PXI技術(shù)簡(jiǎn)介

以儀器平臺(tái)的演進(jìn)來說，早期由廠商推出各種獨(dú)立的儀器，由面板控制所需功能。想要透過其他的方式來取代面板的操控，最廣受歡迎的就是GPIB接口，也就是IEEE488接口。然而GPIB接口的速度慢，且當(dāng)使用多項(xiàng)設(shè)備時(shí)，需要額外的電路來達(dá)到同步觸發(fā)的需求。1980年代，VXI 的出現(xiàn)，將高階量測(cè)與測(cè)試應(yīng)用的設(shè)備，帶進(jìn)了模塊化的領(lǐng)域。然而VXI的價(jià)格則并非各等級(jí)的 客戶都負(fù)擔(dān)得起，所以基于PC技術(shù)的演進(jìn)與穩(wěn)定，PXI延續(xù)模塊化的精神，以較緊實(shí)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、較快的總線速度，以及較低的價(jià)格，提供量測(cè)與測(cè)試設(shè)備一個(gè)新的選擇。

　　 PXI 的規(guī)格區(qū)分為硬件與軟件兩個(gè)部分。其中硬件的部分是基于CompactPCI的規(guī)格，也就是PICMG 2.0。建構(gòu)于CompactPCI的機(jī)構(gòu)規(guī)格與PCI的電氣規(guī)格之上，加上儀器上所需要的電氣信號(hào)延伸，即是所謂PXI的規(guī)格。所以，PXI的數(shù)據(jù)傳輸速率的峰值于33MHz與32bit的總線上，可達(dá)132MB/s。于66MHz，64bit BUS上則可高達(dá)528MB/s。遠(yuǎn)高于GPIB與VXI接口的傳輸速率。

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PXI 觸發(fā)總線是由八個(gè)信號(hào)組成，各擴(kuò)充槽皆連接至此總線，而透過PXI 觸發(fā)總線，亦可達(dá)到同步的功能。但因?yàn)槠淇偩€之特性，所以時(shí)脈歪斜之精確度僅要求至小于10ns。利用PXI觸發(fā)總線，可以于其上傳輸觸發(fā)信號(hào)，甚或是數(shù)據(jù)擷取的時(shí)脈信號(hào)。

　　 星形觸發(fā)則由位于系統(tǒng)槽旁之星形觸發(fā)控制器 (Star Trigger Controller)產(chǎn)生，至多可提供13個(gè)信號(hào)至各擴(kuò)充槽。如同參考時(shí)脈，星形觸發(fā)信號(hào)是由星形觸發(fā)產(chǎn)生器將信號(hào)一對(duì)一的送至其他的擴(kuò)充槽上，所以其時(shí)脈歪斜也小于1ns。星形觸發(fā)控制器可以確保每一個(gè)擴(kuò)充槽接收到此一觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間精確度。

　　 局部總線則是將相鄰的兩個(gè)擴(kuò)充槽連接起來，而此一局部總線，僅兩兩相鄰的擴(kuò)充槽可利用之。模塊廠商可以利用該總線將控制信號(hào)一級(jí)一級(jí)傳輸，或者作為區(qū)域的通信管道。

　　 PXI背板上的PCI segment可以利用一般的PCI bridge來延伸擴(kuò)充槽的數(shù)目，也可以利用串行式傳輸技術(shù)，將PCI的信號(hào)延伸至其他的機(jī)箱。

　　 不同于其他的總線規(guī)格，PXI于軟件上對(duì)系統(tǒng)控制模塊與周邊模塊作了規(guī)范。例如：PXI周邊模塊的廠商，必須提供可使用于Microsoft Windows的驅(qū)動(dòng)程序，而PXI控制模塊則必須基于80×86架構(gòu)，并可支持Microsoft Windows。隨著各式操作系統(tǒng)的接受度提高，未來將可能加入PXI軟件的規(guī)格制訂。除了對(duì)軟件架構(gòu)上的規(guī)范外，PXI也制訂了硬件敘述檔案(Hardware Description Files)的規(guī)格，系統(tǒng)操作人員可利用這些檔案，透過軟件管理PXI系統(tǒng)上的模塊。

　　 簡(jiǎn)單的說，PXI的儀器延伸信號(hào)，提供了各PXI模塊一個(gè)硬件的管道，不需經(jīng)過軟件的監(jiān)督，PXI的模塊可實(shí)時(shí)于此一管道上利用硬件的信號(hào)互相溝通。如此可以減低CPU的負(fù)擔(dān)，并加速軟件程序的執(zhí)行。并且基于x86架構(gòu)與廣泛采用的Windows，可以有效降低PXI產(chǎn)品的學(xué)習(xí)曲線與購(gòu)入成本。