充分利用PXI特性构建测试系统
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2020-12-13
13:21:57
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充分利用充分利用PXI特性构建测试系统特性构建测试系统
PXI结构五年前由美国NI公司提出，如今已在测试设备上得到广泛使用。本文主要介绍PXI总线结构，以及它能
给测试工程师带来什么样的好处，希望工程师们能从中进一步了解如何充分利用该技术的所有特性。 没有任何
一种通用测试系统能够全面满足速度、精度、可靠性、升级性以及预算等各方面的要求，测试系统必须根据不
同的应用进行改进。在许多场合，设计测试系统最后得到的结果要么体积大、成本高，要么对技术要求高，实
际上在与用户讨论这一问题时，他们只要测试系统的硬软件结构能刚好满足测试工程师们的要求就可以了。根
据这种需求，PXI(仪器用PCI扩展总线)设备制造商们希望通过努力实现这种“刚好够用”的测试理念。利用
PXI结构五年前由美国NI公司提出，如今已在测试设备上得到广泛使用。本文主要介绍PXI总线结构，以及它能给测试工程师
带来什么样的好处，希望工程师们能从中进一步了解如何充分利用该技术的所有特性。
没有任何一种通用测试系统能够全面满足速度、精度、可靠性、升级性以及预算等各方面的要求，测试系统必须根据不同的应
用进行改进。在许多场合，设计测试系统最后得到的结果要么体积大、成本高，要么对技术要求高，实际上在与用户讨论这一
问题时，他们只要测试系统的硬软件结构能刚好满足测试工程师们的要求就可以了。根据这种需求，PXI(仪器用PCI扩展总线)
设备制造商们希望通过努力实现这种“刚好够用”的测试理念。利用PXI可以做出小巧结实的测试系统，并使成本保持在一个很
低的水平。
PXI结构
PXI结构最初是在1997年由美国National Instruments公司提出，该公司当时想找一种方案开发低成本测试系统，同时还要坚
固耐用并在多个工业领域都能满足生产和现场测试的要求。
业界利用PC插卡已开发出了多种设备，经过15年时间，PC插卡仪器市场也已相当成熟，有很多种类可供选择，而PCI结构作
为目前PC机主导架构，在测试方面具有非常优越的性能，如数据采集。然而PC插卡有一些严重的局限。首先，平均每台PC
机一般只有四五个PCI插槽，这就限制了仪器的数目；其次，PC机的设计使得插卡更换很困难，而且大多数PC不够牢固，经
多次更换或更新后可能造成机械故障；再次，还可能会有电气噪声，并且冷却性能也不好；最后，标准PC结构很难完成如触
发和仪器内部通信之类的测试要求。
在这些考虑下，PXI采用CompactPCI形式并加以改进。CompactPCI使用标准PCI卡，对机械和电气布局进行了重新设计使之
采用EuroCard形式，以便在测试环境中更好地工作。CompactPCI在通信和工业计算机领域得到广泛使用，它和其后的PXI本
质上都是以前使用的PCI插卡，只是采用EuroCard形式而己。
一个3U仪器的线路板面积大约为24平方英寸，而一个6U卡差不多为58平方英寸，该尺寸比VXI或其它单独的仪器都小，因此
可减小测试系统的尺寸并大大增强测试能力。
和标准PC插卡相比，PXI在右边有一排垂直连接触点，可以增加插卡的数量并提高电气性能，此外其水平式插入布局使得在现
场或工厂可以快速更换。
PXI一般比标准PC系统支持的测试仪器要多，其连接部分的电气性能经过改进，每个总线段可容纳7个仪器，而标准PC只有4
个。PXI机架采用标准的19"导轨式固定单元，每个单元可支持19个仪器。
就像VXI采用VME技术一样，PXI采用的是PCI技术，图2是该结构方框图。图中可以看到所有PXI设备使用公用的10MHz时
钟，这样可以进行一致的测量和激励。另外有两条触发总线，一条总线有8条TTL线，也是所有仪器共用，另一条是星形总
线，分别用一条线连到每个仪器的星形总线控制器中，用于精确进行单独触发。最后，还有一个13线局域总线在仪器之间形
成雏菊链接，用于仪器内部通信。下面是详细的介绍。
局域总线
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