集成传统测试仪器与模块化仪器

仪器和模块化仪器之间替换。

下图显示了混合系统中的软件分层。

嵌入式控制器

此前介绍的是使用外部控制器与LXI仪器或PCIe仪器交互。如果控制器是嵌入在模块化系统里面的呢？这种方法有什么优缺点呢？

主要变化是PCIe接口，它用于和模块化系统机架通信，基本上是嵌入在模块控制器里面的。此外，系统架构是相同的。如果控制器要控制LXI仪器，也需要有两个LAN口，一个用于LXI仪器控制，一个用于连接企业LAN网，和使用外部控制器相同。嵌入式控制器通常有一个额外的扩展端口，可以安装网卡或连电缆的PCIe卡。

使用嵌入式控制器的一个优势是系统可以集成得更小，更轻，更便携。另一个优势是作为带有稳定PCIe计数的仪器控制器，经验证工作稳定。

计数是计算机定位和辨识所有PCIe设备的过程。很多计算机无法验证对于模块化仪器产生的深层PCIe树结构的计数。因此，一些仪器，尽管安装在机架上，也无法被辨识和控制。这种情况通常需要计算机厂商更新BIOS来解决问题。嵌入式控制器，通过其设计和大量测试，本质上确保正确地执行计数功能。

第三个优势是企业监控。尽管形式对于很多工程师不重要，但嵌入式控制器更易于被企业IT部门接受，作为仪器系统的一部分，而外部连接的电脑通常属于IT部门管理范畴。为避免购买时批准的延迟，一些工程师直接购买嵌入式控制器。

曾经，嵌入式控制器还有速度优势，因为其总线长度更短与背板通信更快。但高速串行标准改变了这一点，连电缆的PCIe与外部控制器也可以达到几乎同样的全部带宽。

嵌入式控制器也有一些劣势。第一点是成本。仪器控制相对于消费类电子或工业自动化的市场份额很小，因此，成本相当高。

第二个缺点是性能。外部商用PC通常有最高性能的处理器和架构，每几个月就有更新换代。嵌入式仪器控制器没有如此大的投资，设计周期少，通常落后于商用PC。因此，高性能控制器通常是采用独立的控制器，也节省成本。一种通用的折中是采用工业机架控制器，相对性能高价格合适，只是需要1U的机架空间。

外部控制器的另外一个优势是可扩展性。外部控制器提供多个扩展槽，可用于控制其它外设或者额外的LAN和PCIe借口。

总之，好的仪器系统设计让用户能结合传统仪器和模块化仪器的优势，为自己的应用选择最好地方案。本文侧重于计算机系统和软件挑战，以及整合混合仪器系统的多种选择。以后，还将继续这个话题的讨论，从电子和机械方面挖掘更多的挑战和选择。