4、这里介绍的PG-782xR属于大规模数字双向DIO可重配置板卡，侧重于芯片、半导体等测试、通信协议验证（IIC、SPI、FSMC、并口、自定义）等领域；之前发布的4通道250MS/s AI和2通道250MS/s AO板卡（PG-796xR）和16通道AI和16通道AO板卡（PG-785xR），属于NI经典的模拟量R系列板卡。

5、价格亲民，PG-782xR只有NI板卡价格的1/5左右，摆脱了NI FPGA RIO板卡因为高昂成本造成的困局、释放大家的开发潜能，大胆放心用。

图1：神电测控PG-782xR板卡实物图（正面）

图2：神电测控PG-782xR板卡实物图（背面）

1、参数简介

1）双向高速数字IO（DIO）

DIO通道数：128路

DIO读写速率：100MHz

DIO电平切换：3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V

DIO访问：直接FPGA读写，可接入CLK、编码器、转速计、扭矩等脉冲信号，也可以产生高速同步、PWM等脉冲信号。

2）4路用户LED指示灯，挂在FPGA上，支持用户自己使用LabVIEW直接编程控制

4）板卡主控芯片

FPGA型号：Xilinx Kintex7-325T-2FFG900I工业级（可替换成国产FPGA）

板载DDR3容量:2GB 64BIT

板载Flash芯片型号:N25Q128A13 SPIx4

通信接口：PCIe2.0x8

5）板卡供电

直流电压：12V（支持单独供电或者PCIe直接供电）

2、性能简介

3、接口简介

图3：神电测控PG-782xR板卡接口示意图

图4：NI-782xR面板接口 VS 神电测控PG-782xR面板接口（完全兼容）

4、DIO数字信号接口定义与接线盒端子

图5：PG-782xR板卡面板接口引脚定义

图6：配套的PG-782xRDIO数字信号接线盒实物图

5、128路DIO数字信号电平量程控制

图7：PG-782xR板卡DIO数字电平切换档位

6、用户LED灯控制（共阳模式，低电平点亮）

4路用户LED对应的FPGA引脚所在位置和LabVIEW FPGA环境下的EIO节点，如图8所示。

图8：PG-782xR板卡用户LED引脚位于FPGA终端下的EIO节点

7、PG-782xR Demo硬件测试接线实物图

图9：PG-782xR板卡Demo实验接线实物图

图10：PG-782xR板卡Demo实验接线实物图

图11：PG-782xR板卡Demo实验接线实物图

为了方便初学者入门，这里我们给大家提供了一个针对PG-782xR这块板卡出厂的LabVIEW FPGA Demo范例程序，如图26所示。我们提前将用户LED灯、DIO电平控制、双向数字DIO等引脚对应的EIO节点放到这个例程里面，供大家参考。

图26：神电测控PG-782xR板卡出厂配套的LabVIEW FPGA Demo范例程序

j）下面，我们测试一下Demo里面的128路DIO输出功能、DIO电平转换功能（3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V）、以及PWM脉冲频率响应。

提醒：如果大家需要测试PG-782xR板卡的DIO高频信号输出效果，比如输出1个50MHz的方波信号，建议找一个带宽为500MHz以上的示波器，将示波器输入阻抗设置为50Ω最佳；如果输出的是低频信号，比如1MHz以内，可以将阻抗设置为1MΩ。

因为NI和我们的782xR板卡的DIO数字信号输出阻抗都是50Ω，如果示波器不设置为50Ω的话，那么DIO输出的高频信号，由于阻抗不匹配造成反射，实际波形存在严重的振铃效应。笔者身边只有1MΩ阻抗的示波器，所以当测试高频信号时波形会有振动，属于正常现象，有条件的用户可以找个高档一些的示波器测试一下我们板卡的极限带宽。

1）验证一下PG-782xR数字板卡的DIO PWM频率调整功能

比如，如何想要通过示波器测量第1组Connector0这个端口里面的DIO0引脚输出的数字信号，我们可以将示波器探头正负极分别接到接线盒的65（DIO0）和66（GND）这两个引脚上，SCH68座子引脚定义，如图27所示；实际接线如图28所示。

提醒：接线盒里面的68个端口，实际上奇数对应的是4个Connector里面的32路DIO信号，偶数对应的是GND信号，另外就是32路DIO信号排序是颠倒的，比如接线盒上的1号端子对应的是FPGA VI软件里面的DIO31引脚，65号端子对应的是DIO0引脚，所以大家记忆的时候，只要掌握好这个规律就可以了。

图27：PG-782xR板卡面板上的SCH68座子里面的65号和66号引脚定义

图28：将示波器探头正负极分别接到接线盒的65号（DIO0）和66号（GND）

接下来，打开下位机FPGA终端（PG-782xR）里面的“实验2.5-PWM输出-128路DIO-电平可调-Connector0123-子VI-FPGA.vi”这个VI，如图29所示，对应的程序框图如图30所示；直接点击左上角的运行箭头即可启动编译，然后会自动下载到板卡的FPGA芯片里面运行，同时FPGA VI会进入在线前面板运行模式。

图29：打开下位机FPGA终端里面的实验2（128路PWM脉冲输出程序前面板）

图30：打开下位机FPGA终端里面的实验2（128路PWM脉冲输出程序框图）

然后，打开运行“我的电脑”下面的“实验2-PWM输出-128路DIO-电平可调-PC.vi”上位机程序，如图31所示；然后根据实际情况设置一下PWM脉冲高低电平时间，按下“生成波形”按钮，再点击一下前面板上的“发送参数和指令”按钮，如图32所示。

