适用于测试控制及设计等各类应用的数字I/O （DIO）
许多应用都需要数字输入、输出功能，如生成高级模式描述自定义电路、工厂车间中安装自动化控制线、或是数字设计的原型建模。美国国家仪器公司提供丰富的数字i/o (dio)产品，包括不同速度、电压、及定时选项，适用于测试、控制、及设计等各类应用。
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1. 应用于测试、测量的数字i/o 多数数字化自动测试设备(ate)系统通过生成/采集0、1信号来与被测设备(dut)通信。然而，随着数字元件的不断创新，系统需要更精密的数字测工具，简单开/关状态的逻辑分析仪已经很难能满足需求。更快的芯片速度，以及当前工业趋势中串行与并行数字协议的对比，都要求更高的采样率。此外，来自制造商及产品上市时间的压力，也要求在硬件级上更快速地完成测试。随着新逻辑元件系列的开发，包括了不同电压级、单端信号或差分信号，测量应用也日趋复杂化。美国国家仪器公司高速数字化i/o (hsdio)设备提供了丰富的数字化ate及激励-响应特性，专为满足高速数字化测试应用的需要而设计。
高速时钟及数据速率 可分别达到200 mhz和400 mb/s，提供精确的硬件定时控制，满足最新集成电路、fpga、及数字通信设备的测试需求。
双向控制各条循环、通道的 及针对响应数据采集的实时硬件，适用于比特误差率测试(bert)、确认验证(v&v)中的故障分析、及通过/失败制造检验等开发应用。
可编程电压等级 范围为-2.0到5.5 v ，用于创建灵活的数字系统，与各类逻辑元件连接，或确定特定dut的上下界。
图1. 可编程电压等级
6条逻辑通道状态 包括逻辑低(0)、逻辑高(1)、三态逻辑(z)、比较逻辑高 (h)、比较逻辑低(l)、及忽略(x) ，六种状态定义数字测试波形，并控制数字测试仪工作。
多设备同步 提供高通道数系统的次毫微秒级同步，无需外部接线。
灵活的握手模式 实现测试系统与dut之间数据传输的请求与应答，进行信号的同步或异步传输。
软件也是数字化ate中的关键组成。ni数字化波形编辑器是一款图形化的软件工具，用于信号的可视化，能够轻松创建、编辑、修改数字波形，实现自定义接口或测试应用。用户可从头设计数字波形，也可从设计工具导入已有波形，可用格式包括.vcd格式及ascii文件格式。此外，在采集数据时，数字波形编辑器能够高亮比特错误，轻松实现错误可视化，测量定时或更新波形以消除设计错误。结合ni labview图形化开发环境及ni teststand测试管理软件，数字化波形编辑器涵盖了所有数字化测试系统所需的软件组件。
表1总结了美国国家仪器公司提供的高速数字i/o。
8. 用于工业控制及自动化的数字i/o 工业应用上对i/o性能的要求常比一般测量设备要高。例如，许多工业传感器或促动器需要24v逻辑电平，在不同电压下工作时还可能造成接地回路。测量、控制系统的安全性与用户、操作人员的安全一样重要。ni工业化数字i/o设备具有高达150v的电压，且驱动电流高，并有隔离设计，可直接与各类工业泵、阀门、电机、及其它传感器/激励器连接，具有高度安全性与可靠性。
图2. 具有24v逻辑电平及隔离的工业测量
这些低成本设备是工厂自动化、嵌入式机械控制、及产品线验证等工业控制、制造测试系统的理想选择。此外，ni工业化数字i/o设备提供高可靠性的工业特色设置，专为要求最苛刻的自动化应用而设计。
隔离 降低了噪声，可提供更大的电压范围，避免硬件与工业传感器、促动器的直接连接。
可编程上电状态 可实现已知的初始化状态，使设备与泵、电机及其它工业激励器及机械连接时的操作更加安全。
数字化i/o看门狗 提供一种失效安全机制来监测计算机或应用的失效，确保系统处于可安全恢复的状态。
变化检测 在数字线状态发生改变时，将自动触发应用以执行读取操作，并使处理器使用率最小化。
可编程输入滤波器 能够消除输入中的锯齿边缘、噪音、短时脉冲干扰、尖脉冲，并为数字开关和继电器去除抖动。
工业认证 包括ce、fcc、c-tick、ul及vde，确保emi符合世界绝大多数地区的标准，并保障系统在危险环境下运行安全。
工业化dio是工业daq套件产品的一部分，包括工业ni m系列及s系列多功能设备。这些设备辅助ni可编程自动化控制器平台，提供与逻辑、运动、过程处理、及视觉应用无缝集成的工业化i/o。ni pac结合了可编程逻辑控制器(plc)的坚固性与pc的强大功能，具有开放灵活的软件构架。通过labview，具有工业化daq及数字i/o的pac可与已有的plc应用连接，从而可添加更多高级功能，提高应用效率。
图3. innoventor公司的饮料包装系统
点击这里了解innoventor公司如何集成工业数字i/o、运动及视觉应用，实现自动化饮料包装系统。
表2总结了ni提供的工业化数字i/o。
14. 应用于设计和原型建模的数字i/o 设计过程本质上是一个重复过程。各个应用领域的几乎所有设计都遵循定义、仿真、原型、测试的周期。在整个设计完善过程中，不断重复设计周期的各个阶段。如何设法缩短每阶段间的过渡时间是优化设计过程最重要的课题。labview的图形化系统设计通过单一平台实现所有设计周期，能够满足上述要求。此外，结合数字化ni r系列智能daq与labview fpga模块，可在设计、原型建模及部署过程中提供最大的软硬件灵活性。
