LabVIEW FPGA教程
labviewfxp用法 -回复
labviewfxp用法-回复先介绍labviewfxp是什么，然后介绍其用法，包括环境设置、界面布局、基本功能、数据处理等方面的内容。
最后总结一下它的优点和应用范围。
LabVIEW是一种图形化编程语言，用于控制和测量系统中的数据采集、信号处理及控制任务。
LabVIEW提供了一种名为LabVIEW FPGA的模块，它能够使用现场可编程门阵列（FPGA）来实现特定硬件上的高速、低延迟的任务。
而LabVIEW FPGA的源文件被编译为二进制文件，后缀名为“.lvbitx”，而这种二进制文件（*.lvbitx）就是LabVIEW FPGA Bitfile，它被用户加载到特定的硬件上执行。
LabVIEW FPGA Bitfile文件在LabVIEW FPGA开发环境（LabVIEW FPGA Development Environment）中生成，而LabVIEW FPGA Bitfile 加载、配置与管理的工具就是LabVIEW FPGA Xilinx Tools（LabVIEW FPGA Xilinx Tools for Windows）。
接下来，我们来看一下labviewfxp的用法：1. 环境设置首先，你需要安装LabVIEW FPGA Development Environment。
这个环境提供了对FPGA硬件进行开发和调试的工具。
安装完成后，你可以通过启动LabVIEW FPGA Development Environment来开始使用LabVIEW FPGA。
2. 界面布局LabVIEW FPGA Development Environment的界面分为两个主要部分：左侧是Project Explorer，右侧是Block Diagram。
Project Explorer 用于管理你的项目，包括FPGA Bitfile、VIs和其他资源。
Block Diagram 用于实现你的电路逻辑。
3. 基本功能LabVIEW FPGA Development Environment提供了很多基本功能，包括模块化设计、集成编辑环境、硬件资源管理和快速原型验证等。
LabVIEW中的硬件加速和FPGA编程
LabVIEW中的硬件加速和FPGA编程LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款强大的图形化编程平台，广泛应用于各个领域的实验室和工程项目中。
随着科技的发展，对系统性能和实时性的需求越来越高，LabVIEW的硬件加速和FPGA编程成为了关键技术。
本文将详细介绍LabVIEW中的硬件加速和FPGA编程的基本原理和实践应用。
一、硬件加速概述硬件加速是指利用硬件设备的计算和运算能力来提高系统的性能和响应速度。
在LabVIEW中，硬件加速通常采用FPGA（Field-Programmable Gate Array）来完成。
FPGA是一种可编程逻辑门阵列，可以即时配置为特定的电子电路，用于实现并行计算和处理。
二、FPGA编程原理FPGA编程是指利用LabVIEW的编程环境对FPGA进行配置和开发。
FPGA编程主要涉及以下几个方面：1. FPGA架构设计LabVIEW提供了丰富的FPGA架构设计工具，使开发人员可以根据具体需求进行配置和设计。
FPGA的架构设计包括逻辑电路、时钟频率、管脚布局等方面的考虑。
2. FPGA逻辑编程LabVIEW使用图形化编程语言G语言进行FPGA逻辑的编程。
开发人员可以通过拖拽和连接节点实现逻辑功能的定义和设计。
G语言中的模块、线程和数据流控制等概念被广泛运用于FPGA编程中。
3. FPGA时序分析FPGA编程中的时序分析是确保逻辑电路在设定的时钟频率下正常工作的重要环节。
LabVIEW提供了时序分析工具，可以帮助开发人员进行时序约束的设定和分析，提高系统的时序稳定性。
三、硬件加速的应用硬件加速在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用实例：1. 图像处理图像处理需要大量的计算和数据处理能力，利用FPGA实现硬件加速可以大大提高图像处理的速度和效率。
例如，利用FPGA加速的LabVIEW系统可以在实时视频流中进行目标检测和跟踪。
LabVIEW FPGA SPARTAN3E Starter Kit 实验指南说明书
Lab 1:Implementing a Boolean function in LabVIEW FPGA on the Xilinx SPARTAN-3E BoardKeywords: LabVIEW, LabVIEW FPGA, Xilinx SPARTAN3E Starter Kit, Implementing a Boolean Function.IntroductionWelcome to Lab1 in the serie of programming a SPARTAN3E Starter Kit by use of LabVIEW FPGA. These labs are created by Vincent Claes. If you encounter problems using this labs or want some advice/consultancy on LabVIEW and especially LabVIEW FPGA you can always contact the author.These labs are free to use however to show respect to the author please email him when you use them with your contact details (feedback is also welcome).Contact Information:Vincent Claes**********************/in/vincentclaesSoftware Requirements:•LabVIEW 8.5 or above•LabVIEW 8.5 FPGA module•XUP Spartan3E starter board: download for free from: https:///nicif/us/infolvfpgaxilsprtn/content.xhtmlHardware Requirements:•Xilinx Spartan3E Starter kit:/products/devkits/HW-SPAR3E-SK-US-G.htm•User manual:/support/documentation/boards_and_kits/ug230.pdfGetting StartedWhen you want to use this labs you have to setup your board. This labs are written for the Xilinx SPARTAN3E Starter Kit soit is quite interesting to read the user manual of the board. Be sure to plug in the USB cable, plug in the Power cord and Switch the board on before starting the lab.Step 1: Starting LabVIEWThe first step is to start the National Instruments LabVIEW 8.5 environment.Step 2: Create a LabVIEWprojectAfter we have started the LabVIEW environment we get the following screen:We have to create an Empty Project where we will add the Xilinx Spartan3E starter board on as a hardware target. In a future lab I will explain how we can create a HOST vi (this is a LabVIEW application that runs on a desktop PC) that communicates with a LabVIEW FPGA vi.Step 3: Add the Spartan3E board as a hardware targetThe next screen shows the Project Explorer view of the Empty Project that we just