高性能测试测量与控制平台—PXI系统

PXI中引入了PXI Express技术，显著提高了总线带宽。PXI将PCI Express集成到PXI标准中，可以满足更多的应用需求。PCI Express技术可以集成到背板中，同时维持与现有系统的后向兼容性。除了x1、x4和x8 PCI Express链路外，系统控制器插槽还支持高达x16的PCI Express链路，可以为PXI Express背板提供最高6GB/s的带宽。利用PCI Express技术，PXI Express将PXI中的可用带宽提高了45倍多，即从132MB/s提高到6GB/s;与此同时，还可以维持与PXI模块间的软件、硬件兼容性。正是由于此性能的增强，PXI可以用于很多新型应用领域，其中很多领域在以前只能由昂贵的专用硬件实现。

　　图1. PCI Express技术提供每槽专属的更高带宽

　　　硬件架构

　　PXI系统由三个基本部分组成——机箱、系统控制器和外围模块。

　　图2. 标准的8槽PXI机箱中，包括一个嵌入式系统控制器和七个外围模块

　　PXI机箱

　　PXI机箱为系统提供了坚固的模块化封装，通常为4槽、6槽、8槽、14槽或18槽的3U或6U机箱。U(rack unit)是一种测量单位，用来描述安装在19或23英寸(指宽度)机架上的设备的高度。1U等于44.45mm(1.75英寸)。装在机架上的设备的尺寸大小通常用U来描述。专用机箱还可在交流电源和直流电源中选择，以及是否集成信号调理功能。很多PXI Express机箱中都可以容纳PXI和PXI Express外围设备，而有些具有混合插槽的机箱(如NI PXIe-1075)，还可以容纳PXI Express外围设备或者兼容混合插槽的PXI设备。利用这些机箱可以配置多种PXI系统从而满足应用需求。

　　图3.NI PXI机箱提供从4槽到18槽机箱等多种选择，部分机型还带有集成的外设(如LCD显示等)

　　机箱中具有高性能的PXI背板，该背板包括PCI总线，定时总线以及触发总线。PXI模块化仪器系统中增加了专用的10MHz系统参考时钟、PXI触发总线、星形触发总线和槽与槽之间的局部总线，从而在保持PCI总线所有优势的同时，满足高级定时、同步和相邻槽直接通信等应用中的需求。

　　图4. PXI的定时与触发总线 – PXI在其背板上，将工业标准的PC机组件(如PCI总线)与高级触发和同步扩展组合在一起

　　以PXI的功能为基础，PXI Express中提供了更多的定时和同步功能——100MHz的差分系统时钟、差分信号传输以及差分星形触发总线。采用差分时钟和同步，PXI Express系统中仪器时钟的抗噪声性能进一步提高，并且可以以更高速率传输数据。

　　图5. PXI Express的定时与触发总线扩展了PXI总线的定时与触发总线功能，并在背板中增加了差分系统时钟、差分信号传输和差分星形触发总线

　　使用这些定时与触发总线，可以开发出具有精确同步的系统，以满足应用需求。要了解更多PXI的定时与触发总线规范，请参考NI Developer Zone 文档 “PXI 规范指南.”

　　要深入了解定时和同步的概念，请参考NI Developer Zone指南“分布式时钟同步和IEEE 1588精密时钟同步协议介绍.”

　　PXI控制器

　　大多PXI机箱在最左端的插槽(插槽1)中包含一个系统控制器插槽。在为您的应用选择最佳系统控制器时，有几种选择可供参考，包括以台式机、工作站、服务器或笔记本电脑作为外部控制器，或者选择装有Microsoft操作系统(Windows 7/Vista/XP)或实时操作系统(LabVIEW Real-Time)的高性能嵌入式控制器。外部控制器有两种可选类型，分别为通过笔记本电脑控制PXI或通过PC机控制PXI。

　　PXI嵌入式控制器 - 嵌入式控制器无需使用外部PC机，从而可以使PXI机箱成为一个完整系统。这些嵌入式控制器具有一些标准特性，如集成有CPU、硬盘驱动器、RAM、以太网口、视频输出、键盘/鼠标接口、串口、USB和其他一些外围设备，以及已安装好的Microsoft Windows和所有设备驱动。基于PXI或者PXI Express的系统中都包含了以上这些特性;您也可以自己选择操作系统，包括Windows 7/Vista/XP或者LabVIEW Real-Time。

　　PXI嵌入式控制器一般采用标准的PC机组件，封装在一个小巧的PXI封装中。例如，NI PXIe-8133控制器具有一块1.73 GHz Intel Core i7-820四核处理器(单核最大3.06 GHz，采用英特尔睿频加速技术)，DDR3内存高达8GB，可选硬盘驱动或者固态驱动器，还具有两个千兆位以太网端口和标准的PC外围设备，如高速USB、ExpressCard/34、串口与并口等等。

　　图6. NI PXI-8133控制器中包含一个1.73 GHz Intel Core i7-820四核处理器(单核最大3.06 GHz，采用英特尔睿频加速技术)嵌入式控制器

对于便携式系统以及希望易于将系统从一个地方搬移到另一个地方的“单箱”应用来说，嵌入式控制器是一个理想的选择。要获得更多信息，请参考NI “PXI 控制器”资料页。

通过笔记本电脑控制PXI– 采用NI Exp