruedas con el Pensamiento

14 Enfoque Especial:Desplegando desde SistemasUSB hasta Embebidos con laPlataforma de la Serie C de NI

18 Cinco Cosas que Debe Sabersobre el Control de Instrumentospor Ethernet/LAN

21 Petrobras Adopta LabVIEW para Mejorar la Exploración de Petróleo y Gas

22 Reduzca Tiempo de Desarrollocon el Mejorado LabVIEW Project

LabVIEW 8.5Brinda a Ingenieros y Científicos el Poderdel Procesamiento Multinúcleo página 3

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:02 AM Page 1

Dentro de NI

Volumen 19, Numero 4 Tercer Trimestre 2007Instrumentation Newsletter

Editor Ejecutivo John GraffEditor en Jefe Jennifer DawkinsEditor Gerente Andria BalmanEditor Asociado Jenn GilesEditores Contribuyentes Johanna Gilmore,Shannon Jordy, Jamie Lynn Robitaille

Editores de Español Gustavo Valdés,Patricia VillagomezGerente Creativo Joe SilvaDirector de Arte Adam HampshireDiseñador Gerald CodinaIlustraciones Brent Burden

Gerentes de Diseño Steven Lasher, Laura ThompsonArtista de Producción Pam NaltyEditor de Fotografía Nicole KinbarovskyCoordinación de Fotografía Kathy BrownEspecialista de Producción Judy PinckardCoordinación de Circulación Tiffany Kunetka

© 2007 National Instruments Corporation. Todos los derechos reservados. ActiveMath, AutoCode, BioBench, BridgeVIEW, Citadel, CompactRIO, Crashbase, CVI, DAQCard, DAQ Designer, DAQPad, DAQ-STC, DASYLab, DIAdem,DIAdem CLIP, DIAdem-INSIGHT, DocumentIt!, Electronics Workbench, FieldPoint, Flex ADC, FlexDMM, FlexFrame, FlexMotion, HiQ, HS488, IMAQ, Instrumentation Newsletter, Instrupedia, LabVIEW, LabVIEW Player, Lookout, MANTIS, MATRIXx, Measure, Measurement Ready, Measurement Studio, MITE, Multisim, MXI, NAT4882, NAT7210, NAT9914, National Instruments, National Instruments Alliance Partner, NI, NI-488, ni.com, NI CompactDAQ, NI Developer Suite, NI-Motion, NI Motion Assistant, NI SoftMotion, NI TestStand, NIWeek, RIDE, RTSI, SCXI, Sensors Plug&Play, SignalExpress, SystemBuild, The Software is the Instrument, The Virtual Instrumentation Company,TNT4882, TNT4882C, Turbo488, Ultiboard, VAB, VirtualBench, VXIpc, y Xmath son marcas registradas de National Instruments. Linux® es la marca registrada de Linus Torvalds en Estados Unidos y otros países. Los nombres de los productos y las razones sociales mencionados son marcas registradas o nombres comerciales de sus respectivas compañías.

Instrumentation Newsletter es publicado trimestralmente por National Instruments Corporation,11500 N Mopac Expwy, Austin, TX 78759-3504 US.

Participación de los Clientes en LabVIEW 8.5

Los equipos de investigación, desarrollo y de mercadotecnia de NI LabVIEWdeben valorar las solicitudes de los usuarios y los puntos de soporte principalescontra los planes a largo plazo para el ambiente y lenguaje de LabVIEW. Portanto, este proceso normalmente inicia con anticipación de meses o años yresulta en nuevas características, mejoras y soluciones de errores que facilitanel desarrollo y despliegue de aplicaciones en LabVIEW.

Ya que normalmente existe una cantidad significativa de tiempo de trabajoantes de cada versión, hemos querido darles una idea de cómo ustedes,nuestros clientes, influencian la toma de decisiones detrás de cada nuevaversión de LabVIEW. Primero, usted puede presentar sugerencias vía la Webusando el NI Product Suggestion Center. Esta interfaz de ni.com promueve loscomentarios y retroalimentación sobre todos los productos de NI, incluyendoLabVIEW. Los empleados de investigación y desarrollo monitorean y registranlas propuestas y las dirigen hacia los equipos apropiados para su consideración.En la última versión de LabVIEW 8.5, por ejemplo, la facultad de tener “ciclos For”condicionales es el resultado directo de solicitudes presentadas por clientes através del Product Suggestion Center.

Usted también puede contactar a su ingeniero de campo local de NI al departamento de Ingeniería de Aplicaciones de NI para comentarios osolicitudes sobre LabVIEW. Además del soporte a los clientes, una de lasresponsabilidades principales del grupo es proveer retroalimentación yactuar como abogados del cliente. NI reconoció que el desempeño de lasvariables compartidas y el reporte de errores fueron temas mayores enLabVIEW 8 y LabVIEW 8.20 debido a la sustancial retroalimentación recibida a través de los ingenieros de campo y de aplicaciones. Como resultado,ambos fueron drásticamente mejorados en LabVIEW 8.5.

Otro canal directo que provee retroalimentación es NIWeek, la conferenciaanual de usuarios de National Instruments que se realiza durante el mes de Agosto en Austin, Texas. NIWeek ofrece tres días de sesiones técnicasinteractivas, exhibiciones y talleres sobre las últimas tendencias de la industriay herramientas para la automatización, manufactura, diseño y prueba. Ésta

también se caracteriza por una fuerte representación y activa participación deingenieros de NI, incluyendo los programadores y responsables estratégicos deLabVIEW. En NIWeek 2006, varios usuarios de LabVIEW dieron a conocer susevaluaciones sobre el LabVIEW Project directamente a sus desarrolladores y,como consecuencia, ya se han realizado grandes cambios.

La última versión de LabVIEW, LabVIEW 8.5, introduce muchascaracterísticas que específicamente responden a solicitudes del usuario, talescomo las mencionadas previamente. Esto incluye la mejora del LabVIEW Project,el cual le ayuda a diagnosticar rápidamente problemas de referencias cruzadas(ver el artículo Punto de Vista del Desarrollador en la página 22), y la ejecucióndeterminística de aplicaciones LabVIEW Real-Time en sistemas multinúcleo (verel artículo de portada en la página 3). Mejoras adicionales incluyen herramientasde optimización de memoria tal como la estructura In Place Element, laposibilidad de fusionar VIs separados en un solo VI y conectividad mejorada concontroladores de lógica programable (PLCs). NI también ha instituido númerosseriales de por vida para eliminar las confusiones causadas por la publicación de nuevos números seriales con cada versión de LabVIEW.

Esta edición de Instrumentation Newsletter representa el lanzamientoformal de LabVIEW 8.5 y un logro más para el equipo de desarrollo deLabVIEW. Por todo lo anterior, esperamos que esto represente un éxito mayorpara nuestros clientes debido al impacto significativo que usted tiene en lasnuevas características, no solo en esta última versión sino en cada versión deLabVIEW. A nombre de National Instruments, le damos las gracias. Esperamosque disfrute su última versión de LabVIEW.

– John GraffJohn Graff ha estado con National Instruments desde 1987 y es vice presidente de mercadotecnia y operaciones al cliente. Él obtuvo una Licenciatura en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por parte de The University of Texas en Austin.

La planeación de todas las características a implementar en una nueva versión de LabVIEW de National Instruments requiere de un gran empeño.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/5/07 10:30 AM Page 2

Portada

ni.com/latam ni.com/mexico

La Ley de Moore, la cual establece que el número de transistores en un chip se doblará entre cada 18 a 24 meses, aún permanece válida como lo ha sidopor los últimos 40 años más, pero ya no se traduce en un incremento lineal de desempeño. Previamente, los fabricantes de chips incrementaron lasvelocidades de reloj del procesador para doblar el desempeño de un chip – desde 100 hasta 200 MHz y más recientemente en el rango de los multi-Gigahertz (GHz).

Hoy en día, sin embargo, incrementar la velocidad de reloj para obtenerganancia en desempeño ya no es viable debido al consumo de potencia y lasrestricciones en disipación de calor. Los proveedores de chips se han movidohacia una arquitectura totalmente nueva en chips con los procesadores demúltiples núcleos en un solo chip. Con los procesadores multinúcleo, losprogramadores pueden abarcar un trabajo total mayor que con un solo núcleo.Sin embargo, para aprovechar los procesadores multinúcleo, los programadoresdeben considerar la forma en la cual desarrollan las aplicaciones. En palabrasde Herb Sutter, un arquitecto de software de Microsoft, “el pase gratis haterminado” para los desarrolladores que esperan ver ganancias inmediatas en desempeño en aplicaciones de software cuando los usuarios finalessimplemente actualicen sus computadoras a unas con procesadores másrápidos. En conclusión, los programadores ahora tienen que trabajar con el fin de lograr mejoras continuadas en desempeño.

Los programas secuenciales vieron mejoras en el desempeño comoresultado de los incrementos en velocidad de reloj de un procesador; actualizara una computadora con un CPU más rápido significó que cada instrucciónindividual en una serie podría correr más rápido. Para continuar obteniendoganancias en el desempeño con los sistemas multinúcleo, los desarrolladoresrequieren diseñar sus aplicaciones de tal forma que dividan el trabajo entre los núcleos – es esencial el desarrollo de una aplicación en paralelo en lugar de una secuencial.

Afortunadamente, el software LabVIEW de National Instruments permitecompletamente la explotación de todo el poder de los chips multinúcleo porparte de los ingenieros y científicos, por tres razones principales:

1LabVIEW es un lenguaje de programación gráfico y de flujo de datos. Desarrolladores pueden fácilmente visualizar tareas en paralelo enLabVIEW, haciendo posible desarrollar nuevas aplicaciones y modificarlas existentes con el fin de aprovechar los procesadores multinúcleo.LabVIEW ha sido multihilo desde la versión 5.0, y ahora, la versión 8.5introduce nuevas mejoras para aprovechar los procesadores multinúcleo.

2LabVIEW brinda el desempeño multinúcleo al hardwareembebido de tiempo real. LabVIEW 8.5 lleva la capacidad automática de multitareas encontradaen los sistemas operativos de escritorio tales como Windows y Linux® –conocido como multiprocesamiento simétrico (SMP) – a los sistemasdeterminísticos en tiempo real.

3LabVIEW está arriba del stack de software “listo para multinúcleo”. Cada capa de una aplicación LabVIEW (por ejemplo, el código deaplicación LabVIEW, las funciones de bajo nivel y los controladores de E/S) es segura para ejecución multihilos y aprovecha losprocesadores multinúcleo.

LabVIEW es un Lenguaje Gráfico y de Flujo de DatosEl principal beneficio de desarrollar su aplicación en LabVIEW es la naturalezaintuitiva y gráfica del lenguaje. En LabVIEW, usted soluciona su problema deingeniería como si estuviera dibujando un diagrama de bloques en un papel. Los modernos procesadores multinúcleo hacen de LabVIEW una opción aúnmás favorable como una herramienta de programación debido a su capacidadde expresar y ejecutar tareas en paralelo.

La naturaleza de flujo de datos de LabVIEW significa que encualquier momento que el código posea una ramificación en un cable, o una secuencia paralela en el diagrama de bloques, el compiladorsubyacente de LabVIEW trata de ejecutar el código en paralelo. Entérminos científicos de computación, esto es llamado “paralelismoimplícito” debido a que usted no tiene que escribir el códigoespecíficamente con el propósito de correrlo en paralelo; el lenguajegráfico de LabVIEW se encarga en cierto grado del paralelismo por sí mismo. (continúa en la página 4)

LabVIEW 8.5 Brinda a Ingenieros y Científicos el Poder del Procesamiento Multinúcleo

3Linux® es la marca registrada de Linus Torvalds en U.S. y en otros países.