created.Now we have to add the Spartan3E starter board as a Hardware target. For this we do a “right click” on “My Computer” in the Project Explorer view. We select “New” and then “Targets and Devices”.In the screen that now appears we have to select the XUP starter board. Select “New target or device”.A list of “Targets and Devices” will be shown. You have to scroll down till the end and select “Spartan-3E Starter board” from the “Xilinx university Program” map.This will add the FPGA Target to the Project Explorer view. You see this target is placed under “My Computer”.Step 4: Adding FPGA I/OThe next step we make is adding “FPGA I/O’s” that we will use in this project to the Project Explorer view. For this you have to “right click” the FPGA Target you added in Step 3. Select “New” “FPGA I/O”.The next screen will appearOn the left side of this screen you see all the resources that are available on the Spartan-3E board. To add FPGA I/O to the project you have to select it in the left window and press the “Add” button. Now the FPGA I/O that you wanted to add has to show up in the window on the right side. For this project you have to add SW0, SW1 and LED0 to the project.If we go back to the “Project Explorer” view we see the FPGA I/O that we have added. With this I/O we will implement an Exclusive-OR function.Step 5: Creation of the FPGA VI The next step is the creation of a hardware program that runs on the Xilinx Spartan-3E hardware target.For this we do again a “right mouse click” on the FPGA target in the “Project Explorer” view. Select “New” VI. Be sure that you have right clicked the FPGA target and not “My Computer” because otherwise you will be creating a vi that runs not in Hardware (on the FPGA) but on your computer.This step will open the Front Panel and Block Diagram of the FPGA VI you just started creating. The code we will be implementing is an Exclusive-OR function. The view I always use in LabVIEW is the “tile left and right” view. You can select this by going to “Window” and then selecting “Tile Left and Right”. We you did all the steps right you have to see in the left corner of either the Front Panel or Block Diagram the name of the vi you created with /FPGA target behind it. This shows that the vi you are creating is aimed at the FPGA target.For now have a look at the “Functions Palette” which you can see when you click in the “Block Diagram” on “View” and then “Functions Palette”. You see that the available functions are different. You see “FPGA I/O”, “Memory & Fifo” and “FPGA Math & Analysis”. Those are specially for using on FPGA targets.Click in the Functions Palette on “FPGA I/O”.Place 2 I/O Nodes on the Block Diagram of the LabVIEW FPGA vi.Now do a “right mouse click” on one of the I/O Nodes. Select “Select FPGA I/O” then “Slide Switches” then “SW0”.You should see that the I/O node is filled with a green “SW0” label. The color green is standing for a Boolean variable. This is correct since a slider switch can only have the value of true or false.This project will be using 2 slider switches so we have to add another FPGA I/O. For this do a right click on the FPGA I/O you just filled with SW0. Select “Add Element”.The following is the screen you should have now:Try now to fill the I/O Item yourself with SW1. Try also to fill the I/O Node that is empty with LED0. This is done by right mouse clicking it then selecting “Select FPGA I/O”. In the option of “Select FPGA I/O” you see only the resources you added in the “Project Explorer” view to the project.The following screen will be created:Now we will as an example implement an exclusive-OR Boolean function into the FPGA. From the “Functions Palette” select “Programming” “Boolean” and look for the “Exclusive Or” function. Place this one on the Block diagram.Wire the “SW1” and “SW0” FPGA I/O to the Exclusive-OR inputs. Wire the output of the function to “LED0”.Your code has to look like this:When you implement the function like presented above the function will run only once. We would like to implement it that it runs continuously. For this we place a “While Loop” around it and we wire a Boolean “False constant” to the “stop condition” of this loop. This you normally don’t do on a PC because this will put your PC in a never ending loop. The “While Loop” you find on the “Functions Palette”.Now it is time to save your vi that you created for the FPGA. You do this by selecting “New” “Save As” in either the “Front Panel” or the “Block Diagram”.The name I usually use is FPGA_VI for the vi running on the FPGA.In “Project Explorer” you should see the followingIt is also a good idea to save the project file for this select in the “Project Explorer” “New” then “Save As”.I did use the name Lab1_BooleanLogicStep 5: Running the FPGA VIThis step is where we created the vi for. We designed it to run on an target. For starting the executing of this vi we have to press the “Run” arrow on either the “Block Diagram” or on the “Front Panel”.The first step LabVIEW does is “Generating Intermediate Files”. This files will be send to the Xilinx Synthesis Tools. But this is not important for us as application developers.In this step you see that LabVIEW is starting the “Compile Server”. This “Compile Server” can also be executed on another “more powerful” machine that is in your network (for this please see the information on the NI website.When the “Bitstream generation is complete” message appears and the server status is set to “Idle…” the Xilinx synthesis tools have done their job.You get a “Successful Compile Report” where you can see the implementation details of your code. You have to Press “Ok”.After you have pressed the “Ok” button your VI starts running on the FPGA target. It is indicated on your screen by the black “Run” arrow.Try to play with the switches SW0 and SW1 on the Spartan3E starter board you will see they have an XOR function; the led LD0 will be on when one of those switches is turned on.The problem with this implementation is that when you stop the VI the function is erased on the LabVIEW FPGA board. If you don’t want this effect you can download this VI to the FLASH of the Xilinx Spartan3E starter board (see next step).Step 6: Implementing the LabVIEW VI into FlashFor implementing your VI into the Flash on the Spartan3E Starter board you have to do some things. The first thing is setting the option of “Run when loaded to FPGA” on. For this you have to go to “Project Explorer”. Then “Right Mouse click” on your FPGA target. Select the “Properties” option.In this screen you see the option “Run when loaded to FPGA”. Make sure you select this option. Then press the “OK” button.We must recompile the VI because we made a change. Do this by going to the “Project Explorer” view. Click with the “Right Mouse button” on the FPGA VI you have created for thisproject. Select the “Compile” option.You will see that there are some previous explained steps executed. When the “Successful Compile Report” shows up youhave to press the “OK” button. Now we will download it to theFlash. For this you have to go to the “Project Explorer” view and do a “right mouse click” on the FPGA VI you created. Then choosing the “Download VI to Flash Memory” option will start downloading it to the Spartan-3E starter board flash.When this box appears the LabVIEW FPGA VI is downloaded to the Flash.Now you can pull out the USB cable out of the Xilinx Spartan3E board and press the PROG button on this board. You will see that the function is implemented in it.Enjoy.Vincent ClaesXIOS Hogeschool LimburgDepartment of Industrial Sciences and TechnologyUniversitaire Campus - Agoralaan – Gebouw HB-3590 DiepenbeekBelgium*********************tel.: +32 11 26 00 39fax: +32 11 26 00 54mobile: +32 478 35 38 49。
