PXI ――主流自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)

PXI技術(shù)概覽
PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）不僅是一個(gè)總線技術(shù)，同時(shí)也是一個(gè)基于PC技術(shù)的模塊化I/O的標(biāo)準(zhǔn)，為基于PC技術(shù)的自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量與控制系統(tǒng)架構(gòu)添加了集成的定時(shí)和同步功能、工業(yè)級(jí)的堅(jiān)固設(shè)計(jì)，以及更多的通道數(shù)。自1997年由NI公司提出以來(lái)，現(xiàn)在PXI已經(jīng)成為一個(gè)受到全球超過(guò)70家廠商共同支持的標(biāo)準(zhǔn)。

通常一個(gè)PXI系統(tǒng)由機(jī)箱、控制器與模塊化I/O三部分所組成（見(jiàn)圖1）。在PXI標(biāo)準(zhǔn)中，針對(duì)模塊化儀器和CPU之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵膬?nèi)部數(shù)據(jù)總線是帶寬達(dá)到132MB/s的PCI總線。此外，PXI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中需要一個(gè)專用的定時(shí)和觸發(fā)總線，以進(jìn)行不同模塊之間的同步（見(jiàn)圖2）。使用PXI架構(gòu)，用戶可以得益于PC技術(shù)的低成本、易用性以及靈活性，并且便于隨PC技術(shù)發(fā)展為系統(tǒng)進(jìn)行性能升級(jí)。無(wú)論您是準(zhǔn)備構(gòu)建一個(gè)儀器平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、或是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，PXI的開(kāi)放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)特性都能夠幫助降低系統(tǒng)的總成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間，增強(qiáng)系統(tǒng)性能和帶寬，使系統(tǒng)集成工作變得輕松簡(jiǎn)單，同時(shí)確保系統(tǒng)具有長(zhǎng)期可維護(hù)性。

圖1 典型的PXI系統(tǒng)組成

圖2 PXI背板集成的數(shù)據(jù)總線與定時(shí)/觸發(fā)總線

PXI的廣泛應(yīng)用
PXI標(biāo)準(zhǔn)由PXI系統(tǒng)聯(lián)盟（PXISA）進(jìn)行管理，這是一個(gè)由世界各地超過(guò)70家公司共同簽約的聯(lián)盟，其宗旨是為了推動(dòng)PXI標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，保證標(biāo)準(zhǔn)的交互操作性，并維護(hù)PXI規(guī)范。隨著PXI已成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，一些世界領(lǐng)先的測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商也將他們的測(cè)試解決方案轉(zhuǎn)向PXI平臺(tái)，包括NI、Agilent、Pickering在內(nèi)的許多測(cè)試設(shè)備廠商均已將PXI視為模塊化儀器的主流標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)PXI聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截止2010年5月，全球已部署的PXI系統(tǒng)已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)套，而部署的模塊更是多達(dá)60萬(wàn)個(gè)以上。PXI已成為主流的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)。

70余家PXISA成員現(xiàn)在提供超過(guò)1500種PXI外圍模塊，包括模擬和數(shù)字I/O、高速儀器、視覺(jué)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制、各類總線接口，以及基于FPGA可重配置的I/O模塊等。用戶可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的模塊靈活構(gòu)建自動(dòng)化測(cè)試或控制系統(tǒng)。除了齊備的功能之外，PXI更是一個(gè)高性能平臺(tái)，許多業(yè)內(nèi)最高性能的儀器設(shè)備都是基于PXI平臺(tái)的，包括高達(dá)24位分辨率的數(shù)字化儀（NI PXI-5922）、最精確的71/2位數(shù)字萬(wàn)用表（NI PXI-4071）、具有超低相位噪聲和底噪的矢量信號(hào)分析儀（NI PXIe-5665）等等。由于PXI的模塊化特性，便于廠商在第一時(shí)間利用最新技術(shù)（如最新ADC、ASIC、FPGA等）推出新產(chǎn)品，從而使PXI用戶在最大程度保持投資的同時(shí)可以通過(guò)模塊升級(jí)享受最新技術(shù)帶來(lái)的性能提升。

作為PXI標(biāo)準(zhǔn)的提出者和倡導(dǎo)者，NI在過(guò)去13年中發(fā)布了超過(guò)400種PXI產(chǎn)品，僅在2010年就發(fā)布了48款PXI新產(chǎn)品，不斷拓展基于PXI的模塊化測(cè)試系統(tǒng)性能和應(yīng)用范圍；同時(shí)不斷為PXI平臺(tái)引入最新商用技術(shù)（如最新多核處理器、PCI Express、FPGA等），并持續(xù)對(duì)PXI產(chǎn)品提供軟件（包括驅(qū)動(dòng)）的升級(jí)維護(hù)以及技術(shù)支持。

從消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、汽車、軍事和航空，到醫(yī)療設(shè)備測(cè)試等等，PXI已經(jīng)成為一系列測(cè)試測(cè)量應(yīng)用的理想平臺(tái)。無(wú)論應(yīng)用于設(shè)計(jì)驗(yàn)證，還是生產(chǎn)線測(cè)試的機(jī)架式應(yīng)用，或是為車載數(shù)據(jù)記錄開(kāi)發(fā)便攜式或嵌入式系統(tǒng)，PXI都有合適的解決方案。