使用NI VeriStand 2010创建分布式系统

硬件定时和同步任务实例包含多个数据采集板卡的同步采样，在更新数据采集模拟输出同时，更新现场可编程门阵列（FPGA）板卡数字输出PWM的占空比，在数字万用表（DMM）与开关之间握手，波形发生器和数字化仪的锁相，或者射频（RF）下变频器和中频（IF）数字化仪的同步。

　　您可以用NI PXI机箱创建NI VeriStand分布式系统。PXI（PCI eXtensions for InstrumentaTIon，面向仪器系统的PCI扩展）是基于PC的坚固平台，提供了用于测量与自动化系统的高性能低成本部署解决方案。PXI将外设组件互连标准（PCI）电子总线与坚固的CompactPCI模块化Eurocard机械封装结合在一起，并增加了专用同步总线和关键软件特性。

　　机箱包含高性能PXI背板，其中包含PCI总线和定时与触发总线。PXI模块化仪器增加了10 MHz专用系统参考时钟、PXI触发总线、星型触发总线和槽对槽局部总线，满足了高级定时、同步与边带通信的需求，并且不损失任何PCI的优点。

　　在PXI机箱之间共享参考时钟最简单的方法是使用机箱背部的CLK10 BNC接头。几乎所有的现代PXI机箱都有BNC端子。每个机箱有CLK10输出接头和CLK10输入接头。将机箱的CLK10输出与另一个机箱的CLK10输入相连，就可以确保使用相同的参考时钟。

　　要共享开始触发器，推荐使用NI数据采集（DAQ）设备。一个机箱可以将触发信号导出供一个或多个其他机箱作为开始信号使用。

　　图8 是硬件同步配置的例子。在这个配置中，NI PXI-1042主机箱利用BNC电缆将CLK10作为时钟参考导出到N个其他PXI机箱。所有机箱均导入外部开始信号。您可以阅读高级定时与同步系统设计了解多机箱同步的更多信息。

　　图8. 多机箱的硬件同步

　　NI VeriStand在一个机箱内自动处理所有硬件同步，还可以导出或导入采样时钟和触发信号到其他目标上。

　　在NI VeriStand系统浏览器中将数据采集设备添加到系统配置后，您可以在图9中看到一个数据采集设备的名称用粗体显示。NI VeriStand自动选择了这个设备作为机箱的主数据采集设备。主数据采集设备接受外部触发信号完成多目标同步。NI VeriStand在单个机箱中将从数据采集设备与主数据采集设备进行同步，从设备不包含在多机箱同步中。

　　图9. 粗体显示的设备被选中作为主数据采集设备

　　在机箱页面中，您可以定制主数据采集设备选择并进行触发。在树形结构中选择机箱。您可以看到如图10所示的页面，图中标出了对多机箱硬件同步而言重要的环节。

　　图10. 在PFI 6机箱中导入触发器

　　在图10中，机箱配置为在PFI 6的Dev1中导入触发器。查阅Dev1设备的硬件手册寻找PFI 6端子。

　　在创建这些配置并完成BNC与触发器排线之后，可以将它们部署到运行VeriStand的实时执行目标上来实现硬件同步。

　　如果您所使用的机箱没有CLK10 BNC接头，或是您需要更好的同步性能，您可以使用定时与同步板卡（NI-665x）实现相同功能。如果您决定使用NI-665x板卡实现这个功能，需要确定每个系统配置都添加了"10MHz PLL"定时与同步设备，而且配置为导入或导出10 MHz时钟。

　　软件同步

　　软件同步意味着系统中（在这个例子中是NI VeriStand实时引擎），不同代码块共享相同的执行时钟和一个开始信号实现在相同时间开始执行。

　　在适当的硬件设备可用时，NI VeriStand实时引擎被设计为使用硬件定时单点I/O（HWTSPIO）。HWTSPIO是一种数据采集软硬件特性，允许将软件执行锁定到物理硬件时钟上。将软件锁定到硬件只适用于模拟输入，因此即使不使用模拟输入通道，PXI系统配置中至少要包含一个模拟输入通道。

　　所以如果硬件采用如上同步方式，模拟输入通道会出现在每个配置中，每个目标的NI VeriStand实时引擎软件被自动同步。

　　参考时钟同步

　　在一些情况下，不仅要求系统组件相互同步，还要求同步到外部时钟参考。因为上述同步系统组件的方法包含主目标与分布式系统其他部分共享时钟和触发信号，参考时钟同步可以通过简单地将主目标连接到外部时钟参考实现。

　　NI VeriStand的Clock 10 Discipline附加组件让NI VeriStand引擎可以根据外部参考时钟进行同步。外部参考时钟可以是NI PXI-6682模块支持的参考之一。附加组件结合PXI-6682和其他定时与同步板卡，对P

XI机箱按照外部参考时钟约束。您可以在这个页面了解关于这个附加组件的更多细节。

　　图11给出了相互同步并与外部时钟参考进行同步的分布式系统实例。

　　图11. 多机箱与外部时钟参考的硬件同步

　　结论

使用NI VeriStand，您可以配置实时I/O、激励档案、数据记录、警报和其他任务，通过从多个软件环境中导入模型实现控制算法或系统仿真，使用运行时间可编辑的用户界面快