深入了解LabVIEW_FPGA
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NI CompactRIO 是一个以 RIO 技术为核心的平台，它可以提供一个小型的，工业级坚固的模块化平 台，为您提供高性能的 I/O，以及对于现成可用的嵌入式系统来说前所未有的灵活性。您可以使用 NI CompactRIO 构建一个嵌入式系统，如车载数据采集，移动 NVH 测试和嵌入式机械控制系统等。另 外，CompactRIO 提供了一个灵活的架构，可以搭载各类现成可用的处理器(如 Freescale PowerPCs)， 实时操作系统(如 Wind River VxWorks)，使用 Xilinx FPGA 进行定制的数字逻辑，以及 NI 和其他厂商生 产的 I/O 设备等组件。您还可以使用 CompactRIO 模块开发组件，通过这样一个框架结构开发您自己的 定制 CompactRIO 模块。NI CompactRIO 系统的坚固性是经过工业级认证的，可以在-40 至 70 °C 的环 境中进行工作，并可以承受强度超过 50 g 的震动。
简介
您可以使用 LabVIEW FPGA 模块，通过图形化编程对 NI RIO 设备上的现场可编程逻辑阵列(FPGA)进 行配置。LabVIEW FPGA 模块和 RIO 设备共同提供了一个灵活的平台，能够创建在从前只能使用定制 设计的硬件设备才能够完成的复杂测量和控制系统。
FPGA 是一种由许多待配置的逻辑门所组成的芯片。与功能由厂商确定的特定应用集成电路芯片(ASIC) 不同，您可以根据不同应用的需要对 FPGA 进行反复配置。在一些开发和制造 ASIC 芯片的成本不可接 受，或是在投入应用之后需要重新对硬件进行配置的应用场合，FPGA 被广泛地采用，这是由于 FPGA 可以实现在硬件上执行定制算法，而且还可以提供精确的定时和同步，快速的决策以及并行任务的同时 执行。现在，FPGA 在仪器、消费电子、汽车、飞机、复印机以及特殊应用计算机硬件等各类设备中都 有应用。FPGA 也经常用于测量和控制类的产品，但是这些系统的终端用户往往不愿意开发自己基于 FPGA 的系统。
FPGA的AD采集、USB传输、Labview上位机显示
FPGA的AD采集、USB传输、Labview上位机显示所需软件：Quartus/ISE、EZ-USB_devtools、Labview与VISA驱动步骤：1，安装Quartus/ISE、EZ-USB_devtools、Labview与VISA驱动,解释略；2，下载FPGA程序，解释略；3，下载USB固件，解释：开发板上电，连接开发板与PC机的USB接口，自动安装USB的驱动，此次出现的安装硬件向导界面，是固件缺失状态下的安装驱动界面，如图打开Cypress->;USB->;EZ-USBControlPanel,Target选择FX2，点击Downlod，下载固件程序，即后缀为.hex的文件，如图调试阶段的固件为.hex文件，掉电后该固件数据丢失，因此一般设计USB芯片通过IIC总线外扩一片E2PROM存储器，可以通过Hex2Bix.exe软件把.hex文件转化成.iic文件，在产品阶段下载.iic固件程序，（Cypress公司USB2.0的内核为51单片机，USB3.0的内核为arm9，开发USB固件程序指的就是编写内核单片机或者arm的程序，对USB2.0可以用KeiluVision2进行开发，跟51单片机的开发类似。
）；下载完成后,如图会重新出现安装硬件向导，此次出现的安装硬件向导界面，是固件存在状态下的安装驱动界面，如图4，Labview驱动，解释：打开NationalInstruments->;VISADriverWizard,如图选择USB，next，点击Refresh，在DeviceList栏找到相应的USB的VID&PID（VID与PID的信息存储在固件程序里，可以通过对固件程序的修改改变他们的值），选择VID&PID后，在右侧的ManufacturerName和ModelName栏会出现相应的USB信息，可以看到ModelName为使用的EZ-USBFX2，如图next，生成Labview的USB驱动为prefix，可以选择驱动存放位置，如图next，确定创建驱动，如图安装驱动，如图如果安装不成功，可以找到驱动存放的位置，手动安装，右键prefix.inf安装即可，如图如果仍不成功，重复Labview驱动这一步骤，Labview驱动这一块有时会出现问题；5，Labview应用程序，解释：打开NationalInstruments->;LabVIEW2011->;LabVIEW，打开应用程序，后面板如图前面板如图选择USB设备，刷新，找到USB设备，如图点击运行，如图采集到的直流信号，如图采集到的交流信号，如图采集到的图像信号，如图。
使用LabVIEW和FPGA来创建一个自动化的微控制器测试系统
使用LabVIEW和FPGA来创建一个自动化的微控制器测试系统对于之前的应用程序测试平台，我们使用公司内部开发的控制器板，但该板需要一套单独的兼容工具链来下载这些应用程序。
此外，我们还很难对这些工具链的用户界面进行导航，不得不使用额外的测试和测量设备。
有了虚拟仪器，我们可以使用同一套软件和模块化硬件执行以下测试：测试常见的协议(SPI, ASC, I2C) 测试PWM,ICU 测试模拟/数字转换器测试控制器区域网络(CAN) 测试时钟和门控测试多模块同时运行系统对于需要测试的应用来说，使用FPGA 的可重编程功能，它和LabVIEW 之间的自动化接口以及CAN 分析仪功能，我们可以很容易地开发我们的系统。
在整个框架上，我们节省了大量的时间和成本。
在此之前，对于微控制器的每个模块/外设，测试十至二十个案例我们需要花费四至五个小时。
使用我们所创建的基于NI 产品的系统，相同的一组测试执行时间在十到十五分钟内，而且测试质量显著地提高。
我们需要合适的测试平台应用程序以测试微控制器的不同外设。
比如，为了测试SPI 接口，我们需要建立SPI 主机或者从机作为测试平台。
我们使用LabVIEW FPGA VIs（CAN 接口的CAN VI）来创建每个测试平台。
框架内测试案例构造则是指各自的VI。
在框架中，我们可以创建一个LabVIEW 对象以获取VI 引用，对于每个测试案例的需求，都为用户配置了输入控件和显示控件。
执行自动化框架中的测试案例，需要调用特定的VI，配置该VI，最后运行它。
该框架无需用户参与就可以执行测试。
比如，测量PWM 信号的解决方案如下：VI 测量占空比和信号频率，然后将其保存到Excel 文件中。
另一种解决方案涉及从SPI 主机接收数据。
作为从机SPI 的VI 可以从主机测试设备（DUT）中接收数据。
SPI 从机工作在不同的波特率和变化的数据比特下。
用户可以配置VI,而其运行取决于测试设备(DUT)的主SPI 的配置。
labview fpga教程
labview fpga教程
LabVIEW FPGA教程是一种基于LabVIEW图形化编程语言的教程，主要用于FPGA设备编程的培训和学习。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有较高的并行计算能力和灵活性，广泛应用于数字信号处理、图像处理、嵌入式系统设计等领域。
LabVIEW FPGA教程主要包括以下方面的内容： 1. FPGA开发平台的介绍和操作：介绍FPGA的硬件架构、板卡配置、编程软件等基础知识，让学员
了解如何借助FPGA来解决各种复杂的工程问题。
2. LabVIEW FPGA编程基础：介绍基础的LabVIEW FPGA图形化编程语言和运行环境，涵盖数据类型、图表、函数、结构、模块化编程等方面的内容。
3. FPGA项目实战：让学员动手实现项目，将
所学的理论知识应用于实际工程中，例如控制器设计、图像处理、信号处理、通信接口等。
4. FPGA应用案例：介绍FPGA 在不同领域的应用案例，如医疗器械、卫星通信、人工智能等，让学员了解FPGA的广泛应用场景和未来的发展趋势。
通过LabVIEW FPGA教程的学习，学员能够掌握FPGA的基础。
深入了解LabVIEW FPGA
一旦您选择 NI RIO 设备上的 FPGA 作为目标对象，LabVIEW 将只显示 FPGA 可以实现的功能 (图 2)， 更加方便您使用 LabVIEW 对 FPGA 进行编程。LabVIEW FPGA 模块函数面板包括典型的 LabVIEW 结 构和函数，如 While 循环，For 循环，条件结构，顺序结构以及 LabVIEW FPGA 针对数学、信号生成和 分析、线性和非线性控制、比较逻辑、数组和簇操作、并发、模拟和数字 I/O，以及定时等方面的专用 函数。您可以使用这些函数进行组合，定义逻辑功能，并将其嵌入到您的 NI RIO 设备当中。
