PCI eXtensions for Instrumentation

Введение

PCI eXtensions for Instrumentation (PXI) - одна из нескольких модульных платформ электронных приборов, используемых в настоящее время. Эти платформы используются в качестве основы для создания электронного оборудования для испытаний, систем автоматизации и модульных лабораторных приборов. PXI основан на стандартных в отрасли компьютерных шинах и позволяет гибкость в строительном оборудовании. Часто модули оснащаются специальным программным обеспечением для управления системой.

Обзор

PXI предназначен для измерений и автоматизации, требующих высокой производительности и прочного промышленного форм-фактора. С помощью PXI можно выбрать модули от нескольких поставщиков и интегрировать их в единую систему PXI, более 1150 типов модулей, доступных в 2006 году. Типичный модуль 3U PXI имеет размеры примерно 100 x 160 мм (4x6"), а типичное 8-слотное шасси PXI имеет высоту 4U и половину ширины стойки, полное ширину шасси содержит до 18 слотов PXI. PXI использует технологию на основе PCI и отраслевой стандарт, регулируемый PXI Systems Alliance (PXISA), для обеспечения соответствия стандартам и операционной совместимости системы. Существуют модули PXI для практически каждого возможного применения для испытаний, измерений и автоматизации, от повсеместных коммутационных модулей и DMM до высокопроизводительных микроволновых векторных сигналов и анализа. Есть также компании, специализирующиеся на написании программного обеспечения для модулей PXI, а также компании, предоставляющие услуги интеграции программного обеспечения оборудования PXI. PXI основан на CompactPCI и предлагает все преимущества архитектуры PCI, включая производительность, принятие в отрасли, технологию COTS. PXI добавляет прочный механический форм-фактор CompactPCI, отраслевой консорциум, который определяет требования к оборудованию, электричеству, программному обеспечению, питанию и охлаждению. Затем PXI добавляет интегрированное синхронизацию и синхронизацию, которая используется для маршрутизации синхронизации часов, и запускает внутренне. PXI - это технология, которая будет использоваться в будущем, и предназначена для простого и быстрого перепрограммирования по мере изменения требований к испытаниям, измерениям и автоматизации. Большинство модулей PXI являются продуктами на основе реестра, которые используют программные драйверы, размещенные на ПК, для настройки их в качестве полезных инструментов, используя растущую мощность ПК для улучшения доступа к аппаратному обеспечению и упрощения встроенного программного обеспечения в модулях. Открытая архитектура позволяет переконфигурировать аппаратное обеспечение для обеспечения новых возможностей и функций, которые трудно эмулировать в сопоставимых банковских инструментах. Производительность пропускания данных системы PXI легко превышает производительность более старого стандарта испытаний VXI. В техническом сообществе ведутся дебаты о том, превзойдут ли более новые стандарты, такие как LXI, PXI как по производительности, так и по общей стоимости владения. Модули PXI, обеспечивающие функции прибора, подключаются к шасси PXI, которое может включать в себя собственный контроллер, работающий с промышленной стандартной операционной системой, такой как Windows 7, Windows XP, Windows 2000 или Linux, или мост PCI-PXI, обеспечивающий высокоскоростную связь с контроллером настольного ПК. Аналогичным образом, несколько PXI-реек могут быть связаны вместе с PCI-мостовыми картами для создания очень больших систем, таких как тестовые стенды для генератора микроволнового сигнала с несколькими источниками для сложных приложений ATE. Продукты CompactPCI и PXI являются взаимозаменяемыми, т.е. они могут использоваться в шасси CompactPCI или PXI, но установка в альтернативном типе шасси может исключить некоторые функции тактового и срабатывающего устройств. Так, например, можно установить контроллер интерфейса сети CompactPCI в стойку PXI для обеспечения дополнительных функций сетевого интерфейса для тестового стенда. И наоборот, модуль PXI, установленный в шасси CompactPCI, не будет использовать дополнительные функции синхронизации и срабатывания модуля PXI.