智能daq具有用户定义的板载fpga处理，实现对系统定时及触发的完全控制。不具备vhdl经验的用户也能通过labview fpga模块创建labview框图来配置fpga芯片，从而完成对所有i/o的直接、快速控制。该过程提供高性能、用户可配置的定时与同步功能，并可实现高达40 mhz的板载决策。
举例来说，如果应用开发中需要使用不支持的或自定义的数字通信协议，用户可在基于fpga的r系列智能daq硬件上通过labview fpga模块快速实现通信接口或对其建模。
图4. 自定义数字协议与r系列智能daq和labview fpga
labview fpga可实现每个设备的“个性化”编程。所谓个性化本质上是包含了配置信息的编译比特文件，可下载到板载fpga。除了个性化设备或专用集成电路(asic)，用户还可自定义板卡。在设计周期或原形设计的重复过程中，用户能够轻松改变设备个性，就如同修改labview框图并重新编译一样简单。一旦完成设备编程，就不再需要使用labview fpga了，因为设备可在基于windows的labview或labview real-time中操作。更多信息关于自定义daq个性，请访问以下相关链接，或点击这里
智能daq提供高达160条数字通道，可独立配置为输入、输出、计数器/定时器、脉宽调制，或其它。表3总结了ni提供的r系列智能daq。
ni高速数字i/o设备为结合数字设备设计过程的常用测试提供另一种选择。对于高速激励响应测试，或非标准电压应用，ni hsdio设备能够在设计周期中辅助智能daq设备。hsdio设备也可与高速设备连接，以高达400 mb/s的速率传输数据。了解更多信息，请参阅以下相关链接。
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1. 应用于测试、测量的数字i/o 多数数字化自动测试设备(ate)系统通过生成/采集0、1信号来与被测设备(dut)通信。然而，随着数字元件的不断创新，系统需要更精密的数字测工具，简单开/关状态的逻辑分析仪已经很难能满足需求。更快的芯片速度，以及当前工业趋势中串行与并行数字协议的对比，都要求更高的采样率。此外，来自制造商及产品上市时间的压力，也要求在硬件级上更快速地完成测试。随着新逻辑元件系列的开发，包括了不同电压级、单端信号或差分信号，测量应用也日趋复杂化。美国国家仪器公司高速数字化i/o (hsdio)设备提供了丰富的数字化ate及激励-响应特性，专为满足高速数字化测试应用的需要而设计。
高速时钟及数据速率 可分别达到200 mhz和400 mb/s，提供精确的硬件定时控制，满足最新集成电路、fpga、及数字通信设备的测试需求。
双向控制各条循环、通道的 及针对响应数据采集的实时硬件，适用于比特误差率测试(bert)、确认验证(v&v)中的故障分析、及通过/失败制造检验等开发应用。
可编程电压等级 范围为-2.0到5.5 v ，用于创建灵活的数字系统，与各类逻辑元件连接，或确定特定dut的上下界。
图1. 可编程电压等级
6条逻辑通道状态 包括逻辑低(0)、逻辑高(1)、三态逻辑(z)、比较逻辑高 (h)、比较逻辑低(l)、及忽略(x) ，六种状态定义数字测试波形，并控制数字测试仪工作。
多设备同步 提供高通道数系统的次毫微秒级同步，无需外部接线。
灵活的握手模式 实现测试系统与dut之间数据传输的请求与应答，进行信号的同步或异步传输。
软件也是数字化ate中的关键组成。ni数字化波形编辑器是一款图形化的软件工具，用于信号的可视化，能够轻松创建、编辑、修改数字波形，实现自定义接口或测试应用。用户可从头设计数字波形，也可从设计工具导入已有波形，可用格式包括.vcd格式及ascii文件格式。此外，在采集数据时，数字波形编辑器能够高亮比特错误，轻松实现错误可视化，测量定时或更新波形以消除设计错误。结合ni labview图形化开发环境及ni teststand测试管理软件，数字化波形编辑器涵盖了所有数字化测试系统所需的软件组件。
表1总结了美国国家仪器公司提供的高速数字i/o。
8. 用于工业控制及自动化的数字i/o 工业应用上对i/o性能的要求常比一般测量设备要高。例如，许多工业传感器或促动器需要24v逻辑电平，在不同电压下工作时还可能造成接地回路。测量、控制系统的安全性与用户、操作人员的安全一样重要。ni工业化数字i/o设备具有高达150v的电压，且驱动电流高，并有隔离设计，可直接与各类工业泵、阀门、电机、及其它传感器/激励器连接，具有高度安全性与可靠性。
图2. 具有24v逻辑电平及隔离的工业测量
这些低成本设备是工厂自动化、嵌入式机械控制、及产品线验证等工业控制、制造测试系统的理想选择。此外，ni工业化数字i/o设备提供高可靠性的工业特色设置，专为要求最苛刻的自动化应用而设计。
隔离 降低了噪声，可提供更大的电压范围，避免硬件与工业传感器、促动器的直接连接。
可编程上电状态 可实现已知的初始化状态，使设备与泵、电机及其它工业激励器及机械连接时的操作更加安全。
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变化检测 在数字线状态发生改变时，将自动触发应用以执行读取操作，并使处理器使用率最小化。
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图4. 自定义数字协议与r系列智能daq和labview fpga
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