深入了解 LabVIEW FPGA
NI 通过 LabVIEW FPGA 模块和可重复配置 I/O(RIO)硬件设备，为测量和控制系统中整合 FPGA 技术的 灵活性提供了直观且现成可用的解决方案。您可以使用 LabVIEW 图形化编程定义 FPGA 芯片上的逻辑 功能，您不需要任何的有关底层硬件描述语言(HDLs)的知识，如 VHDL 或是 Verilog，也不需要了解板 卡级硬件设计，就可以将 FPGA 芯片嵌入到 NI 可重复配置 I/O 系列硬件目标当中。另外，LabVIEW 还 可以让您轻松地集成图象采集/分析、运动控制，以及 CAN 和 RS232 等工业通信功能。
LabVIEW FPGA开发指导1-2-3
二进制补码表示 整数字长(iwl) 小数字长(fwl) 有限的量程 指定的 符号位 小数点位置 确定的分辨力 两头归一化，+/-1内计算，整数字长通常不变 参见GSDZone《聚星2010LabVIEW研讨会》
算法仿真
• 仿真方法
– 主机VI – 在主机运行FPGA程序 – FPGA VI拉到主机改编后运行
NI FPGA开发2：开始编程
• 算法仿真 • 模块构建
– – – – 采集-处理-输出框架 数字信号处理 和主机通信 处理速度优化
算法仿真步骤
• 数组运算 到 逐点运算 • 浮点数 到定点数
关于定点数
b31b30
32位字长(wl)
………… b18 17 b ………… b2b1b0
• • • • •
FREE
• 随LV FPGA模块附带 • NIFPGA2009\Xilinx\ISE\bin\nt\coregen.exe
DDS Filter
FFT
……
说明详尽、功能强大、资源利用充分
处理速度的优化：极品飞车
• 加快时钟
– 设置倍频时钟 – 选择 top-level clock
• FPGA资源换速度 • 流水线和延时换速度 • 使用单时钟周期循环
LabVIEW FPGA 1-2-3
邵晖 博士 聚星仪器有限公司
概要
• NI LabVIEW FPGA应用案例 • NI FPGA产品开发一二三
– 准备工作 – 编程 – 调试与测试
• FPGA开发四五六 • 总结
FPGA产品系列的优点
• • • • • • • • 逻辑可靠 反馈控制响应快 技术独特不容易破解 测量准确可靠 耐恶劣环境(宽温、抗振抗冲击、防爆) 接口模块皮实 (热插拔、隔离) 功耗低 (CompactRIO典型10-15W) 体积、重量不大
LabVIEW FPGA开发PWM接口基础应用教程
LabVIEW FPGA 开发PWM 接口基础应用教程
开发和测试汽车电子、航空电子设备及数字传感器的工程师和设计师们，经常需要测量和模拟设备所产生的脉冲宽度调制(Pulse Width ModulaTIon, PWM)信号。
LabVIEW FPGA 模块可以用来为测试测量系统创建PWM 接口。
与专用的PWM I/O 设备不同的是，LabVIEW FPGA 允许自定义应用程序的PWM 通道特性和行为，并且可以与其它的测量设备集成和同步。
1. 应用程序概述
LabVIEW FPGA 模块和可重配置的I/O 板卡可以用来实现各种自定义接口，其中包括：
- 用于其它测量设备的定时和触发功能
- 数字通信协议
- 开发快速原型或者硬件在环应用中的设备仿真
- AC 和DC 传感器仿真。
LabVIEWFPGA模块硬件编程和加速
LabVIEWFPGA模块硬件编程和加速LabVIEW FPGA模块硬件编程和加速LabVIEW FPGA模块是一种用于编程可编程逻辑器件（FPGA）的工具，允许用户利用FPGA实现高度并行的硬件编程。
本文将介绍LabVIEW FPGA模块硬件编程的基本原理，以及如何通过使用这一模块来加速应用程序的执行。
一、LabVIEW FPGA模块概述LabVIEW FPGA模块是LabVIEW软件的一个扩展模块，用于支持对FPGA的硬件编程。
FPGA是一种可编程逻辑器件，通过在其内部配置逻辑门电路来实现各种功能。
与传统的微处理器相比，FPGA具有更高的并行性和实时性，适合用于处理大规模数据和高速信号。
二、LabVIEW FPGA模块的基本原理LabVIEW FPGA模块通过将用户设计的虚拟仪器（VI）转换为FPGA上的硬件描述语言（HDL）代码，实现对FPGA的配置。
用户可以使用LabVIEW编程环境中提供的图形化界面来设计FPGA上的逻辑电路，然后通过编译与综合工具将其转换为硬件描述语言代码。
最后，这些代码将被加载到FPGA上，实现对硬件的配置。
三、LabVIEW FPGA模块的应用LabVIEW FPGA模块广泛应用于各种领域，包括科学研究、工业控制、自动化测试等。
其应用包括但不限于以下几个方面。
1.数字信号处理加速在许多应用中，如雷达信号处理、图像处理等，需要对大量的数据进行实时处理。
利用LabVIEW FPGA模块，可以将这些处理算法实现为硬件电路，以极高的并行性和实时性来加速数据处理过程。
2.实时控制系统LabVIEW FPGA模块适用于实时控制系统的设计和实施。
通过将控制算法转换为硬件电路，在FPGA上实现硬件级的实时控制，可以大大提高控制系统的响应时间和稳定性。
3.高速数据采集对于高速数据采集系统，如高速摄像机、数据采集卡等，LabVIEW FPGA模块提供了一种有效的解决方案。
通过将数据采集和处理算法直接放在FPGA上，可以实现对高速数据的实时处理和存储。
LabVIEW FPGA教程-推荐下载
1.CLIP节点介绍2.在FPGA应用中使用CLIP3.IP集成节点介绍4.CLIP和IP集成节点的区别5.相关资源1. CLIP节点介绍CLIP节点是一种用于将已有的FPGA IP导入LabVIEW FPGA硬件的同时通过LabVIEW FPGA程序框图与它进行通讯的框架。
一旦导入成功，相对于LabVIEW FPGA，IP可以独立地、并行地运行。
IP既能以原始VHDL的形式也能以诸如电子设计交换格式(Electronic design interchange format, EDIF)网表等中间文件的形式存在。
这一功能要求使用者具有一定数字电路设计经验和VHDL的基本知识，因为所导入的IP通常是一种底层的硬件描述语言(Hardware description language, HDL)。
对于不同的FPGA目标，其所支持的CLIP也不同。
请参考目标硬件的的定义文档获取关于CLIP支持的信息。
部分FPGA目标可支持以下一种或者两种类型的CLIP：用户定义的CLIP—导入VHDL代码，直接与FPGA VI进行通讯。
套接字CLIP—导入VHDL代码，直接和不与LabVIEW FPGA模块关联的一个FPGA VI以及FPGA引脚进行通信。
一些FPGA目标在FPGA中定义了一个您可以插入套接字CLIP的固定式CLIP套接字。
图1.在由使用者定义的CLIP节点中导入VHDL代码可以与一个FPGA VI进行通讯；反之，一个套接字CLIP节点允许IP同时连接到FPGA VI和可用FPGA引脚。
获取最新的信息，请参考标题为使用VHDL代码作为组件级IP（FPGA模块）的LabVIEW FPGA模块帮助。
2. 在FPGA应用中使用CLIP1.创建或者获取IP。
2.在FPGA目标属性中声明CLIP以及定义IP接口。
3.将CLIP添加到项目中。
4.在一个FPGA VI中使用CLIP。
创建或者获取IP要将CLIP添加到一个FPGA目标中，您必须提供VHDL代码形式的IP以编译成FPGA对象。
LabVIEW FPGA模块课程(中文)
/china/training LabVIEW FPGA 模块课程 第 2 页/共 2 页
LabVIEW FPGA模块课程大纲
LabVIEW FPGA模块的应用开发
本课程描述在 LabVIEW FPGA 应用开发中常涉及到的问题，包括：设计过程、应用测试、 及应用编译。您将学习如何以 LabVIEW 的编程方式来开发硬件。课程主题包括：
授课时间—— 两天
对象
LabVIEW FPGA 模块的新用户，准备采 用 LabVIEW FPGA 及 RIO 硬件开发应用 的用户；
评估 LabVIEW FPGA 以确定购买意向的 用户及技术管理人员
希望从 FPGA 硬件的性能及灵活性中获 益的 LabVIEW 或 LabVIEW Real-Time 用户
设计过程概述 交互与仿真模式 编译服务器的使用 LabVIEW FPGA 模块应用设计基础
FPGA模块VI设计技术
本课程讲授如何开发通过可重配置 I/O (RIO)硬件实现通信的应用。课程第一部分讲解如何 使用 RIO 设备配置 I/O 节点；第二部分着重于编程技巧，通过几个简单的例子讲解如何获 得 FPGA 应用的最佳结果。课程主题包括：