Figura 1. El código LabVIEW esintrínsecamente paralelo.

Las velocidades de los procesadores han llegado a su tope en los años recientes.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:02 AM Page 3

Q3 2007

El beneficio teórico en desempeño al moverse desde unacomputadora con un solo núcleo a una dual es una mejora dedos veces. Pero la cercanía a este límite es una función decuánto pueda hacer que su programa se ejecute en paralelo.Los programadores en LabVIEW representan naturalmente sussoluciones en paralelo. Algunas pruebas de rendimiento deaplicaciones comunes en LabVIEW, sin tener en cuenta técnicasde programación multinúcleo, muestran una mejora en desempeñoen el orden de 15 a 20 por ciento sin cambiar el código.

La Figura 1 es un ejemplo de una aplicación simple en la cual una ramificación en el código de LabVIEW facilita dos tareas de análisis – una operación de filtrado y unatransformada rápida de Fourier (FFT) – para ejecución paralelaen una máquina de núcleo dual. Debido a que ambas tareas son computacionalmente intensivas, la mejora al ejecutar elprograma en un núcleo contra dos núcleos tiene un incrementode 1.8 veces.

Los desarrolladores que emplean herramientas tradicionales basadas entexto deben usar complejas estructuras de codificación, llamados hilos othreads, para implementar paralelismo en estos lenguajes de programación.La administración de estas aplicaciones multihilo puede representar unverdadero reto. En C, usted debe administrar la sincronización a través de candados, mutexes, acciones atómicas y otras técnicas avanzadas deprogramación. Cuando múltiples hilos se vuelven complicados de seguir, puedenaparecer dificultades comunes de programación, tales como las siguientes:

� Ineficiencias debidas a demasiados hilos� Puntos muertos – los hilos se atascan en esperas

y no pueden proceder con el procesamiento� Condiciones de carrera – administración incorrecta del tiempo

de ejecución, y de ello, los datos correctos pueden estar ya sea no disponibles cuando se les requiere o haber sido sobrescritos

� Contención de memoria – múltiples hilos tratan de acceder la memoria al mismo tiempo

Posterior al desarrollo de código, otro ejemplo del incremento enproductividad es la capacidad de realizar depuraciones básicas en LabVIEWcomo la ejecución resaltada y las puntas de pruebas, tal como se muestra en la Figura 2.

Al opinar sobre LabVIEW para el desarrollo de multinúcleo, Scott Sirrine,ingeniero líder de producto de Eaton Corporation, dice, “El hecho que LabVIEWsea un lenguaje de flujo de datos con multihilo automático presenta dosventajas claves sobre otros lenguajes de programación – productividad en el desarrollo y desempeño de la ejecución.”

Aunque LabVIEW se encarga de muchos de los retos de desarrollomultinúcleo, aún hay casos en los cuales usted puede mejorar aún más el desempeño de un sistema empleando estrategias de optimización en el código. Tres estrategias de ejemplo son las siguientes:

� Paralelismo de tareas – dividir su programa en tareas que se ejecutan en paralelo

� Pipelining – dividir los algoritmos secuenciales en etapas iguales que son particionadas entre varios núcleos

� Paralelismo de datos – dividir grandes conjuntos de datos en subconjuntos y operar sobre ellos de forma paralela Usted puede encontrar ejemplos de cada una de estas técnicas

de optimización en ni.com/multicore.

LabVIEW Brinda el Desempeño Multinúcleo al Hardware Embebido de Tiempo Real Los ingenieros históricamente han confiado en herramientas que no estánoptimizadas para la programación en paralelo requerida y así aprovechar los sistemas multinúcleo embebidos. LabVIEW 8.5 proporciona de formaautomática la organización multihilo para los sistemas que van desdeescritorio – conocidos como SMP – hasta los determinísticos en tiempo real.El Módulo LabVIEW 8.5 Real-Time adiciona soporte de primera clase parasistemas multinúcleo mediante las siguientes características:

4

Figura 2. Incremente su productividad en LabVIEW mientras depura código paralelo con la ejecución resaltada y las puntas de pruebas.

Figura 3. Aproveche las capacidades de soporte y de depuración visual de LabVIEW 8.5 Real-Time con el Real-Time Execution Trace Toolkit 2.0.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:02 AM Page 4

5

� Usted puede realizar el balanceo automático de carga a través de varios núcleos (SMP) en sistemas embebidos de tiempo real

� Para secciones críticas de código, ahora usted puede asignar ciclos detiempo a núcleos del procesador (afinidad de procesador) específicos para aislarlos del resto de su aplicación al colocarlos dentro de unaestructura de ciclo de tiempo

� Gracias al Real-Time Execution Trace Toolkit 2.0, puede visualizarfácilmente los hilos y núcleos de procesador sobre los cuales sus VIsestán corriendo con el fin de sintonizar sus sistemas de tiempo real para un desempeño óptimo

LabVIEW Está Arriba del Stack de Software “Listo para Multinúcleo”Intel ha definido cuatro capas del stack de software que usted debe evaluarpara determinar la “disponibilidad” para desarrollo multinúcleo. Estas cuatrocapas son el sistema operativo, controladores de dispositivos, aplicaciones/librerías y herramientas de desarrollo. Los programas en paralelo no corren de forma más rápida en sistemas multinúcleo si las librerías y controladoresque usted esté empleando no están aptas para multinúcleo o si el sistemaoperativo no puede balancear la carga de tareas a través de múltiples núcleos.

Un ejemplo de una capa de software controlador de dispositivos es elsoftware controlador NI-DAQmx. NI-DAQ Tradicional (o de Legado) esseguro para llamadas en hilo, lo cual significa que toda la librería bloqueaotros hilos de posibles llamados a ella cuando una función NI-DAQ esinvocada. A primera vista este comportamiento puede parecer lógico debidoa que NI-DAQ es usado para controlar hardware, el cual es normalmenteentendido como un solo recurso. NI-DAQmx, el controlador moderno de DAQ completamente reescrito, es reentrante – lo cual significa quemúltiples tareas DAQ se pueden ejecutar en paralelo sin bloquear hilos,proporcionando un ambiente totalmente paralelo. Con esta alternativa, el controlador asiste su aplicación en la ejecución de múltiples tareas enparalelo en la misma tarjeta, como es el caso de E/S analógica y digital de forma independiente.

LabVIEW – El Lenguaje Ideal para Programación en ParaleloMuchos consumidores verán algún beneficio en los sistemas multinúcleo con la capacidad mejoradade correr múltiples aplicaciones (e-mail, video,procesadores de texto y mucho más) al mismo tiempo,lo cual es conocido como multitarea. Sin embargo, loanterior entrega poco beneficio para un desarrolladorque busca optimizar una sola aplicación.

Ingenieros y científicos que buscan mediciones más rápidas para pruebas o velocidades de ciclomejoradas en aplicaciones de control, necesitanconsiderar la forma en la cual ellos pueden

implementar aplicaciones en paralelo. Con LabVIEW, usted puede aprovecharun ambiente de software que es ideal para programación en paralelo debido ala naturaleza de flujo de datos del lenguaje, el soporte multinúcleo para eldesarrollo de plataformas embebidas con LabVIEW Real-Time y el stack desoftware desde la capa superior a la inferior listo para multinúcleo.

– Jeff MeiselJeff Meisel es el gerente de producto para el Módulo LabVIEW Real-Time. Él posee una Licenciatura en Ciencias en Ingeniería de Computación por Kansas State University.

Para aprender más sobre la implementación de soluciones usandoestas técnicas en LabVIEW, visite ni.com/info e ingrese nsi7301.

LabVIEW se encuentra a la cabeza para la programación desistemas multinúcleo debido a su paralelismo inherente; sinembargo, mejoras claves en la versión 8.5 optimizan aún másel desempeño multinúcleo.

Desempeño� Control de eventos y de hilos optimizado � Soporte multinúcleo para LabVIEW Real-Time con procesamiento

simétrico en tiempo real (SMP)

Optimizaciones de Algoritmos y Memoria� Compatibilidad con algoritmos BLAS para crear aplicaciones

optimizadas de matemática y de procesamiento de señales� Funciones mejoradas para administración de memoria

Desarrollo de Aplicaciones� Visualización para la depuración de errores basada en trazas

Para aprender más sobre otras características nuevas enLabVIEW 8.5, vea las páginas 22-23.

ni.com/latam ni.com/mexico

Características Relacionadas conMultinúcleo en LabVIEW 8.5

Stack de Software El Significado de “Listo pata Multinúcleo” Soporte LabVIEW

Herramienta de desarrollo

Soporte provisto en el sistema operativode elección; la herramienta facilita la implementación multihilo y la optimización

�

Ejemplo: La naturaleza multihilo de la optimización

Librerías Thread-safe, librerías reentrantes �

Ejemplo: librerías matemáticas BLAS

Controladores de Dispositivo

Controladores construidos para un óptimodesempeño multihilo

�

Ejemplo: Software controlador NI-DAQmx

Sistema Operativo El sistema operativo soporta el multihilo y multitarea y puede balancear la carga de tareas del SO

�

Ejemplo: Soporte para los sistemas operativosWindows, Mac OS, Linux y LabVIEW Real-Time

Tabla 1. LabVIEW es ideal para la programación en paralelo debido en parte al stack de software, desde la capasuperior hasta la inferior, listo para multinúcleo.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:02 AM Page 5

6

Frank Lloyd Wright, un influyente arquitecto del siglo XX, dijo una vez, “Cadagran arquitecto… debe ser un gran intérprete original de su tiempo, sus díasy su era.” Lo mismo puede ser dicho para los arquitectos de sistemas deprueba. Ellos deben interpretar las tecnologías que evolucionan, tales como los procesadores multinúcleo y los buses de datos de alta velocidad como PCI Express, a medida que ellos diseñan, desarrollan e implementan lossistemas que les han sido encomendados para construcción. Combinando estastecnologías con el software LabVIEW de National Instruments y el softwareadministrador de prueba NI TestStand, ingenieros de prueba pueden crearsistemas de prueba de alto desempeño capaces de procesamiento paralelo, de mediciones paralelas e incluso de pruebas totalmente paralelas en el piso de producción.

Procesamiento ParaleloEn los diseños tradicionales de CPU, el desempeño está limitado por desafíospragmáticos tales como la disipación de calor debido a las altas velocidades de reloj. Para asegurar que la plataforma de PC no se quede atrás ante las demandas crecientes en procesamiento, los fabricantes de chips handesarrollado nuevos procesadores con múltiples núcleos de procesamiento. Para que las aplicaciones automatizadas de pruebas aprovechen los beneficiosdel desempeño y rendimiento de la tecnología multinúcleo, las aplicaciones desoftware deben apuntar hacia los múltiples núcleos de procesamiento creandomúltiples hilos que se ejecuten en los núcleos.

Sin embargo, escribir aplicaciones multihilo en un lenguaje de programaciónbasado en texto, tal como C, no es algo trivial para la mayoría de los diseñadorese ingenieros de prueba y requiere de experiencia en la semántica de creación

y administración de hilos y de pasar datos a través de ellas enforma hilo seguro. Al usar ambientes de programación gráficos, tal como NI LabVIEW, ingenieros pueden aprovechar totalmente el poder del procesamiento multinúcleo. Como se muestra en la Figura 1, dos ciclos en LabVIEW que no comparten unadependencia de dato automáticamente se ejecutarán en hilosseparados abstrayendo los detalles de la administración dehilos lejos del desarrollador.

