基于Zynq的MyRIO控制器平臺的人類生理模擬系統(tǒng)

近期在美國德克薩斯州奧斯汀舉辦的NI峰會上MIT和Continuum設(shè)計咨詢公司聯(lián)合展示了他們正在研究的“人類生理模擬系統(tǒng)”，這個系統(tǒng)模擬了很多人類生理器官比如肝、腦、腸、心、腎、胰、骨髓等，并且模擬了營養(yǎng)物質(zhì)的流動，這個模擬系統(tǒng)的意圖在于研究人類不同器官對于各種各樣體外藥物治療的反應(yīng)情況，并且這個項目受到了美國國防部高級研究計劃局（DARPA）的大力資助。

圖1：MIT和Continuum設(shè)計推出的“片上人類生理模擬系統(tǒng)”

營養(yǎng)輸送系統(tǒng)則采用了十二個微型流體泵，每個微型流體泵則需要三個小型的氣動閥門按一定的次序來控制才能夠?qū)I養(yǎng)物質(zhì)流輸送到模擬系統(tǒng)的各個器官中，對于這些閥門的控制采用的是NI MyRIO控制器平臺，共設(shè)置了36個控制通道以及壓力傳感，對于十二個微型流體泵的控制刷新率達到了了1KHz，滿足的測試需要，此外豐富的擴展I/O使得基于Zynq的MyRIO控制器平臺非常適合這個應(yīng)用。

圖2：整個測試系統(tǒng)的組成：模擬器官、微型流體泵和NI MyRIO控制器

NI MyRIO是NI針對高校教學(xué)應(yīng)用而推出的嵌入式創(chuàng)新實驗與項目開發(fā)平臺，NI MyRIO是基于Xilinx Zynq技術(shù)，集成了雙核ARM處理器以及豐富的可編程邏輯資源，通過LabVIEW圖形化編程方式能夠讓學(xué)生在很短的時間內(nèi)快速實現(xiàn)系統(tǒng)級嵌入式應(yīng)用的開發(fā)。

圖3：NI MyRIO嵌入式創(chuàng)新平臺

NI MyRIO外觀尺寸非常小巧，易于攜帶，完全可以放在口袋或者背包中。外設(shè)接口包括10條模擬輸入線， 6條模擬輸出線，40條數(shù)字I/O線，內(nèi)置了WiFi功能，我們可以通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)并部署代碼。除此之外板上還集成了速度計、可編程LED、音頻I/O、模擬和數(shù)字I/O以及USB端口。

NI MyRIO支持用LabVIEW或C/C++對ARM進行編程，LabVIEW中包含大量現(xiàn)成算法函數(shù)，同時針對NI MyRIO上的各種I/O接口提供經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的現(xiàn)成驅(qū)動函數(shù)，方便快速調(diào)用；對FPGA進行自定義編程，可采用LabVIEW圖形化編程方式進行開發(fā)。