FPGA 应用的控制及协同操作 与主机同步的技术 中断方式与轮询的对比
LabVIEW Real-Time模块与LabVIEW FPGA模块的结合使用
本课程讲授如何结合 LabVIEW Real-Time 模块与 LabVIEW FPGA 模块来创建多线程的确定 性应用。LabVIEW Real-Time 的使用为您的 LabVIEW FPGA VI 提供了实时、确定性的主机， 但这并非是必须的（对于 Windows 系统，您可以选择使用 LabVIEW）。课程主题包括：
Labview FPGA开发者指南
高性能LabVIEW FPGA应用程序将NI可重配置I/O(RIO)设备的性能扩展到定时、FPGA资源、以及其他方面。 通过总结常用的LabVIEW FPGA优化概念和技巧，此指南旨在帮助您创建高性能应用程序。
目标读者
如果您已经熟悉LaVIEW或者LabVIEW FPGA模块，可使用此指南来学习业内不知晓的高级LabVIEW FPGA理论， 帮助您解决需要高吞吐量、精确定时控制或者更高FPGA资源效率的严苛应用需求。
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更多资源 [1] [2] FPGA基础原理
/white-paper/6983/
基于NI LabVIEW的CompactRIO开发者指南
/comp actriodevguide/
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基于FPGA的高性能设计 FPGA的优点
FPGA提供了高度并行的可自定义平台，您可以使用该平台以硬件的速度执行高级和控制任务。 相对于CPU和GPU而言，FPGA具有较慢的时钟速率，但是FPGA通过可在单时钟周期内多次连续地执行并行操 作的专用来弥补时钟速率的差距。您可以在NI RIO设备上将FPGA具有的大规模并行编程特性和紧密的I/O集成 结合起来，实现更高吞吐量、更好的确定性以及更短的响应时间，从而满足高速数据流、数字信号处理(DSP)、 控制以及数字协议应用的需求。
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数据据传输机制 数传输机制的吞吐量和延迟 FPGA内部传输数据 在FPGA和主机系统之间传输数据 设备间数据传输
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下一步 正式培训 评估NI RIO平台 NI联盟伙伴和服务
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修订和反馈
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引言
现场可编程门阵列(FPGA)技术为专用的定制硬件提供高性能和可靠性。作为LabVIEW FPGA用户，您可以 在与台式和实时系统相同的编程设计环境中利用FPGA技术。
将外部IP导入LabVIEWFPGA
将外部IP导⼊LabVIEWFPGA在由使⽤者定义的 CLIP节点中导⼊ VHDL代码可以与⼀个FPGA VI 进⾏通讯；反之，⼀个套接字CLIP节点允许IP同时连接到FPGA VI和可⽤FPGA引脚。
的LabVIEW FPGA模块帮助。
使⽤VHDL代码作为组件级IP （FPGA模块）1. 1.2. 1. 2.为了将IP的输⼊和输出映射到 LabVIEW 的 I/O，使⽤ FPGA⽬标属性向导创建⼀个定义了 IP必要属性的 XML⽂件。
按照以下步骤完成这个任务。
创建⼀个带有 FPGA硬件新 LabVIEW项⽬。
右键点击 FPGA⽬标，并选择属性。
属性对话框有⼀段标有“组件级 IP （Component- Level IP）”的部分。
点击创建⽂件按钮创建 XML⽂件。
图2. 点击 “Create File”开始定义 XML声明⽂档。
点击按钮，并浏览代表顶层组件IP（即 simple_and. vhd ）的 VHDL⽂档.再点击Add Synthesis File…Next>图3. 添加了您的IP的综合⽂件后，点击 Next>。
配置向导的余下部分⽤来安装XML声明⽂档。
本例中，点击按钮默认安装向导的余下部分，验证输⼊⽂件的语法，再点击剩下的按钮。
Next>Next>图4. 配置向导中⽣成的 XML声明⽂件必须为导⼊的IP模块⽽列出。
⼀旦您完成了 CLIP配置向导， CLIP声明名称（在XML⽂档中已定义）将出现在⽂件的路径旁。
在本对话框中，您能够为需要导⼊的所有不同IP 模块声明多个 CLIP节点。
将⼀个CLIP项添加到⼀个 LabVIEW项⽬中在FPGA中声明 CLIP实际上并没有将它添加到项⽬中去，因为你能够在同⼀个FPGA上完成⼀个CLIP的多个实例。
在下⼀步中，你将创建⼀个先前已经被声明的 simpleAND CLIP项的实例。
右键点击FPGA⽬标，并选择。
在CLIP对话框中会出现选择所需的 CLIP，给这个实例⼀个唯⼀的标识名，以及通过“Clock”信号类型，选择时钟连接New Component- Level IP 到CLIP中的任意线路。
LabVIEW FPGA 模块发行及升级 说明 版本 2011说明书
LabVIEW FPGA 模块发行及升级说明版本2011本文档包含安装LabVIEW 2011 FPGA 模块和相关产品的说明，以及新增功能和升级信息。
关于使用LabVIEW 和FPGA 模块开发应用程序的信息，见文档后半部分的资源列表。
注LabVIEW 2011 FPGA 模块中文版包含中文软件和文档。
目录系统要求..............................................................................................................................................................2开发计算机................................................................................................................................................2远程编译服务器......................................................................................................................................3安装........................................................................................................................................................................3在开发计算机上安装LabVIEW FPGA 模块...............................................................................3在另一台独立的计算机上安装编译工具......................................................................................4激活LabVIEW FPGA 模块...........................................................................................................................42011版的新增功能和改进...........................................................................................................................4周期精确仿真的改进............................................................................................................................4IP 的改进....................................................................................................................................................4FPAG 