PXI is designed for measurement and automation applications that require high performance and a rugged industrial form factor. With PXI, one can select modules from a number of vendors and integrate them into a single PXI system, over 1150 module types available in 2006. A typical 3U PXI module measures approximately 100 x 160 mm (4x6") in size, and a typical 8 slot PXI chassis is 4U high and half rack width, full width chassis contain up to 18 PXI slots. PXI uses PCI based technology and an industry standard governed by the PXI Systems Alliance (PXISA) to ensure standards compliance and system interoperability. There are PXI modules available for almost every conceivable test, measurement, and automation application, from the ubiquitous switching modules and DMMs, to high performance microwave vector signal generation and analysis. There are also companies specializing in writing software for PXI modules, as well as companies providing PXI hardware software integration services. PXI is based on CompactPCI, and it offers all of the benefits of the PCI architecture including performance, industry adoption, COTS technology. PXI adds a rugged CompactPCI mechanical form factor, an industry consortium that defines hardware, electrical, software, power and cooling requirements. Then PXI adds integrated timing and synchronization which is used to route synchronization clocks, and triggers internally. PXI is a future proof technology, and is designed to be simply and quickly reprogrammed as test, measurement, and automation requirements change. Most PXI instrument modules are register based products, that use software drivers hosted on a PC to configure them as useful instruments, taking advantage of the increasing power of PCs to improve hardware access and simplify embedded software in the modules. The open architecture allows hardware to be reconfigured to provide new facilities and features that are difficult to emulate in comparable bench instruments. PXI system data bandwidth performance easily exceeds the performance of the older VXI test standard. There is debate within the technical community as to whether newer standards such as LXI will surpass PXI in both performance and overall cost of ownership. PXI modules providing the instrument functions are plugged into a PXI chassis which may include its own controller running an industry standard operating system such as Windows 7, Windows XP, Windows 2000, or Linux, or a PCI to PXI bridge that provides a high speed link to a desktop PC controller. Likewise, multiple PXI racks can be linked together with PCI bridge cards, to build very large systems such as multiple source microwave signal generator test stands for complex ATE applications. CompactPCI and PXI products are interchangeable, i. e. they can be used in either CompactPCI or PXI chassis, but installation in the alternative chassis type may eliminate certain clocking and triggering features. So, for example, you could mount a CompactPCI Network interface controller in a PXI rack to provide additional network interface functions to a test stand. Conversely, a PXI module installed in a CompactPCI chassis would not utilize the additional clocking and triggering features of the PXI module.

Альянс систем PXI

PCI eXtensions for Instrumentation (PXI) - это модульная платформа для приборов, первоначально представленная в 1997 году компанией National Instruments. PXI продвигается 69-членным PXI Systems Alliance (PXISA), чьими спонсорами являются (в алфавитном порядке) ADLINK, Cobham Wireless, Keysight Technologies, Marvin Test Solutions, National Instruments, Pickering Interfaces и Teradyne. Исполнительные члены альянса включают Alfamation, Beijing Pansino Solutions Technology Co., CHROMA ATE Inc., GOEPEL electronic, MAC Panel и Virginia Panel Corp. Еще 56 ассоциированных организаций-членов, не имеющих права голоса, поддерживают PXI и используют логотип PXI на своих продуктах и маркетинговых материалах. PXIT; ранний участник PXI (приобретен Agilent в ноябре 2006 года). Keithley Instruments; выпустила линейку из 35 карт PXI для сбора данных и инструментации в ноябре 2006 года.

Производные стандарты

PXI Express - адаптация PCI Express к форм-фактору PXI, разработанная в 2005 году. Это увеличивает доступную скорость передачи данных системы до 6 ГБ/с в каждом направлении. PXI Express также позволяет использовать гибридные слоты, совместимые как с модулями PXI, так и с модулями PXI Express. В 2015 году National Instruments расширила стандарт на использование PCI Express 3. x, увеличив пропускную способность системы до 24 ГБ/с. MXI-ссылка обеспечивает ПК прямой контроль над фоновой плоскостью PXI и подключенными картами с использованием карты PXI и подключенной карты PCI / CompactPCI. Этот интерфейс обеспечивает максимальную пропускную способность данных 208 МБ/с с использованием волоконно-оптических или медных кабелей и может поддерживать максимальную длину использования волоконно-оптического соединения. PXI MultiComputing (PXImc) - это стандарт взаимосвязи, который позволяет связывать несколько систем PXI вместе, причем каждая система потенциально включает в себя как приборы, так и обработку. Используя PXImc, данные, собранные из одной системы, могут обрабатываться параллельно на нескольких вычислительных узлах, или один ПК может получать доступ к инструментам в нескольких шасси PXI.