Mediciones ParalelasLas mediciones paralelas requieren que cada uno de lossubcomponentes de un sistema de prueba, no solo elcomponente de procesamiento, soporten un modelo paralelo.Esto incluye la transferencia y la adquisición de datos.

La mayoría de los buses de transferencia de datos para instrumentaciónmodular de hoy en día – incluyendo PCI, USB, Ethernet y GPIB – no soportanun modelo de transferencia de datos completamente paralelo debido a que los dispositivos en el bus comparten el ancho de banda. Si la tasa deadquisición o generación acumulada de los dispositivos de E/S es mayor a la velocidad a la cual el bus está disponible, se podrían perder datos. Una solución común para este problema es realizar mediciones secuenciales e integrar grandes bufers de memoria en la tarjeta de E/S para que así los datos no se pierdan mientras esperan por la disponibilidad del bus de comunicaciones.

Núcleo 4Núcleo 3

Núcleo 2Núcleo 1

Procesador de Cuatro Núcleos

Sistema Operativo

Número de Dispositivos321

PCI (32 bit, 33 MHz)x1 PCI Expressx4 PCI Express

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

Tasa

de

Tran

sfer

enci

a To

tal d

el B

us (M

B/s)

Diseñando Sistemas Paralelos de Pruebas de Alto Desempeño con LabVIEW

Información Relevante

Figura 1. El compilador de LabVIEW crea hilos separados de ejecución para secciones paralelas decódigo, sin configuración requerida por parte del usuario.

Q3 2007

Los arquitectos de sistemas de pruebas deben interpretar las tecnologíascambiantes, tal como el caso de los procesadores multinúcleo y los buses de datos de alta velocidad, a medida que ellos diseñen, desarrollen eimplementen sistemas de prueba.

Figura 2. PCI Express provee ancho de banda dedicado en lugar de transferenciacompartida de datos, incrementando significativamente la cantidad de datos queusted puede adquirir y transferir a disco.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:02 AM Page 6

7ni.com/latam ni.com/mexico

En contraste, PCI Express, lo último en buses de transferencia de datos de alto desempeño, ofrece un ancho de banda dedicado para cadadispositivo mientras entrega un rendimiento aún mayor que cualquiera delos otros buses comerciales de comunicación mencionados previamente.Disponible en x1, x4, x8 y x16 líneas (pronunciado “por 1,” “por 4” y asísucesivamente), PCI Express provee 250 MB/s de rendimiento útil por línea. Las opciones x1 y x4 son las más comunes para hardware de tipoinstrumentación y proveen 250 MB/s y 1 GB/s (cuatro líneas a 250 MB/s) de rendimiento dedicado, respectivamente.

A medida que una tarjeta PCI Express adquiere datos, estos sontransferidos desde la memoria en la tarjeta a través de una línea PCI Expressdedicada y fluyen hacia un disco duro o hacia la memoria del sistema. Una vez en la memoria del sistema, la aplicación LabVIEW puede acceder los datos,y si se emplea junto con un procesador multinúcleo, la medición paralela secompleta, abarcando desde señales hasta mediciones finales.

Prueba ParalelaCon el procesamiento multinúcleo, PCI Express y LabVIEW, arquitectos depruebas pueden crear sistemas paralelos de medición capaces de probar

una sola unidad bajo prueba (UUT) a la vez. La definición de prueba paralela,sin embargo, es que múltiples UUTs seansometidas simultáneamente a prueba. Laalternativa es probar secuencialmenteUUTs, una después de la otra. Aunque laspruebas paralelas claramente reducen eltiempo de prueba agregado, incrementanel rendimiento de la misma y mejoran eluso de los instrumentos (ver Figura 4), lacomplejidad de desarrollar un sistemaparalelo de prueba puede ser totalmenteprohibitivo. El desarrollo de softwareadministrador de pruebas queimplemente la prueba de múltiples

UUTs al mismo tiempo requiere de una comprensión a bajo nivel de como el sistema operativo trabaja con operaciones en paralelo, tal como el caso de Windows Critical Sections, y consideraciones cuidadosas de cómoimplementar el compartir múltiples instrumentos a través de varias UUTs sin crear conflictos o cuellos de botella.

Una alternativa para desarrollar un sistema personalizado de pruebaparalela desde el principio es usar un software administrador de pruebacomercial, tal como NI TestStand. NI TestStand abstrae la complejidad de bajo nivel en el desarrollo de sistemas de pruebas paralelas usandocaracterísticas incluidas para la ejecución de secuencias paralelas de pruebaen múltiples hilos y administrando tanto los recursos de sistema operativocomo de instrumentos.

Completando la Arquitectura de Pruebas Paralelas Los procesadores multinúcleo y PCI Express están cambiando el panoramade las PC modernas y están ayudando a la programación gráfica de LabVIEWcumplir la promesa de ofrecer un procesamiento y mediciones verdaderamenteparalelas basados en el flujo de datos de la lógica de un ingeniero. Cuando NI TestStand se emplea en conjunto, se completa la arquitectura de pruebasparalelas. El resultado son sistemas de prueba con un rendimiento mejorado de datos, usando PCI Express; un poder de procesamiento mejorado, usandoLabVIEW y procesadores multinúcleo; y finalmente costos de prueba totalesdisminuidos por UUT, usando NI TestStand.

– S. Craig AndersonS. Craig Anderson es el gerente del grupo de mercadotecnica para Software de Pruebas. El posee una Licenciatura en Ciencias en IngenieríaEléctrica de la Brigham Young University.

Para aprender más sobre la creación de arquitecturas de pruebasparalelas con LabVIEW, visite ni.com/info e ingrese nsis7302.

Figura 4. Probar múltiples UUTs en paralelo reduce el tiempo de prueba mientras mejorael uso de los instrumentos.

Procesador de Cuatro Núcleos

PXI Express (1 GB/s)

PXI Express (1 GB/s)

PXI Express (1 GB/s)

Bluetooth

LCD

Power

Núcleo 4Núcleo 3

Núcleo 2Núcleo 1

Sistema Operativo

Figura 3. PCI Express y la instrumentación modular proveen un modelo escalable para mediciones paralelas.

Prueba 3Prueba 2Prueba 1

Prueba 2Prueba 1Prueba 3

Prueba 1Prueba 3Prueba 2

Prueba 3Prueba 2Prueba 1

UUT 4

UUT 3

UUT 2UUT 1

Prueba 3Prueba 2Prueba 1

Prueba 3Prueba 2Prueba 1

Prueba 3Prueba 2Prueba 1

Prueba 3Prueba 2Prueba 1

UUT 4

UUT 3

UUT 2UUT 1

Prueba en Paralelo en Autoscheduling

Prueba Secuencial

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/5/07 10:32 AM Page 7

Q3 2007

Información Relevante

8

Simulación de Sensores en Hardware FPGA

La simulación de sensores es el procesode proveer señales simuladas de unsensor lo más reales posibles en lasentradas de un dispositivo bajo prueba(DUT) y evaluar cómo responde una pieza de equipo a través de un ampliorango de condiciones de operación.

El gran beneficio de simular lossensores es la posibilidad de forzar loslímites operacionales de un ambientedeterminado con el fin de probarcondiciones de falla que por lo demás podrían ser dañinas o peligrosas,dándole a su prueba una mayor cobertura con un riesgo menor. Usted puedeimplementar y probar cambios en los componentes del sistema sin el temor de destruir equipo costoso. Por ejemplo, puede verificar una unidad de controlde motor (ECU) sin operar el motor real a temperaturas altas por periodosextendidos de tiempo. Las señales simuladas pueden ir desde simples formasde onda analógicas hasta protocolos digitales personalizados. Aprovechandola inherencia del procesamiento paralelo, hardware como FPGAs (arreglo decompuertas programables en campo) provee el desempeño y flexibilidad parasimular simultáneamente una gran variedad de sensores en el tiempo real.

¿Por qué Usar FPGAs?Los FPGAs son ideales para la simulación de sensores, básicamente porque sepueden adaptar a múltiples tipos de sensores dentro de requerimientos detiempo precisos. Usted puede personalizar cada salida de sensor dentro delrango de los nanosegundos y sincronizar totalmente varias señales para crearsimulaciones exactas de un estado específico de operación. En muchos casos,sin embargo, los sensores operan independientemente y se actualizan avelocidades diferentes. Con la naturaleza realmente paralela de los FPGAs, losbloques de silicio dedicados también pueden operar sin ninguna interferenciacausada por otras partes de la aplicación.

Mientras la mayoría de los sensores producen una señal analógica con baseen sus mediciones, existen muchos sensores que comunican la información de forma digital, usando métodos tales como la modulación en ancho de pulsoo protocolos serializados. Una concepción basada en FPGA puede integrarfácilmente el proceso requerido para generar complejas señales digitales asícomo también formas arbitrarias de ondas analógicas sin afectar el desempeñode otras tareas en la aplicación.

Históricamente, la tecnología FPGA ha sido limitada a ingenieros de diseñode hardware con amplio conocimiento en lenguajes de descripción de hardware(HDLs). Muchos expertos en el campo de equipos automatizados de prueba

(ATE) o en pruebas de hardware-in-the-loop (HIL) poseen un conocimientolimitado en el desarrollo de FPGA. Ya que la tecnología FPGA ha crecido enpopularidad, la industria debe entregar a expertos e ingenieros de diseño un lenguaje de mayor nivel para programación de FPGAs. El ambiente deprogramación gráfica LabVIEW de National Instruments ha entregadoconsistentemente el poder de un software de alto desempeño a los expertos, y NI LabVIEW FPGA está acercando la disponibilidad de hardware para los mismos ingenieros y científicos.

Ejemplo de Aplicación – Simulación de LVDTsUn transformador diferencial de variación lineal (LVDT) es un sensor queincorpora un transformador diferencial con un núcleo magnético deslizante.Siendo alimentado por una fuente de excitación AC, el LVDT genera un par deseñales AC de salida que son moduladas de acuerdo con la posición mecánica(desplazamiento) del núcleo. La salida ideal de un LVDT sin acondicionamientode señal es una versión escalada de la señal de excitación. Este factor de escalapuede ser positivo o negativo y es proporcional a la distancia desde el centromecánico del dispositivo. La computadora central pasa el desplazamiento enforma de un factor de escala que se multiplica ya sea con la señal generada o con la excitación del mundo real. El VI principal emplea las entradas de laposición simulada y la sensibilidad deseada para calcular un factor de escala.Éste es entregado al FPGA a través de la variable Sim LVDT Scaling. La Figura 1 es la interfaz gráfica del subVI para la simulación de LVDT.

En el FPGA, usted programáticamente puede decidir si usar una excitacióninterna o externa y pasar el valor a través del registro de desplazamiento almultiplicador y al reajuste de bit. Ésta aplica la escala apropiada a la señal conbase en el desplazamiento simulado y finalmente mantiene el punto de dato enun canal de salida analógica. La técnica de pasar el dato a la siguiente iteraciónes el método gráfico de pipelining para optimización FPGA. Con el nuevo VI Express para generación de ruido en LabVIEW 8.5, usted puede inclusoadicionar algún ruido a la salida para dar a su DUT una simulación más real.

