L'oscilloscopio riconfigurabile PXIe-5171R a 8 canali fa parte della nuova famiglia di strumenti modulari definiti dal software proposta da National Instruments e basata sul bus PXI Express.

Oltre a un digitalizzatore da 250 Ms/s a 14 bit, lo strumento integra una FPGA capace di elaborare in tempo reale i dati acquisiti e che si può riprogrammare utilizzando LabVIEW.

Dopo aver lo scorso anno introdotto l'architettura degli strumenti di misura definiti dal software con FPGA incorporata dedicati alle misure a radiofrequenza, National Instruments insiste sulla stessa strada proponendo lo stesso tipo di architettura per le misure nel dominio del tempo.

Il modello di oscilloscopio riconfigurabile a 8 canali PXIe-5171R sarà presumibilmente il primo di una lunga serie di strumenti basati su questa concezione, dove l'intero firmware integrato nella FPGA può essere modificato e riscritto dall'utilizzatore finale per effettuare con la massima efficienza misure personalizzate.

Inoltre, come da tradizione per Nationall Instruments, la scrittura del firmware personalizzato può avvenire usando uno strumento di programmazione grafica come LabVIEW, certamente meno ostico per il progettista elettronico non avvezzo alla progettazione di FPGA complesse con linguaggi tipo VHDL e Verilog.

Il risultato finale è uno strumento modulare che può abbinare le classiche capacità di un qualunque digitalizzatore od oscilloscopio a quelle di uno strumento dedicato a funzioni specifiche, ma che si può riprogrammare e riutilizzare a piacere a seconda dei casi.

 L'architettura interna dello strumento NI PXIe-5171R prevede otto canali di ingresso con larghezza di banda analogica di 250 MHz che si attestano ad altrettanti convertitori A/D da 250 Ms/s a 14 bit.

A differenza degli oscilloscopi tradizionali, i campioni digitalizzati passano poi a una FPGA Xilinx Kintex-7, che può essere programmata a piacere per effettuare elaborazioni in tempo reale, ad esempio per identificare eventi di trigger complessi o per formare un sistema di stimolo e analisi in tempo reale, oppure ancora per trattare segnali con protocolli personalizzati complessi.

Ad esempio, con questo tipo di soluzione la FPGA potrebbe essere programmata per effettuare in tempo reale la FFT o la demodulazione di un segnale complesso per identificare violazioni che farebbero scattare il trigger. Essendo la FPGA in grado di effettuare l'elaborazione hardware istantaneamente, non si rischia di perdere eventi importanti come potrebbe accadere delegando invece lo stesso tipo di elaborazione a un processore classico esterno.

Le applicazioni possibili di questo tipo di architettura sono molteplici, sia nei sistemi di collaudo automatico, sia nel sistemi di misura dedicati alla validazione di progetti complessi ad alte prestazioni, dai radar ai sistemi automobilistici, dove la presenza di segnali complessi e/o protocolli personalizzati sono la norma anziché l'eccezione.