图31：打开LabVIEW项目下的实验2（控制FPGA PWM脉冲频率）上位机程序

图32：上位机前面板上实时显示出来PG-785xR板卡当前采集的原始波形信号

此时，可以看到示波器上出现了频率为1MHz，高电平为3.3V的PWM方波信号，如图33所示；这是因为，我们设置的PWM脉冲高低电平时间分别是50，而下位机FPGA VI里面的定时循环时钟频率为100MHz，所以实际输出的信号频率就是100MHz/(50+50)=1MHz。如果将高电平时间修改为3和7，那么示波器上的波形就变成了占空比为30%，频率为10MHz的PMW信号，如图34所示。

图33：示波器采集到的1MHz、占空比为50%的方波信号（示波器阻抗最好设置为50Ω）

图34：示波器采集到的10MHz、占空比为30%的PWM信号（示波器阻抗最好设置为50Ω）

提醒：便宜的示波器没有阻抗选择，默认就是1MΩ起步，此时采集的高频信号会存在严重的振铃效应，这属于正常现象，这就是为啥我们平时在画FPGA PCB板的时候，要在IO引脚与外设之间加上一个33Ω或者50Ω进行匹配的原因。

2）验证一下PG-782xR板卡的DIO电平调整切换功能

为了展示我们的PG-782xR FPGA板卡使用LabVIEW开发的优势，我们可以直接借助LabVIEW FPGA环境下的在线前面板交互式运行，直接在下位机FPGA VI前面板上修改控件参数，比如，我们将默认的DIO电平切换由3.3V依次切换到2.5V、1.8V、1.5V、1.2V这几个常见档位，此时，可以看到示波器上的PMW信号幅度依次发生了变化，分别如图35~39所示。注意：由于振铃效应的存在，示波器自带的峰峰值测量功能不可靠，用户可以手动调整游标观察一下PWM脉冲信号的高低电平平摊区的实际电压值。

图35：PG-782xR板卡DIO输出信号高电平电压（3.3V）

图36：PG-782xR板卡DIO输出信号高电平电压（2.5V）

图37：PG-782xR板卡DIO输出信号高电平电压（1.8V）

图38：PG-782xR板卡DIO输出信号高电平电压（1.5V）

图39：PG-782xR板卡DIO输出信号高电平电压（1.2V）

3）测试NI自带的782xR板卡计数器脉冲解析输出例程

前面，为了省事，我们将同一个PWM信号同时接到了128路DIO上面，所以这128路DIO输出波形的都是相同的；NI范例查找器里面有一个二进制计数器，本质上就是+1计数器，将这个32位的计数器数值转成布尔数组，再分别接到每个Connector对应的32路端口上，如果大家有逻辑分析仪就能看到这32路脉冲信号实际遵循的就是二进制加法器。也就是高位数字波形频率是相邻低位的一半，周期则是2倍，因为二进制加法器总是从低位进行+1进位，慢慢递增的。

打开下位机FPGA终端里面的“实验2.6-PWM输出-128路DIO-电平可调-数字脉冲计数器-子VI-FPGA.vi”这个FPGA VI，如图40，对应的FPGA程序框图如图41；直接点击左上角的运行箭头即可启动编译，然后会自动下载到板卡的FPGA芯片里面运行，同时FPGA VI会自动进入在线前面板运行模式。

图40(a)：打开下位机FPGA终端（PG-782xR）里面的实验2.6（计数器脉冲生成）

图40(b)：数字脉冲计数器解析输出FPGA VI程序前面板

图41：数字脉冲计数器解析输出FPGA VI程序框图

结论：大家可以用示波器探头依次戳一下PG-782xR板卡DIO输出的相邻通道，看看脉冲周期是不是2倍关系，正常情况情况下，计数器最低位对应的DIO0的脉冲频率是100MHz/2^0=50MHz，最高位对应的DIO31脉冲频率是100MHz/2^31=0.02328Hz。

9、PG-782xR板卡FPGA VI程序固化演示

当然下位机PG-782xR FPGA VI程序开发完成后，我们可以将用户自己的FPGA VI直接固化到板卡里面，这样只要PXI机箱上电，就会自动加载运行大家自己写好的FPGA VI程序了，具体过程如下。

右击需要固化到PG-782xR板卡里面的FPGA VI，选择“Download FPGA bit”选项，如图42所示；接着在弹出来的下载页面中，找到FPGA板卡上的Flash型号，比如我们这个PG-782xR板卡上的Flash选用的是N25Q128-3.3V标准的型号，因此在列表中找到这个N25Q128或者MT25Q128兼容3.3V标准的型号就可以了，如图43所示；然后点击下面的下载按钮，此时会弹出一个下载等待进度条，如图44所示；静静等待一会，就会跳出一个固化成功的提示框，如图45所示，提醒：如果大家看到的消息是虽然固化成功了，但是上电FPGA板卡没有反应，一般都是因为客户忘记勾选下位机FPGA VI程序生成规范里面的“加载至FPGA时运行”导致的，遇到这种情况，直接勾选然后重新运行FPGA VI编译一下再固化即可。

图42：右击需要固化到PG-782xR板卡里面的FPGA VI程序

图43：在Flash器件列表中找到我们PG-782xR板卡上的Flash型号（N25Q128-3.3）

图44：弹出下载过程进度条（静静等待，无需操作）

图45：弹出下载成功的提醒对话框（恭喜，记得要把FPGA VI程序生成规范打钩）

更多详细内容也可以观看视频演示，B站视频链接如下

https://b23.tv/ylWeBbc

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