Figura 1. Ejecutando en Windows o LabVIEW Real-Time, este código maestro se comunica con la simulación LVDT corriendo en el FPGA.

Los sistemas automáticos de pruebas pueden evaluar la funcionalidad del hardware de medición y de control simulando señales del mundo real y verificando la respuesta esperada.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 8

ni.com/latam ni.com/mexico 9

Con LabVIEW 8.5, puede encontrar este ejemplo de LVDT así como otrosbloques IP de simulación de sensores en el nuevo FPGA IPNet en línea. Similaral Instrument Driver Network (ni.com/idnet), IPNet es un sitio (ni.com/ipnet)para búsqueda, descarga e incluso compartir IP de FPGA en forma de funcionesmodulares o ejemplos FPGA completos.

Con la simulación de sensores, puede incorporar señales del mundo realdentro de su sistema de prueba para simular un amplio rango de ambientes de operación. Luego que ha verificado toda la funcionalidad usando elambiente simulado, puede conectar el hardware crítico bajo prueba a laplanta del sistema actual para un despliegue final. La naturaleza flexible delos FPGAs con una operación realmente paralela las hacen ideales para lasimulación simultánea de múltiples tipos de sensores. Usando un lenguaje de programación de alto nivel tal como LabVIEW, usted puede aprovechar latecnología FPGA a través de cualquier industria. Usando hardware comercial,también puede desarrollar eficientemente sistemas de prueba, sin necesidadde experiencia previa en el diseño de hardware FPGA.

– Rick KuhlmanRick Kuhlman es un gerente de producto para LabVIEW FPGA. El posee títulos de Licenciatura y Maestría en Ingeniería Eléctrica, así como un MBA,de University of Tennessee.

– Vineet AggarwalVineet Aggarwal es un gerente de producto para los productos inteligentesde adquisición de datos de NI. El posee un título de Licenciatura en IngenieríaEléctrica por Ohio State University.

Para ver un seminario Web de 10 minutos sobre las nuevascaracterísticas en el Módulo LabVIEW 8.5 FPGA, visite ni.com/infoe ingrese nsi7303.

Figura 2. Este código LabVIEW FPGA simula tanto el bobinado LVDT con base en la excitación seleccionable como el factor de escala desde la aplicación principal.

Las nuevas características en el Módulo LabVIEW 8.5 FPGAincluyen las siguientes:

LabVIEW FPGA Project Wizard – asistente basado enconfiguración mediante pantallas para la generación de códigoen muchas aplicaciones FPGA

Soporte para el Módulo LabVIEW Statechart – abstracción de alto nivel para el diseño de FPGAs con representaciónestándar industrial de diagramas de estados.

Nuevas Iniciativas para IP de FPGA, incluyendo lo siguiente:� Nuevos VIs Express para la generación de señales y filtrado� PID y filtros multicanal para un mejor uso de FPGA� Un nuevo sitio de búsqueda, descarga y para compartir IP de FPGA

de LabVIEW en ni.com/ipnet� Modularidad y características de reutilización de código

para la elaboración de su propio IP

Matemática de punto-fijo – un tipo de dato totalmente nuevo de LabVIEW que entrega soporte de tipo experimental para puntodecimal y anchos en bit arbitrario en aplicaciones de LabVIEW FPGA

¿Qué Hay de Nuevo en LabVIEW FPGA?

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 9

Q3 2007

Productos a Fondo

10

El Nuevo Módulo LabVIEW Statechart Fortalece el Diseño de Software El lanzamiento de LabVIEW 8.5 de National Instruments introduceuna nueva poderosa herramienta de diseño de software – el MóduloNI LabVIEW Statechart. Con esta nueva adición a la plataforma deLabVIEW, programadores pueden diseñar aplicaciones a un nivelsuperior de abstracción antes no posible. Con base en los diagramas de estados de UML, programadores pueden definir estados, transicionesy eventos para simplificar la implementación de protocolos decomunicación, el diseño de aplicaciones para protección de sistemas, la creación de una interfaz de usuario y el desarrollo de máquinas deestados. Programadores pueden desplegar diagramas de gráficos de estados en LabVIEW hacia muchos objetivos computacionalesincluyendo PCs de escritorio, controladores de tiempo real y FPGAs.

El nuevo modelo de programación, denominado gráfico odiagrama de estados, es una expansión del diagrama clásico deestados que da lugar a algunas de las principales limitaciones de las máquinas finitas de estados. El gráfico de estados adiciona trescualidades principales a las máquinas de estados – jerarquía,concurrencia y acciones comprehensivas.

Con la jerarquía en los gráficos de estados, programadores puedendefinir “superestados” que contienen subestados embebidos y anidadosjunto con otros. Los superestados también encapsulan acciones completas,acciones de salida y transiciones. Por ejemplo, una sola transición desde unsuperestado representa una transición desde cada uno de los subestadoscontenidos. Esta característica simplifica enormemente los diagramas y el desarrollo. En la Figura 1, la transición etiquetada como “Handle Error” puede ocurrir cuando el sistema está en alguno de los seis estados dentro del control del tanque.

Los gráficos de estados también incluyen concurrencia, lo cual significaque dos o más estados pueden estar activos al mismo tiempo, resultando

en un “estado-and.” Los estados-and son especialmente útiles paradescribir funciones independientes de un sistema dentro del mismodiagrama. El sistema, mostrado en la Figura 1, podría estar tanto en elestado “Empty Tank” como en el estado “Heat Tank” simultáneamente.Debido a que el software LabVIEW es paralelo de forma inherente, laconcurrencia de gráficos de estados se ajusta adecuadamente dentro delambiente LabVIEW.

La tercera característica importante de los gráficos de estados es definir uncomportamiento comprehensivo usando acciones y transiciones. Cada estadoposee acciones definidas de entrada y salida así como también otras accionesque el programador configura como respuesta ante eventos específicos. Elusuario programa un código de flujo de datos en LabVIEW para cada acción que se define. Las transiciones trabajan de una forma similar; ellas se ejecutancuando ocurre el disparo que se configura o cuando el código de guarda de LabVIEW evalúa un “verdadero.”

Este nuevo módulo ofrece un método sofisticado para abordar el desafío dedesarrollar aplicaciones complejas. Con los gráficos de estados de LabVIEW,programadores pueden crear específicamente aplicaciones de respuesta aeventos tales como complejas interfaces de usuario y avanzadas máquinas de estados que pueden implementar controladores dinámicos de sistemas,lógica para control de máquinas y protocolos de comunicación digital.

Para ver un seminario web sobre el Módulo LabVIEW Statechart,visite ni.com/info e ingrese nsi7304.

Figura 1. Los gráficos de estados de LabVIEW introducen las nociones de jerarquía, concurrencia yacciones comprehensivas a los diagramas de estados.

Figura 2. Los programadores desarrollan código de flujo de datos en LabVIEW para definir el comportamiento y las transiciones de los gráficos de estado en LabVIEW.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 10

ni.com/latam ni.com/mexico 11

Desarrolle un Sistema Flexible HMI/SCADA en LabVIEWConforme las compañías buscan optimizar suinfraestructura existente adicionando nuevosdispositivos tales como controladores deautomatización programables (PACs), es esencial que sus sistemas HMI/SCADA sean lo suficientementeabiertos y flexibles para comunicarse con una granvariedad de diferentes sistemas de hardware. Laimportancia de un sistema abierto se vuelve aún máscrítica cuando una compañía crece a través de laadquisición que resulta de la integración de diferentesplataformas de hardware dentro de un único sistema.Con un sistema abierto y flexible tal como el software LabVIEW de National Instruments y el Módulo LabVIEW Datalogging and Supervisory Control(DSC), usted puede conectarse a dispositivos de legado, controladores de lógica programable (PLCs) y PACs usando un solo paquete de software.

Opciones Mejoradas de Conectividad con LabVIEW DSCOPC es un estándar para comunicación de datos en planta y en tiempo realentre dispositivos de control de diferentes fabricantes. OPC fue introducido en 1996 para permitir a ingenieros enlazar sistemas basados en MicrosoftWindows como aplicaciones HMI/SCADA y hardware de control de procesos.Durante muchos años, ingenieros también han usado NI LabVIEW paraconectarse a PLCs usando OPC. NI ha ampliado aún más su soporte OPC con el lanzamiento de los nuevos servidores OPC, los cuales incluyen controladorespara todos los PLCs más recientes. Con el nuevo Módulo LabVIEW 8.5 DSC, usted también puede depurar rápidamente cualquier problema de conectividadOPC usando el archivo de registro de diagnóstico OPC.

Además de OPC, usted también puede conectarse a cualquier dispositivoModbus con la inclusión del direccionamiento de enteros de 32 bits. El desempeño del servidor de E/S Modbus también ha sido mejoradoenormemente con compatibilidad para más tipos de datos tales comoenteros con signo y sin signo de 64 bits y para arreglos. Para dispositivos de legado que no se comunican sobre OPC o Modbus, puede escribir suspropios controladores usando protocolos de bajo nivel tales como TCP/IP,UDP y serial disponibles en LabVIEW.

Infraestructura HMI Mejorada en LabVIEW 8.5 DSCAdemás de la mejora en opciones de conectividad, usted puede aprovechar lascaracterísticas nuevas y las mejoras en la infraestructura de la interfaz humanomáquina (HMI) en el Módulo LabVIEW 8.5 DSC para desarrollar una aplicaciónde gran número de canales. Con el mejorado Multiple Variable Editor, ustedpuede crear y ligar miles de variables compartidas en solo minutos. Con máscaracterísticas tipo hoja de cálculo, también puede ordenar y buscar variables

compartidas con base en propiedades y puede colapsar y expandir diferentescolumnas para reducir aún más el tiempo gastado trabajando con librerías devariables compartidas.

Con el nuevo control de tubería multisegmento, se puede dibujar tuberíasen diferentes formas y tamaños para crear una interfaz de usuario intuitiva.Una vez que el sistema HMI/SCADA esté en línea, usted puede afectarpositivamente la calidad de procesos con herramientas para control deprocesos estadísticos que ahora están disponibles con el Módulo LabVIEWDSC. LabVIEW también puede realizar análisis en tiempo real con diagramasde Pareto con lo cual puede ubicar la causa primaria de tiempos de paro.

Para ver un seminario web sobre la conectividad LabVIEW concualquier PLC usando OPC, visite ni.com/info e ingrese nsis7305.

SensorPACPLCPACPAC

DeviceNetTCP/IPPROFIBUS802.11OPCModbus

Ethernet

HMI/SCADA

Figura 1. Un sistema HMI/SCADA abierto y flexible se conecta tanto al hardware nuevo como al viejo.

Figura 2. Una aplicación HMI construida con el Módulo LabVIEW 8.5 DSC muestra latubería multisegmento.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 11

NI en la Academia

12

Electrical Engineering: Principles and Applications, Fourth Edition

Allen R. Hambley, Michigan Technological University

Prentice Hall

Este texto presenta los conceptos básicos de la ingeniería eléctrica, incluyendo

análisis de circuitos, sistemas digitales, electrónica y mediciones basadas en PC.

Adicionalmente, presenta una introducción básica a LabVIEW, y cada libro se

ofrece con una copia de LabVIEW Student Edition.

Nuevos Libros que Incorporan LabVIEW

The LabVIEW Style Book

Peter Blume,Bloomy ControlsPrentice Hall Professional

The LabVIEW Style Book es una guía sobre las mejores prácticas para el

desarrollo en LabVIEW. Blume presenta guías prácticas para optimizar

cada faceta de su aplicación – desde la legibilidad y simplicidad hasta

el desempeño y la manutención.