编译云服务的支持....................................................................................................................5反馈节点的性能改进............................................................................................................................5跟踪三相信号...........................................................................................................................................5升级和兼容性问题...........................................................................................................................................5包含“数学与分析” VI 和函数的VI...............................................................................................6包含IP 集成节点的VI..........................................................................................................................6包含反馈节点的VI.................................................................................................................................6问题记录..............................................................................................................................................................6参考资料..............................................................................................................................................................6相关文档和范例......................................................................................................................................6NI 网站........................................................................................................................................................7支持.. (7)™系统要求用于开发的计算机为PC或PXI/PXI Express系统，并安装LabVIEW开发系统和LabVIEW FPGA模块。
使用LabVIEWFPGA模块和开发测量与控制应用
2 个通用计数器/定时器
96 个 I/O 线均可配置为定制计数器
表 1. 传统多功能 I/O 设备与 PXI-7831R 的比较
021-65557838 • 800-820-3622 • @ • /china
National Instruments
LabVIEW FPGA 模块的功能 使用 LabVIEW FPGA 模块，您可以通过在 LabVIEW 中进行编程对 FPGA 设备的操作进行配置。您的 LabVIEW 模块流 程图将在硬件中得以实现，使您可以直接控制 PXI－7831R 模块的所有 I/O。您可以灵活的对 I/O 信号进行分析和操作， 这在固定 I/O 硬件上是不可能实现的。图 2 表示了 LabVIEW FPGA 模块的一个例程中简单的上升沿计数器的模块流程 图。事实上我们使用了一个 U16 数据类型来完成这个 16 比特计数器。在传统的数据采集卡上，计数器逻辑是在固定的 ASIC 芯片上实现的，如 DAQ-STC 等，您需要使用 NI-DAQ 计数器 VI 编写您自己的应用程序。使用 LabVIEW FPGA 模块，您完全可以在 LabVIEW 中自己编写并实现计数器，然后在 FPGA 的相应部分配置您自己的计数器芯片。基于软 件的计数器只能对比较低频的边沿进行计数，如果您单单使用 LabVIEW 或 LabVIEW 实时模块，都是不可能实现这样一 个计数器的。由于 LabVIEW FPGA 模块是使用模块流程图在硬件上实现您的应用的，因此所实现的这个计数器的可以 达到与数据采集设备上的预设计数器相当的水平。
内容提要： • 简介 • R 系列 RIO 设备 • LabVIEW FPGA 模块功能 • 应用开发流程 • 性能提升 • 应用 • 总结
简介 使用 LabVIEW FPGA 模块，您可以通过图形化的编程对 NI R 系列 RIO 设备上的现场可编程逻辑阵列(FPGA)进行配置。 另外，LabVIEW FPGA 模块和 R 系列设备提供了一个灵活的平台，以便于创建复杂精密的测量和控制系统，这在从前 是只能通过定制设计的硬件才能够完成的。 FPGA 是一个包含许多未经配置的逻辑门的芯片。与厂商设计固定的专用集成电路芯片(ASIC)不同，您可以对 FPGA 芯 片进行反复配置，以适应不同的应用需要。当开发制造一个 ASIC 芯片的成本过高，或者在产品投入使用后硬件需要重 新配置的时候，FPGA 正是一个合适的选择。由于 FPGA 可以使用硬件实现特定算法，这为精确定时和同步，快速判决， 以及同时执行并行任务提供了很大的便利。现在 FPGA 越来越多地用于仪器，消费电子，汽车，飞机，复印机和专用计 算机硬件等领域，FPGA 也经常用于测量和控制领域的产品，但是这些系统的终端用户往往不愿意开发他们自己的基于 FPGA 的系统。因为从前配置 FPGA 是需要 VHDL 编程的专业知识或复杂的设计工具的，这些工作通常是由硬件设计工 程师而非测试和控制工程师所完成的。
LabVIEW_FPGA开发指导1-2-3
高可靠、耐恶劣环境 低能耗、小体积 热插拔、电学隔离
•多功能通用测控 (RIO) •测试验证 (FlexRIO) •通信处理 (IF-RIO)
必备工具
• • • • LabVIEW LabVIEW FPGA开发包 Compact RIO：LabVIEW RT开发包 R系列板卡：NI RIO FREE
整数字长iwl小数字长fwl32位字长wl指定的小数点位置符号位?仿真方法主机vi在主机运行fpga程序fpgavi拉到主机改编后运行?仿真内容基于数据块的算法blockbyblock基于采样点的处理pointbypoint浮点到整点时序控制?时序逻辑对吗?你处理赶得上io吗?瞬时速率波动缓冲了吗?采集处理输出构架采集处理输出时序lveganaloginputcriolvproj?有时钟的采没有时钟创造时钟也要采lveganalogoutputcriolvproj处理analoginputcriolvprojanalogoutputcriolvprojanalogoutputcriolvproj已被改动千万不要存盘模块已建立vi属于lv例程可以参考不许改不许用采集处理输出时序?高速数学函数?fpga数学和分析?滤波器?ipintegrationnode?整数out啦?速度和资源的权衡普通循环单时钟周期循环多周期流水线fpga?信号发生控制?均值周期?滤波器?fft?重采样?时延lut等?低通高通带通带阻波陷?频响均衡?升降采样?重采样阶次分析?锁相环超窄带滤波?包络检测?时延?波束成形ipintegrationnode?非labview模块ip?支持
– 5640R / 5641R：NI IF RIO
提示： LabVIEW 8.6用户须免费下载 •FPGA数学包 •IP Integration Node开发包