Q3 2007

Innovador Emplea LabVIEW para Controlar una Silla de Ruedas con el PensamientoMichael Callahan, un estudiante graduado del programa de ingeniería desistemas y empresarial de la University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC),recibió recientemente el prestigioso reconocimiento Lemelson-Illinois StudentPrize. El premio fue otorgado a Callahan por desarrollar un dispositivo quepuede beneficiar enormemente a personas con la enfermedad de Lou Gehrig,parálisis cerebral, lesiones en médula espinal y otros desórdenes neurológicos.El dispositivo, denominado el Audeo, adquiere y traduce señales neurológicas,con lo cual los individuos que no pueden hablar o moverse se puedencomunicar. Callahan trabajó con Thomas Coleman y otros colegas del UIUC y emplearon el software LabVIEW de National Instruments paradesarrollar el Audeo.

El equipo implementó prototipos que adquirían las señales de los impulsosnerviosos desde la laringe del individuo, comúnmente conocida como la cajasonora. Una banda de sensores ubicados alrededor del cuello del individuoprovee el contacto con estos nervios que generan impulsos cuando el individuopiensa en hablar. Una aplicación elaborada usando NI LabVIEW controla la adquisición y traduce las muestras de impulsos nerviosos en accionescontroladas por computadora tales como habla sincronizada o control sobre una silla de ruedas.

El trabajo requiere de algoritmos sofisticados para procesamiento deseñales que se pueden adaptar a los patrones de impulsos nerviosos, los cualesvarían entre individuos y en duración de tiempo. El uso de la programacióngráfica nativa de LabVIEW ayudó al proceso de desarrollo permitiendo queCallahan y su equipo pudieran realizar rápidos ensayos usando señales vivascon variación de algoritmos y parámetros.

“LabVIEW simplifica el desarrollo y asegura innovación ofreciendo unaconcepción de programación gráfica intuitiva que te permite enfocarte en la

innovación en vez de los detalles de programación,” dice Callahan. Él y suscolegas implementaron el software con base en LabVIEW y construyeron un prototipo inicial en solo cinco meses.

Con estos resultados, Callahan está usando continuamente LabVIEW através del proceso de desarrollo. Él ahora planea usar LabVIEW y la plataformade hardware embebido para control y adquisición de datos CompactRIO deNational Instruments para construir prototipos que sean más robustos y conmayor movilidad.

Para aprender más sobre cómo aplicar LabVIEW para investigación y desarrollo que involucre el procesamiento de señales, visiteni.com/info e ingrese nsi7307.

El dispositivo Audeo emplea algoritmos basados en LabVIEW para procesar e interpretarseñales de impulsos nerviosos, las cuales son adquiridas desde un sensor ubicado en elcuello del individuo.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 12

13

LabVIEW en todas partes

¿Sabía Usted que LabVIEW Puede Ayudar al Personal de EMS a Salvar Vidas?¿Sabía usted que el personal de EMS puede usar LabVIEW deNational Instruments para evaluar rápida y exactamente lacondición neurológica de un paciente? La “hora de oro” entraumas de cabeza, como es referida por los profesionalesmédicos, significa la importancia de un tratamiento oportuno para lesiones de cabeza. La detección temprana de traumas porlesiones cerebrales ha estado limitada debido al tamaño delequipo de tomografía y de diagnóstico computarizado. Pararesponder a esta necesidad, Active Signal Technologies y Mink Hollow Systems crearon soluciones de monitoreo paravaloraciones cerebrales basadas en computadores portátiles y en PDA usando el software de programación gráfica NI LabVIEW.

Desarrollando una Solución Personalizada El sistema basado en laptop diagnostica rápidamente traumascerebrales y diferentes subtipos de ataques cardiacos tempranosen los hospitales. Sin embargo, en ambulancias y en helicópterosMedEvac, las restricciones de espacio y de utilidad restringen el uso de laptops durante el viaje y el tratamiento prehospitalario. Por lo tanto,ingenieros desarrollaron un instrumento más pequeño para una primerarespuesta de evaluaciones de traumas cerebrales en estos ambientes.

Para lograr esta tarea, dos fases independientes se iniciaron. En la primerafase, Active Signal Technologies desarrolló la siguiente generación de sensoresadecuados para mediciones no invasivas en todos los ambientes. En la segundafase, Mink Hollow Systems integró el software dentro de una Pocket PCreduciendo el tamaño del software sin comprometer la tecnología vital paraprocesamiento de señales usada en el sistema basado en PC portátil. Paraacomodarse completamente a todos los requerimientos, Mink Hollow Systems

empleó LabVIEW y el Módulo LabVIEWPDA. El resultado fue un sistema portátil, no invasivo para valoración cerebral –

que pesa menos de 1 lb y mide 14 por 9 por 6 cm – así como un protectorpara el acondicionador de señal.

“Ya que LabVIEW está disponible para Pocket PC, nosotros ahorramosincontables horas en tiempo de desarrollo que hubiésemos requerido parareescribir el código en otro lenguaje y en la selección de controladores para éste y en probar un protector para la adquisición de datos,” dice David McAndrew de Mink Hollow Systems.

Con la ayuda del Maryland Institute for Emergency Medical ServicesSystems, desarrolladores probaron exitosamente la solución basada en PDAtanto en ambulancias como en helicópteros MedEvac.

Pronosticando el Futuro Los sistemas han sido verificados en el campo, y Active Signal Technologies y Mink Hollow Systems ya tienen planes futuros de desarrollo, incluyendosensores inalámbricos para una conexión más fácil al paciente y una GUImejorada como también procesamiento avanzado de datos. Otros planesincluyen la adición de capacidades a los sensores y mejorar la versatilidad delsoftware con funciones de ventanas. Con las capacidades de trabajo en redesinalámbricas de una PDA y la facilidad de integración presentada por LabVIEW,el software pronto podrá ser conectado a las redes remotas de hospitales amedida que arriba el primer vehículo de emergencia, entregando con elloeficiencia, exactitud y una transmisión virtualmente instantánea de datos del paciente.

Para descubrir otros usuarios que se han comprometido con LabVIEW,visite ni.com/info e ingrese nsi7308.

ni.com/latam ni.com/mexico

Figura 2. Usando LabVIEW, Mink Hollow Systems diseñó una GUI intuitiva para usocon la Pocket PC.

Figura 1. El asistente MedEvac emplea el sistema LabVIEW PDA para detectar tempranamente lesiones portraumas cerebrales.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 13

Q3 2007

Enfoque Especial

14

La plataforma de Serie C de National Instruments consiste de más de 35 módulos de medición y dos chasis, entregando la flexibilidad que usted requiere para aplicaciones que van desderegistros ambientales con una interfaz USB hasta el monitoreo embebido de alta velocidad en máquinas – todo empleando un solo conjunto de herramientas.

Experiencia Realmente Plug-and-PlayEl chasis de NI CompactDAQ y los módulos instalados son detectadosautomáticamente cuando son conectados a cualquier PC con Windows. Con el software incluido, con sólo tres clics usted puede ver datos desde un sensor conectado.

Construcción RobustaCon una calificación de choques de 30 g, temperatura de operación de -20 a 55 °C y una construcción en metal A380, NI CompactDAQ es capaz de salir del laboratorio para realizar registro de datos en vehículos o diagnóstico portátil en el piso de manufactura.

Tecnología NI Signal StreamingCon la tecnología NI Signal Streaming, NI CompactDAQ puede llevar datosdirectamente a una PC a velocidades continuas de más de 5 MS/s. Ésta esuna velocidad de datos sostenible y no depende de la memoria en tarjeta.

SincronizaciónEl chasis NI CompactDAQ contiene una fuente de temporización para todoslos módulos insertados – con lo cual todo dato, ya sea que provengan de untermopar o de un acelerómetro, es sincronizado con el mismo pulso de reloj.

Para comparar productos de la Serie C y encontrar la mejor solución para sus necesidades, visite ni.com/info e ingrese nsi7309.

Desplegando desde Sistemas USB hasta Embeb ido

NI CompactDAQ con USB de Alta Velocidad

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 14

ni.com/latam ni.com/mexico 15

NI CompactRIO con Tecnología FPGA

Diseño con Robustez ExtremaCompactRIO fue diseñado para operar en condiciones muy extremas, eincluso ha sobrevivido a explosiones y caídas desde edificios de ocho pisos.

Tecnología FPGACada chasis CompactRIO contiene un FPGA embebido en la tarjeta madre detal forma que usted puede llevar su código gráfico al silicio para control deultra alta velocidad o para la creación de prototipos en diseños embebidos.

Procesamiento de Tiempo Real en TarjetaCon un procesador incluido para tiempo real, usted puede ejecutar su VI de LabVIEW directamente en el sistema para control y adquisicióndeterminístico así como para almacenamiento de datos en tarjeta.

Desarrollo Abierto de Módulos Con el kit de desarrollo de módulo, usted puede crear un módulo paracualquier necesidad de medición o comunicación, desde diseño analógicoespecializado hasta comunicación personalizada o inalámbrica.

El módulo de almacenamientoremovible NI 9802 dual dememoria SD para CompactRIOes ideal para aplicaciones de registro de datos en las cuales es crucial eldesempeño y robustez. El módulo posee dos ranuraspara tarjetas de memoria SD, puede soportar un rango

de operación de temperatura entre -40 a 70 °C y puedeleer/escribir desde/hacia tarjetas de memoria SD a 2 MB/s. El módulo acepta hasta dos tarjetas de 2 GB SD para unmáximo de almacenamiento de 4 GB por módulo.

Nuevo Módulo de AlmacenamientoRemovible para CompactRIO

eb idos con la Plataforma de la Serie C de NI

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 15

El primer generador de forma de onda arbitraria de la industria tipo PXI Express – el NI PXIe-5442 – es un instrumento de 16 bits a 100 MS/s conprocesamiento de señal en tarjeta (OSP) que ofrece el alto rendimiento de PXI Express y los beneficiosfuncionales de la conversión digital hacia arriba.

El generador de forma de onda arbitraria NI PXIe-5442 provee una interfaz x4 de PXI Express, lacual usted puede usar para transferir continuamenteformas de onda desde el disco duro a una velocidadtotal de salida de 200 MS/s para aplicaciones conancho de banda en registro y ejecución. En estas aplicaciones, el disco duroopera como una memoria extendida en tarjeta y el instrumento puedegenerar formas de onda de hasta varios terabytes de longitud.

Además, el NI PXIe-5442 provee conversión digital hacia arriba, unaconcepción única y eficiente para generación de señales de banda base o defrecuencia intermedia (IF). Como lo ilustra la figura, el bloque de conversióndigital facilita el procesamiento de señal en tarjeta para formas de ondaalmacenadas en la memoria del instrumento.

Con este bloque de procesamiento, usted también puede aplicar filtros de forma de pulso; interpolación de hasta 2,048 veces y mezclar IF con

un oscilador controlado numéricamente (NCO). Además, puede ajustarrápidamente configuraciones tales como ganancia digital, desfase digital yfrecuencia transportadora para simular averías en sistemas. Finalmente, elbloque NI PXIe-5442 OSP opera en formas de onda de banda base muestreadashasta 40 MS/s para conversión digital hacia arriba de señales con un ancho debanda en banda base e IF.

Para descargar el Kit del Baseband Developer y aprender más sobre la generación de señales de banda base o IF, visite ni.com/info eingrese nsi7310.

Q3 2007

Lógica de Comunicación y Control por USBAdquisición de Datos Front End

A Puerto USBInterfazUSB

EP

EP

EP

EP

EP

DMA

DMA

DMA

DMA

CTRL

Procesador

ControladorAvanzado de

Temporizacióndel Sistema

NI-STC 2

Controlador deNI Signal Streaming

FIFOAO

FIFODI

FIFODO

FIFOCTR1

FIFOCTR2

FIFOAI

Dispositivo de Adquisición de Datos

Nuevo DMM PXI 61⁄2-Dígitos de Bajo CostoNI Signal Streaming sobre USB

Productos a Fondo

16

Realice Procesamiento de Señales Digitales enTiempo Real con el Nuevo Generador PXI Express

Convertidor Digitala Analógico+

Mezclador

NCO

Mezclador

Formado del Pulsoe Interpolación

Formado del Pulsoe Interpolación

Ganancia y Desfase

Ganancia y Desfase

Q

I

Memoria en Tarjeta

Conversión Digital hacia Arriba

Con conversión digital hacia arriba en el generador de formas de onda arbitrarias NI PXIe-5442, puede generarseñales de alta velocidad en forma de pulso a frecuencia banda base o intermedias.

La tecnología de NI signal streaming adiciona inteligencia porparte del dispositivo, administración personalizada de datos en elhardware y control dinámico de datos para lograr ganancias endesempeño de entrada analógica de hasta un 1,600 por ciento.Este incremento en el rendimiento y disminución en la latenciaentregado por la tecnología NI Signal Streaming, amplía losdispositivos de adquisición de datos de la Serie M de NI a USB.

Para aprender sobre cómo sostener transferencia de datos aaltas velocidades en USB, visite ni.com/info e ingrese nsi7311.

El nuevo NI PXI-4065 es un multímetro digital (DMM)de bajo costo de 61⁄2 dígitosque ofrece aislamiento de±300 VDC/Vrms , medicionesde corriente de hasta 3 A ymediciones de resistenciaen 2 o 4 cables. Cuando se combina con losmultiplexores PXI de NI, usted puede crear sistemas de registro

de datos de bajo costo y alta resolución que son escalablesdesde 10 canales hasta más de 3,000 canales en un solochasis PXI.

Para ver las especificaciones y precios del PXI-4065, visiteni.com/info e ingrese nsis7312.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 16

ni.com/latam ni.com/mexico 17

El PXI-4498 de National Instruments es unnuevo módulo de adquisición de datos (DAQ) de alta exactitud a 24 bits diseñado conconvertidores analógico a digital (ADCs) de tipo delta-sigma para mediciones dinámicastales como señales de sonido y vibración. Los ADCs delta-sigma sobremuestrean y filtranlas señales de entrada, resultando en niveles muy bajos de ruido y distorsión de señal conuna linealidad excepcional.

Con un filtro analógico inicial fijo y un filtro digital ajustado automáticamente, usted no necesita adicionar protección externaantialiasing. Un amplificador de gananciaprogramable en las entradas provee gananciade hasta 30 dB (±316 mV de rango) en pasos de 10 dB para mediciones más exactas.

Duplique los CanalesPor solicitudes de clientes, NI diseñó el módulo PXI-4498 para agregar máscaracterísticas de medición en más canales y en una menor cantidad deespacio. El módulo PXI de una sola ranura contiene 16 canales de muestreosimultáneo, el doble de densidad de canales de cualquier otro dispositivo de NI con muestreo simultáneo. Para aplicaciones que requieren de grannúmero de canales, puede sincronizar dos o más módulos PXI-4498 usandoel reloj de 10 MHz del plano trasero PXI. Cuando se usa en un chasis PXI de 18 ranuras, puede sincronizar hasta 272 canales. Ya que usted programael módulo con el software controlador NI-DAQmx, el código de adquisiciónde datos es el mismo para un canal, 16 canales o 272 canales. Para mapeosmayores de ruido, pruebas estructurales o aplicaciones de conducción de datos, puede sincronizar más de 13,000 canales en un sistema PXImultichasis. Esta densidad incrementada de canal y la mayor sincronizaciónconducen a sistemas de medición más simples y a disminuir los costos.

Duplique la Velocidad Con una velocidad máxima de muestreo de 204.8 kS/s, el PXI-4498 es dosveces más rápido que los dispositivos de adquisición dinámica de señal NI 4472. Las velocidades mayores de muestreo facilitan la adaptación delPXI-4498 a una gran variedad de aplicaciones, tales como pruebas demodelos a escala en las cuales las frecuencias de interés son mayores que aquellas en las pruebas a escala completa. Además, debido a que el módulo ofrece 95 kHz de ancho de banda de señal libre de alias, éstepuede adquirir datos en rangos de frecuencias de ultrasonido bajo.

Dos Veces más Rápido de Configurar Para simplificar la configuración y reducir el tiempo para la primeramedición, el PXI-4498 incluye una gran variedad de característicasavanzadas. La tecnología de hoja de datos electrónica del transductor(TEDS) almacena la información de un sensor directamente en el sensor. El PXI-4498 puede leer los datos – incluyendo tipo de sensor, rango demedición, información de calibración y sensibilidad – y NI-DAQmx puedeconfigurar automáticamente una tarea de medición. Esto ayuda a reducir el tiempo de configuración y a mejorar la exactitud al eliminar la entradamanual de datos. Además, el PXI-4498 cuenta con acondicionamiento deseñal integrado tipo IEPE, o la potencia de corriente constante requeridapara conectar directamente sensores piezoeléctricos tales comoacelerómetros y micrófonos sin hardware adicional. Finalmente, el móduloincluye entradas BNC a través de cables o de adaptadores de montaje enrack para una conectividad más rápida a los sensores.

Para las especificaciones y precios del producto PXI-4498, visite ni.com/info e ingrese nsis7313.

Duplique sus Canales con el Nuevo Módulo deAdquisición Dinámica de Señal PXI-4498

El PXI-4498 es un módulo de adquisición dinámica de señal de 16 canales a 24 bits con conexión directa de BNC.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 17

Q3 2007

Controladores de Instrumentos

18

Cinco Cosas que Debe Saber sobre el Control de Instrumentos por Ethernet/LAN

Nuevos Controladores en el Instrument Driver Network

Fabricante Instrumento InterfazAgilent Osciloscopios de la Serie 5000 GPIB, LAN y USBAgilent Generadores de Señal MXG RF GPIB, LAN y USBAgilent Medidores de Potencia Serie P GPIB, LAN y USBAgilent Analizadores de Espectro Serie PSA GPIB, LAN y USBBehlman Electronics Convertidores Suministro Potencia/Frecuencia 135x AC GPIB y serialB+K Precision Multímetro de Display Dual GPIBPendulum Instruments Analizador/Temporizador/Contador de Frecuencia CNT-90 GPIB y USBTektronix Osciloscopios Serie DSA/DPO70000 GPIB y LANTektronix Analizador de Espectro en Tiempo Real Serie RSA6100A GPIB y LANYokogawa ScopeCorder SL1400 GPIB, LAN, serial y USB

Una plataforma de Red de Trabajo de Área Local (LAN) o Ethernet, es el estándaruniversal para conectar PCs entre sí y a la Internet. Con la posibilidad de abarcargrandes distancias, también se ha vuelto un bus popular para control deinstrumentos en la toma de mediciones desde locaciones distribuidas o remotas.Cuando emplee Ethernet en su próximo sistema de control de instrumentos,recuerde estos cinco consejos que le ayudarán a asegurar el desempeño,seguridad y longevidad del sistema.

1El Rendimiento del Sistema Depende de Todos los Dispositivos Conectados Ethernet es un bus de comunicación compartido; por tanto, todos losdispositivos conectados deben compartir el ancho de banda disponible.Esto significa que mientras un dispositivo puede ser capaz de transferirdatos hasta 100 MB/s, éste frecuentemente transferirá información solo a una fracción de esa velocidad si debe competir con otrascomputadoras o instrumentos. Para asegurar el mayor desempeño delsistema, usted puede crear una red secundaria dedicada para suinstrumentación que no tenga que competir por el ancho de banda.

2Es Importante Considerar Posibles Temas de Seguridad de Instrumentos Muchos de los instrumentos de hoy en día son de tipo PC corriendoMicrosoft Windows. Mientras que este SO ofrece gran flexibilidad deinstrumentos y capacidades de análisis en tarjeta, éste también haceque su instrumentación sea susceptible a los mismos virus y malwareque plagan a las PCs. Para una seguridad definitiva de sistema, esmejor desarrollar una red separada para su instrumentación que estéprotegida de redes externas. Si debe conectarse a una red pública,mantenga su instrumentación actualizada con el último software deantivirus y contacte su departamento IT para determinar si debe tomarcualquier otra precaución en seguridad.

3VXI-11 Simplifica la Comunicación de Instrumentos Existen muchos protocolos diferentes para comunicación sobreEthernet, tales como TCP, UDP y RPC. Para ayudar a simplificar elcontrol de instrumentos, el VXIbus Consortium desarrolló el estándarVXI-11, el cual provee una interfaz tipo GPIB para programación deinstrumentos sobre Ethernet.

4Usted se Puede Comunicar sobre LAN desde su Instrumentación GPIB ActualLa instrumentación puede ser costosa y es difícil justificar la compra de nueva instrumentación solo para comunicación Ethernet. Con losconvertidores GPIB, tales como el NI GPIB-ENET/100, usted puedeobtener los beneficios de las mediciones distribuidas desde su actualinstrumentación GPIB.

5Las Interfaces de Software de Estándar Industrial Ayudan a Asegurar la Longevidad de los Sistemas de PruebasLa industria de las computadoras está evolucionando constantemente, y en cinco años, podrá existir un mejor bus para control distribuido deinstrumentos. Para ayudar a asegurar la longevidad de su sistema deprueba, es importante tomar decisiones que le faciliten a su sistema la capacidad de adaptarse a nuevos buses de comunicación.

Una forma en la cual usted puede realizar esto es empleandocontroladores de instrumentos Plug and Play de LabVIEW de NationalInstruments y Virtual Instrument Software Architecture (VISA). Estastecnologías abstraen el bus de comunicación y proveen una interfaz de programación estándar, independiente de si está usando GPIB, USB o Ethernet. Siempre y cuando los comandos de programación para un instrumento no cambien, usted puede intercambiar entre buses de comunicación con poca o ninguna modificación en código.

Para aprender más sobre cómo controlar su instrumentación sobre Ethernety otros buses de comunicación, visite ni.com/info e ingrese nsi7323.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 18

ni.com/latam ni.com/mexico 19

Una Experiencia de Búsqueda MásPersonalizada en ni.comIngenieros y científicos alrededor del mundo emplean ni.com como la fuenteprimaria de información sobre productos y servicios de National Instruments.NI se esfuerza en mejorar constantemente la navegación en su sitio Webpara ayudar a que los visitantes obtengan información más eficiente yrápidamente. Una mejora es la nueva tecnología de navegación por facetas,la cual pueden usar los visitantes de ni.com para buscar más eficientementela gama de productos de NI. Especialmente, el nuevo sistema de navegaciónle ofrece a los visitantes la opción de ordenar y buscar por especificacionesde productos y aplicaciones y es implementado en seis secciones del sitio Web – adquisición de datos (ni.com/daq), NI CompactDAQ(ni.com/compactdaq), digitalizadores (ni.com/digitizers), generadores de señal (ni.com/signalgenerators), E/S digital de alta velocidad(ni.com/highspeeddigitalio) y conmutadores (ni.com/switches).