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[LabVIEW FPGA教程]将外部IP导入LabVIEW FPGA
概览
通过将第三方IP 集成到NI LabVIEW软件，您能使用许多的针对Xilinx现场可编程门整列
（Field-programmable gate arrays, FPGA）进行优化的算法，在实现高性能的同时提高代码重用度。
LabVIEW FPGA模块提供两种方法用来实现外部代码的导入：组件级IP（Component-Level Intellectual Property, CLIP）节点和IP集成节点。
本白皮书将讨论这两种方法。
目录
1. CLIP节点介绍
2. 在FPGA应用中使用CLIP
3. IP集成节点介绍
4. CLIP和IP集成节点的区别
5. 相关资源
1. CLIP节点介绍
CLIP节点是一种用于将已有的FPGA IP导入LabVIEW FPGA硬件的同时通过LabVIEW FPGA程序框图与它进行通讯的框架。
一旦导入成功，相对于LabVIEW FPGA，IP可以独立地、并行地运行。
IP既能以原始VHDL的形式也能以诸如电子设计交换格式(Electronic design interchange format, EDIF)网表等中间文件的形式存在。
这一功能要求使用者具有一定数字电路设计经验和VHDL的基本知识，因为所导入的IP 通常是一种底层的硬件描述语言(Hardware description language, HDL)。
对于不同的FPGA目标，其所支持的CLIP也不同。
请参考目标硬件的的定义文档获取关于CLIP支持的信息。
部分FPGA目标可支持以下一种或者两种类型的CLIP：
用户定义的CLIP—导入VHDL代码，直接与FPGA VI进行通讯。
套接字CLIP—导入VHDL代码，直接和不与LabVIEW FPGA模块关联的一个FPGA VI以及FPGA引脚进行通信。
一些FPGA目标在FPGA中定义了一个您可以插入套接字CLIP的固定式CLIP套接字。
图1.在由使用者定义的CLIP节点中导入VHDL代码可以与一个FPGA VI进行通讯；反之，一个套接字CLIP节点允许IP同时连接到FPGA VI和可用FPGA引脚。
获取最新的信息，请参考标题为使用VHDL代码作为组件级IP（FPGA模块）的LabVIEW FPGA模块帮助。
2. 在FPGA应用中使用CLIP
1. 创建或者获取IP。
2. 在FPGA目标属性中声明CLIP以及定义IP接口。
3. 将CLIP添加到项目中。
4. 在一个FPGA VI中使用CLIP。
创建或者获取IP
要将CLIP添加到一个FPGA目标中，您必须提供VHDL代码形式的IP以编译成FPGA对象。
您能使用以下方式提供VHDL代码：:
o创建VHDL代码。
o通过其它的硬件描述语言（HDL）创建您自己的可兼容IP核心，例如通过Xilinx CORE Generator 利用Verilog进行创建。
o从Xilinx或合作伙伴那购买IP核心。
注意：在LabVIEW FPGA的CORE Generator IP选板中有超过50种Xilinx IP模块，无需使用CLIP或IP 集成节点导入IP模块您就能将其集成到您的LabVIEW FPGA VI的数据流中。
了解如何使用Xilinx CORE GeneratorIP选板提高IP的重用度。
在使用CLIP节点时，需要特别注意的是LabVIEW FPGA所支持的数据类型以及如何将它们转换为VHDL 数据类型。
如果您的IP使用的逻辑向量并不不是表一中所列的数据类型之一，您必须编写一个VHDL外层程序来对标准LabVIEW类型进行扩展、缩短或者分解，从而符合IP的数据宽度。
请参考LabVIEW FPGA模块帮助，获取更多关于您IP的注意事项，包括使用外部时钟、交叉时钟域、使用同步寄存器、执行异步重置，以及使用约束和层次条件。
1. 创建一个带有FPGA硬件新LabVIEW项目。
右键点击FPGA目标，并选择属性。
属性对话框有一段
标有“组件级IP（Component-Level IP）”的部分。
点击创建文件按钮创建XML文件。
图2. 点击“Create File”开始定义XML声明文档。
1. 点击Add Synthesis File…按钮，并浏览代表顶层组件IP（即simple_and.vhd ）的VHDL文档.再
点击Next>
图3. 添加了您的IP的综合文件后，点击Next>。
2. 配置向导的余下部分用来安装XML声明文档。
本例中，点击Next>按钮默认安装向导的余下部分，验
证输入文件的语法，再点击剩下的Next>按钮。
图4. 配置向导中生成的XML声明文件必须为导入的IP模块而列出。
一旦您完成了CLIP配置向导，CLIP声明名称（在XML文档中已定义）将出现在文件的路径旁。
在本对话框中，您能够为需要导入的所有不同IP模块声明多个CLIP节点。
将一个CLIP项添加到一个LabVIEW项目中
在FPGA中声明CLIP实际上并没有将它添加到项目中去，因为你能够在同一个FPGA上完成一个CLIP 的多个实例。
在下一步中，你将创建一个先前已经被声明的simpleAND CLIP项的实例。
1. 右键点击FPGA目标，并选择New Component-Level IP。
在CLIP对话框中会出现选择所需的CLIP，
给这个实例一个唯一的标识名，以及通过“Clock”信号类型，选择时钟连接到CLIP中的任意线路。
在本例中，后面两个选项默认不选。
图5. 本对话框显示当你将一个CLIP的实例添加到项目中后，选择CLIP，定义一个名称，同时配置
时钟。
2. 一旦您点击本对话框中的OK按钮，本CLIP和出现在项目中的所有与之相关的输入和输出都被标有
该实例的名称。
图6. 添加CLIP后的项目后，显示IP的所有I/O节点。
在CLIP和一个FPGA VI之间传递数据
此时，你已经准备好在CLIP和FPGA VI间进行通讯。
你要做的只是从项目中将所需的I/O节点拖放到FPGA 框图中。
您的IP必须具有如何使用IP的文档。
比如，许多IP模块使用一些类型的握手线用于数据的输入和输出，它们通常被标记为“data valid ”或者“enable”。
使用LabVIEW的数据类型，在正确的时间发送正确的数值，即可运行IP。
您可将CLIP I/O放置在一个单周期定时循环（Single-cycle Timed Loop, SCTL）内部或者外部，但是请记住，在一个SCTL内部，你可能需要考虑时钟域交叉以及使用同步寄存器。
图7. 为了在LabVIEW FPGA中与CLIP进行通讯，将项目窗口中IP输入和输出拖放到FPGA VI的框图
中。
图8. 使用CLIP，整个的LabVIEW FPGA方框图与所导入的IP进行通讯。
3. IP集成节点介绍
注意：这个IP集成节点范例将导入附件中的demo_adder.vhd IP模块。
1. 创建一个带有FPGA目标的LabVIEW项目，同时在FPGA目标下添加一个新的VI
2. 在新建的VI的程序框图中，从编程选板中拖放一个IP Integration Node,保存FPGA VI，再双击节点
打开配置向导对话框。
图9. 双击IP集成节点，使用属性配置向导开始导入步骤。
1. 点击Add Synthesis File，在弹出的窗口中选择demo_adder.vhd文档。
2. 返回到配置向导对话框，两次点击Next>选择默认选项。
3. 在文件生成步骤，首先确认导入的VHDL文档的语法，然后通过点击如下所示的各个按钮生成支持文
件。
图10. 配置向导使帮助您在生成必须的LabVIEW支持文件之前检查您的VHDL IP的语法。
1. 一旦IP生成成功，在后续的三步中选择Next>保持默认选项。
2. 在配置向导的最后一步中，你能够为不同的终端选择数据类型。
对这一IP模块，默认的定点数据类型
即可满足要求。
点击Finish按钮完成生成。
3. IP集成节点现已配置成功，同时您可以将其集成进您的其它的LabVIEW FPGA应用中。
图11. IP集成节点及其集成的IP
4. CLIP和IP集成节点的区别
CLIP 和IP集成节点是将外部IP导入LabVIEW FPGA的两种方式，你必须根据以下的标准在二者之间进行选择。
CLIP节点能够与您在LabVIEW FPGA中开发的IP 独立地并行运行。
此外，CLIP能够直接与FPGA时钟和I/O引脚进行联接。
与此相反，IP集成节点则被植入LabVIEW FPGA程序框图中，并按照LabVIEW VI数据流所定义的方式执行。
作为LabVIEW 数据流的一部分，使用周期精准的仿真工具，IP 集成节点使您可以验证整体的应用行为和时序。
表格2. 概述了两种节点之间的区别。
5. 相关资源
按需提供的培训：使用CLIP）将外部代码导入LabVIEW FPGA(需要SSP)
LabVIEW官方主页。