Un estudio reciente de JupiterResearch muestra que la capacidad de“refinar resultados de búsqueda por atributos de producto” está posicionadacomo la característica más útil de todos los sitos de eCommerce. El reemplazode la navegación jerárquica tradicional en ni.com con una herramienta denavegación por facetas es un paso importante para ayudar a que los visitantesencuentren la información que están buscando. En el pasado, los visitantespodían tener problemas si no sabían el nombre adecuado del producto que se ajustaba a sus necesidades. Ahora, los visitantes simplementeseleccionan su aplicación o requerimientos de producto, y ni.com los lleva

a la página adecuada o producto, creando una experiencia totalmentedefinida por el usuario.

Este nuevo método de navegación también suministra una lista decaracterísticas sobre los diferentes tipos de productos, tal como la velocidad de reloj y resolución. Usando la navegación por facetas, los visitantesrápidamente pueden identificar un conjunto de productos para susaplicaciones y compararlos uno a uno. Este método ofrece a los visitantesuna opción para “navegar en la forma que ellos piensan.”

Previamente, los visitantes tenían que saber cuáles productos reunían los requerimientos específicos antes de acceder al sitio Web – o navegarpor varias páginas y leer especificaciones antes de tomar una decisión. Con el nuevo formato de navegación, los visitantes pueden estrecharrápidamente la búsqueda seleccionando cualquier especificación y luegodirigirse a los productos adecuados que reúnen sus requerimientos.

Esta alternativa de navegación por facetas se integra transparentementecon las opciones de búsqueda en ni.com, y NI está planeado implementarlacomo la plataforma principal de búsqueda para todo lo concerniente en ni.com.

Para ver un ejemplo de la navegación por facetas en el sitio Web de NI, visite ni.com/info e ingrese nsis7324.

Conexiones Web

Con las nuevas funciones de navegación por facetas, los visitantes de ni.com ahorapueden navegar más fácilmente y comparar productos de NI con base en especificacionestales como el número de canales, velocidad de reloj y resolución.

Top Cinco de los Seminarios Web por Demanda

1. Serie en Mecatrónica I: Fundamentos de Mecatrónica –Descripción de los Prototipos Virtuales de Máquinas y Beneficios del Negocio

2. Registro de datos con LabVIEW SignalExpress y NI CompactDAQ

3. Windows Vista a Detalle, Parte II: Preparándose para Vista

4. Consejos y Trucos para Mejorar el Desempeño de Aplicaciones LabVIEW

5. Acelere el Desarrollo de Sistemas de Prueba con NI TestStand

Para acceder estos y otros seminarios web por demanda, visite ni.com/info e ingrese nsi7325.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 19

Productos a Fondo

20

Almacenamiento y Reproducción de DatosSostenida a 600 MB/s con PXI ExpressMuchas aplicaciones requieren laposibilidad de transferir datos desde y hacia instrumentos a velocidades de más de 100 MB/s. En el pasado,este nivel de desempeño solo eraposible con registradores de datos muy costosos elaborados usandotecnología no estándar y en muchoscasos de tipo propietaria. Sin embargo,con la introducción de PXI Express, elcual se basa en el bus PCI Express queposee un gran ancho de banda, ahorausted puede construir sistemas dealmacenamiento y reproducción de alta velocidad con una plataformacomercial (COTS) basada en tecnologíade PC estándar. Además, PXI es unaplataforma estándar industrial adoptada ampliamente, de tal forma que una extensa gama de aplicaciones de instrumentación y de adquisición dedatos comunes se pueden beneficiar de las capacidades de transferencia de datos de PXI Express.

PXI Express provee hasta 6 GB/s de ancho de banda de sistema y hasta 2 GB/s de ancho de banda bidireccional dedicado por ranura. Para poderaprovechar esta alta velocidad en aplicaciones de almacenamiento yreproducción, es necesario contar con un arreglo de discos duros en tipoRAID-0 en lugar de un solo disco duro con capacidad de sólo 20 a 60 MB/s.Los arreglos RAID-0 incrementan la velocidad a la cual los datos sonescritos y leídos desde los discos duros distribuyendo uniformemente los datos a través de ellos.

Una opción para conectar sistemas PXI Express con arreglos externos de discos duros RAID de alta velocidad es PCI Express cableado, unaespecificación del PCI Special Interest Group (PCI-SIG) que define versionescableadas de enlaces para PCI Express. Varios anchos de enlace estándisponibles para diferentes requerimientos de anchos de banda, tales como x1, x4, x8 y x16 (pronunciado “por 1,” “por 4,” y así sucesivamente).Ver la página 24 para más información sobre las especificaciones de PCI Express cableado.

El NI 8262 es un módulo cableado x4 PCI Express para uso en sistemasPXI Express. El NI HDD-8263 es un chasis externo 1U de cuatro discos duroscon 1 TB de capacidad de disco duro SATA, y el NI HDD-8264 es un chasisexterno 3U de 12 discos duros con 3 TB de capacidad. Ambos chasisincluyen un controlador de hardware RAID y un enlace x4 de PCI Expresscableado. Usted puede cablear el módulo NI 8262 a cualquier chasis paraalmacenamiento y reproducción a alta velocidad y larga duración mediantePXI Express y sostener transferencia de datos hacia y desde el HDD-8264 a velocidades de hasta 600 MB/s por 2 TB. Por ejemplo, puede registrarcontinuamente tres canales digitalizadores NI PXIe-5122 a 100 MS/s (200 MB/s por canal) por casi una hora mediante una combinación del NI 8262 y el HDD-8264.

Para aprender más sobre almacenamiento y reproducción de datos de alta velocidad con PXI Express, visite ni.com/info e ingrese nsi7316.

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

RAID

MóduloPXI Express

MóduloPXI Express

MóduloPXI Express

MóduloPXI Express

Puente PCI aPCI Express

Switch PCI Express

Ligas PCI Express

RAID

Memoria

Bus de Memoria

Memoria

Disco Duro

Disco Duro

Disco Duro

ATA

Puente Sur

Puente Norte

Bus Frontal

PCI ExpressCableado

CPU

Arreglo de Discos DurosChasis PXI ExpressControlador PXI Express

Figura 1. PCI Express cableado provee una interfaz de alta velocidad entre sistemas PXI Express y arreglos externos de discos duros RAID.

Figura 2. La combinación de la tarjeta PCI Express cableada NI 8262 x4 y el chasis externoNI HDD-8264 de 12 discos duros RAID provee almacenamiento y reproducción sostenida de datos con PXI Express a velocidades de hasta 600 MB/s.

Q3 2007

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 20

21

Solución de Usuario

ni.com/latam ni.com/mexico

Petrobras Adopta LabVIEW para Mejorar la Exploración de Petróleo y Gas

UBD es una técnica innovadora de perforación en la cual la presiónhidrodinámica, ejercida por el lodo de perforación y fluidos circulantes en la fuente de perforación, es inferior a la presión de la formación que brota.En las aplicaciones UBD, la presión de superficie es menor que la presión del fluido, resultando en un flujo de hidrocarburos a la superficie a unavelocidad controlada. Esta técnica de perforación requiere de equipoespecializado en la superficie que separe continuamente el lodo deperforación y los componentes del hidrocarburo con fines de recirculación,muestreo, almacenaje, quemado y disposición.

Por más de dos años y medio, hemos desplegado en campo tecnologíaUBD con base en NI LabVIEW, ahorrándonos entre $500,000 y $2 millonesdependiendo del tamaño de los pozos y el costo del trabajo de fracturación.

Tecnología en Tiempo Real para Separación de Lodo-GasEl sistema de separación de lodo-gas mediante UBD separa continuamente unfluido multifase consistente en gas, líquido, recortes y lodo de perforación antesde recircular este último dentro del brote de perforación. Nosotros diseñamos unseparador helicoidal de operación vertical por presión, equipado con un sistemaautomático de supervisión y de control basado en LabVIEW y en dispositivos deadquisición de datos (DAQ) de NI. Desarrollamos dos versiones del sistema – una para operaciones en tierra y otra para operaciones en ultramar.

Descripción del SistemaEl sistema de separación de lodo-gas emplea una aplicación HMI/SCADA,Aleph, la cual diseñamos usando LabVIEW; una microcomputadora quecorre la aplicación LabVIEW; controladores de dispositivos para laintegración con otros controladores de lógica programable (PLCs); ypantallas para que un operador pueda controlar la operación del UBD.Aleph y LabVIEW proveen visualización del diagrama del proceso,mediciones de separación y ciclos de control en tiempo real paraseparación continua. El sistema reúne todos los requerimientos de diseño incluyendo los siguientes:

� Seguridad – sensores intrínsecamente seguros y un PLC de control UBD independiente

� Flexibilidad – software flexible y hardware modular para E/S adicional� Integración – protocolos abiertos y software LabVIEW con amplio

rango de conectividad� Facilidad de uso – ambiente de desarrollo gráfico de LabVIEW

Usando LabVIEW y las capacidades de medición de National Instruments,hemos desarrollado un sistema compacto y flexible que realiza separacióncontinua de lodo y gas en aplicaciones UBD. El separador de lodo-gas proveeun sistema compacto de separación que puede controlar el gas dinámico y lasvelocidades de flujo de líquido generadas durante las perforaciones con fluidoscomprimibles, y que responde rápidamente a variaciones en la presión o avelocidades de flujo desde las variaciones inyectadas o producidas en lossistemas dinámicos.

El sistema HMI/SCADA LabVIEW confía en mediciones de alta velocidad de fenómenos del sistema incluyendo velocidades de flujo, presiones ytemperatura para determinar las configuraciones y enviarlas al PLC de controla través del controlador serial LabVIEW. Las mediciones en tiempo real y lastendencias entregan a los operadores los mejores datos para la toma dedecisiones y proveen seguridad a través de las operaciones de perforación.

– Manoel Feliciano da SilvaPetrobras

Para leer la solución completa del cliente, visite ni.com/info eingrese nsi7326.

Petrobras, uno de los productores líderes de petróleo en Sur América, emplea LabVIEWpara controlar su separador de lodo-gas para perforaciones sub-balanceadas.

El RetoDesarrollar un separador de lodo-gas en perforaciones sub-balanceadas (UBD) para mejorar la eficiencia y la flexibilidad.

La Solución Usar LabVIEW de National Instruments para diseñar un sistemaHMI/SCADA compacto y de costo efectivo capaz de reducir eltiempo para producción.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 21

Q3 2007

Punto de Vista del Desarrollador

22

Reduzca Tiempo de Desarrollo con el Mejorado LabVIEW ProjectMientras National Instruments busca innovar con cada nueva versión deLabVIEW, la compañía igualmente se enfoca en atender todo lo concerniente y solicitado por parte de los programadores actuales de LabVIEW.En el desarrollo de LabVIEW 8.5, NI invirtió tiempo y energía considerablemejorando el LabVIEW Project. Introducido inicialmente en LabVIEW 8, elLabVIEW Project simplificó dramáticamente el proceso de desplegar códigoa objetivos LabVIEW Real-Time, FPGA y embebidos, pero programadoresexperimentados de LabVIEW sugirieron mejoras mayores para poder solucionarsus desafíos en el desarrollo.

En respuesta a las solicitudes de los desarrolladores, la mejora significativadel LabVIEW Project en LabVIEW 8.5 ayuda a solucioniar dos desafíos mayoresen desarrollo. El primero es a ver y administrar todos los archivos en discoque son parte de un proyecto en desarrollo, lo cual se hace más difícil amedida que el tamaño de la aplicación crece. El segundo reto es prevenir elenlace cruzado de un VI, lo cual ocurre cuando un VI enlaza sin intención asubVIs sin el conocimiento del desarrollador. Este tema ha frustrado aún a losmás experimentados desarrolladores en LabVIEW ya que el enlace cruzadoes usualmente difícil de identificar y de resolver.

Sincronice Carpetas del LabVIEW Project a DiscoPara los desarrolladores que están familiarizados con el LabVIEW Project, unarápida mirada al nuevo LabVIEW Project Explorer de LabVIEW 8.5 revelará uncambio obvio – la nueva vista tabulada. En la pestaña Items, desarrolladoresinteractúan con componentes familiares del LabVIEW Project que ya existíanen LabVIEW 8 y 8.20, tales como My Computer, Build Specifications yDependencies (ver Figura 1). En la nueva pestaña de Files, desarrolladorespueden ver y seleccionar interactivamente el cambio de localizaciones detodos los archivos de su proyecto (ver Figura 2).

Desde la introducción del LabVIEW Project en LabVIEW 8, desarrolladoreshan solicitado la capacidad de definir de forma más concreta las relacionesentre las carpetas del proyecto y los directorios en el disco duro. En LabVIEW8.5, desarrolladores pueden sincronizar carpetas del proyecto de LabVIEW condirectorios en disco para simplificar la administración de todos los archivos quecomponen una aplicación. Estas nuevas carpetas en el proyecto, conocidas comocarpetas auto-pobladas, son actualizadas constantemente (en otras palabras,pobladas) con base en los contenidos de sus correspondientes directorios físicos.Los desarrolladores pueden crear nuevas carpetas auto-pabladas haciendo clicderecho en My Computer en la pestaña Items. Ellos pueden de forma fácilconvertir carpetas virtuales de LabVIEW Projects existentes en carpetas auto-pobladas a través igualmente de sus menús desplegables con el clic derecho.

Las carpetas auto-pobladas en el proyecto proveen acceso a todos losarchivos en los directorios de trabajo y reflejan de forma inmediata cualquiercambio realizado en disco por los desarrolladores (tales como agregar, mover

o borrar archivos). Una consecuencia de emplear carpetas auto-pobladas en lugar de carpetas virtuales está en que con las primeras desarrolladoresno pueden imponer una organización virtual personalizada en sus archivosindependiente de la jerarquía en disco. Los contenidos de las carpetas auto-pobladas siempre coinciden exactamente con la organización de los directoriosfísicos. Sin embargo, con LabVIEW 8.5, desarrolladores pueden usar carpetasauto-pobladas y carpetas virtuales en el mismo LabVIEW Project combinandoambas concepciones para lograr una máxima flexibilidad.

Mejore la Administración de Archivos Eliminando el Enlace CruzadoLabVIEW 8.5 también incluye varias herramientas nuevas con el fin de ayudar a los desarrolladores a prevenir enlaces cruzados. El enlace cruzado ocurrecuando un VI equivocadamente se enlaza a un subVI erróneo. Por ejemplo, si un desarrollador mueve la localización de un VI en disco a través del WindowsExplorer, LabVIEW lo deberá buscar y reenlazar la siguiente ocasión que senecesite. En algunos casos, LabVIEW accidentalmente enlaza con una versiónmás temprana del VI o a una rama separada del mismo código o con un VI

Figura 1. Al interior de la nueva pestaña Items de LabVIEW Project, losdesarrolladores ahora pueden sincronizar carpetas de LabVIEW Project condirectorios en el disco duro.

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 22

ni.com/latam ni.com/mexico 23

diferente con el mismo nombre, causando comportamientos inesperadosque son difíciles de precisar y depurar.

La primera herramienta para ayudar a los desarrolladores a prevenir elenlace cruzado en LabVIEW 8.5 es la nueva pestaña Files. Con la pestaña Files,desarrolladores pueden confirmar visualmente qué VIs indeseados y otrosarchivos localizados en directorios obsoletos no sean accidentalmente incluidosen un determinado LabVIEW Project. A diferencia de Windows Explorer, lapestaña Files solo muestra aquellos directorios en disco que contienen archivosque están incluidos en el LabVIEW Project. Los desarrolladores pueden moverarchivos en disco usando la pestaña Files sin afectar negativamente los enlacesde VI. Cuando un desarrollador mueve un VI a través de la pestaña Files,LabVIEW actualiza automáticamente todos los llamados dentro de ese LabVIEWProject con la última información de localización de archivo para ese VI.

El LabVIEW Project cuenta con herramientas adicionales de prevención ydepuración para ayudar a los desarrolladores a entender y prevenir el enlacecruzado. Cuando LabVIEW identifica una situación potencial de enlace cruzado,le notifica al desarrollador desplegando el aviso [Conflict] después del nombredel VI en el proyecto (ver Figura 1). Este mensaje significa que LabVIEW hadetectado más de un VI que está siendo llamado en algún lugar en el mismoLabVIEW Project con el mismo nombre. Los desarrolladores pueden resolverconflictos con un nuevo diálogo accesible desde la barra de herramientas deLabVIEW Project que los ayuda a realizar un acercamiento de alto nivel parareferenciar solo los archivos correctos.

Por ejemplo, si un desarrollador posee dos versiones diferentes de Init.visiendo llamadas por código en el mismo proyecto, el nuevo diálogo Resolve

Conflicts ayuda al desarrollador a determinar cuál versión es la correcta y aremover el Init.vi incorrecto en el proyecto. Como resultado, una aplicaciónLabVIEW carga solo las versiones de archivos especificadas explícitamente por los desarrolladores, reduciendo drásticamente las posibilidades que uncódigo invoque accidentalmente la versión incorrecta de un VI.

– Michael NealMichael Neal es un gerente de producto de LabVIEW. Él posee una Licenciaturaen Ciencias en Ingeniería Estructural y una Maestría en Ciencias en IngenieríaBiomédica de la University of Texas en Austin.

Para aprender más sobre las mejoras del LabVIEW Project, visiteni.com/info e ingrese nsi7321.

Figura 2. Usando la nueva pestaña Files de LabVIEW Project, losdesarrolladores pueden identificar visualmente código incorrecto que estásiendo llamado por el LabVIEW Project con base en su localización en disco.

Además de aprovechar las nuevas mejoras de LabVIEWProject, con LabVIEW 8.5 usted puede realizar lo siguiente:

Programe Diagramas de Estado Gráficos

Diseñe complejas máquinas de estados, sistemas basados en eventos y lógica

avanzada de control con el nuevo módulo LabVIEW Statechart. Despliegue el

código del diagrama de estados de LabVIEW en objetivos de PCs, controladores

en tiempo real y FPGA.

Combine Código Gráfico LabVIEW

Combine VIs individuales en un solo VI durante el desarrollo. Esta característica

complementa las herramientas existentes en LabVIEW para diferenciación y

control de código fuente usadas normalmente por los desarrolladores avanzados.

Adquiera y Procese Imágenes Rápidamente

Construya una aplicación completa de visión artificial en dos simples pasos

con los nuevos VIs Express Vision Acquisition y Vision Assistant.

Optimice el Uso de Memoria Dentro de VIs

Disminuya el uso de memoria en un VI e incremente el desempeño con la nueva

estructura In Place Element. Dentro de los límites de esta nueva estructura, el

compilador de LabVIEW no realiza copias de los datos durante las operaciones.

Emplee IP Matemática de Estándar Industrial

Desarrolle algoritmos con base en funciones matemáticas aceptadas de

estándar industrial, tal como la librería de algebra lineal BLAS.

Conecte LabVIEW a Cualquier PLC

Conecte LabVIEW a miles de dispositivos industriales de terceros tales como

controladores de lógica programable (PLCs) con los nuevos servidores NI OPC.

Para explorar LabVIEW 8.5 en más detalle, visite ni.com/infoe ingrese nsis7322.

Nuevas Características Adicionales en LabVIEW 8.5

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/4/07 11:03 AM Page 23

El PCI Special Interest Group (PCI-SIG), los desarrolladores de lasespecificaciones PCI y PCI Express, anunció recientemente las EspecificacionesPCI Express External Cabling 1.0 que amplían la arquitectura PCI Express “fuera de la caja.” PCI Express cableado es un bus serial de alto desempeñopara interconectar componentes de sistemas. Ya que PCI Express cableado se base en PCI Express, provee un bus escalable y gran ancho de banda conbaja latencia. La posibilidad de extender PCI Express sobre un cable creaoportunidades en aplicaciones de mediciones y de automatización de altodesempeño que emplean una PC principal para procesamiento y análisis.

MXI-Express, la última versión de MXI (Multisystem eXtension Interface),emplea PCI Express cableado para conectar una PC o laptop a un chasis PXI,entregando más de 800 MB/s de rendimiento sostenible. El resultado es unenlace de bajo costo y gran ancho de banda para conectar múltiples chasis PXI con PCs de alto desempeño.

Casi cualquier aplicación puede beneficiarse del incremento en desempeñode MXI-Express. Las aplicaciones de gran ancho de banda, sin embargo, son lasque obtienen las ganancias más notorias en desempeño. Estas aplicacionesincluyen el almacenamiento y reproducción de datos a alta velocidad, análisisespectral y sistemas de generación de señales de gran ancho de banda. El usode PCI Express cableado no está limitado a la medición y control de sistemasPXI. El Synthetic Instrument Working Group, creado por el U.S. Department of

Defense, seleccionó a PCI Express y a PCI Express cableado como un bus dedatos de alta velocidad debido a sus capacidades técnicas, su adopcióncomercial y su infraestructura de bajo costo. Ingenieros pueden usar el bus PCI Express cableado para muchas aplicaciones chip a chip, tarjeta a tarjeta y caja a caja que están limitadas normalmente por buses con un bajo ancho de banda y alta latencia. Usando PCI Express cableado como una conexión de alta velocidad, estos sistemas muestran mejorassignificativas en desempeño a un costo muy bajo.

Para aprender más sobre los muchos usos de PCI Express cableado,visite ni.com/info e ingrese nsi7334.

Producto (Año de Lanzamiento)

MXI-Express x4(2006)

MXI-Express x1(2005)MXI-4

(2004)MXI-3(1999)MXI-2

(1996)MXI-1(1991)

0

200

300

400

500

100

600

700

800

900

Anch

o de

Ban

da (M

B/s)

PCI Express cableado ayuda a reducir el precio por ancho de banda de $450 USD porMB/s a $2.16 USD por MB/s.

� Para un listado completo de las publicaciones recientes en formato PDF, otros recursos e información de nuevos productos,visite ni.com/newsletter.

� Para inquietudes, solicitud de permisos o cambios de dirección, escriba un e-mail al editor general a newsletter@ni.com.� Para suscribirse a nuestro informativo GRATUITO quincenal y personalizado vía e-mail, NI News, visite ni.com/ninews.

Información y Recursos de la Revista Compre en línea

ni.com/products/esa

2007-9108-104-180-D 351200J-01

Perspectiva Tecnológica

PCI Express Cableado – Un Estándar de AltaVelocidad para Interconexión de Instrumentos

2007-9108-104-180-D Q307 LatAm 10/5/07 10:32 AM Page 24