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什么是PXI/CompactPCI?——PXI技術(shù)指南
本文概括介紹了PXI系統(tǒng)，包括PXI硬件架構(gòu)，軟件架構(gòu)及PXI系統(tǒng)的配置。
目錄：
- 簡(jiǎn)介
- 硬件構(gòu)架
- 軟件構(gòu)架
- 系統(tǒng)配置
- 總結(jié)
| 簡(jiǎn)介 |
PXI (PCI eXtensions for Instrumentation，面向儀器系統(tǒng)的PCI擴(kuò)展) 是一種堅(jiān)固的基于PC的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)。PXI結(jié)合了PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅(jiān)固性、模塊化及Eurocard機(jī)械封裝的特性，并增加了專門的同步總線和主要軟件特性。這使它成為測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)的高性能、低成本運(yùn)載平臺(tái)。這些系統(tǒng)可用于諸如制造測(cè)試、軍事和航空、機(jī)器監(jiān)控、汽車生產(chǎn)及工業(yè)測(cè)試等各種領(lǐng)域中。
PXI在1997年完成開發(fā)，并在1998年正式推出，它是為了滿足日益增加的對(duì)復(fù)雜儀器系統(tǒng)的需求而推出的一種開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如今，PXI標(biāo)準(zhǔn)由PXI系統(tǒng)聯(lián)盟（PXISA）所管理。該聯(lián)盟由60多家有公司組成，共同推廣PXI標(biāo)準(zhǔn)，確保PXI的互換性，并維護(hù)PXI規(guī)范。
| 硬件構(gòu)架 |
PXI系統(tǒng)由三個(gè)基本部分組成：機(jī)箱，系統(tǒng)控制器和外設(shè)模塊。
PXI機(jī)箱
機(jī)箱為系統(tǒng)提供了堅(jiān)固的模塊化封裝結(jié)構(gòu)。按尺寸不同，機(jī)箱有4槽到18槽不等，并且還可以有一些專門特性，如DC電源和集成式信號(hào)調(diào)理。機(jī)箱具有高性能PXI背板，它包括PCI總線，定時(shí)和觸發(fā)總線（如圖3）。這些定時(shí)和觸發(fā)總線使用戶可以開發(fā)出需要精確同步的應(yīng)用系統(tǒng)。
PXI控制器
正如PXI硬件規(guī)范所定義的，所有PXI機(jī)箱包含一個(gè)插于機(jī)箱最左端插槽（插槽1）的系統(tǒng)控制器?？蛇x的控制器有標(biāo)準(zhǔn)桌面PC的遠(yuǎn)程控制，也有包含Microsoft操作系統(tǒng)（如Windows2000/XP）或?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)（如LabVIEW RT）的高性能嵌入式控制。
PXI遠(yuǎn)程控制
利用MXI-3（Measurement eXtensions for Instrumentation）接口工具，PXI系統(tǒng)可以通過(guò)透明、高速的串口連接被PC或其它PXI系統(tǒng)直接控制。MXI-3接口工具包提供從PC到PXI機(jī)箱的84MB PCI-PCI連接橋。在PC啟動(dòng)過(guò)程中，它會(huì)將您PXI系統(tǒng)的所有外設(shè)模塊當(dāng)作是PCI設(shè)備。
通過(guò)PC遠(yuǎn)程控制一個(gè)PXI系統(tǒng)，用戶可以最低的成本最大化處理器的性能。您可以任意購(gòu)買一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的PC，然后利用銅線或光纖MXI-3串口連接并遠(yuǎn)程控制您的PXI系統(tǒng)。
如圖2所示，多機(jī)箱PXI系統(tǒng)也可以利用MXI-3。利用MXI-3連接，您可以通過(guò)菊花連接(daisy-chain)或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)建立多機(jī)箱系統(tǒng)。要了解有關(guān)多機(jī)箱配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的更多信息，請(qǐng)查閱MXI-3 User Manual(使用手冊(cè))。
PXI嵌入式控制
使用嵌入式控制器就不需要用外部PC，因而可用PXI機(jī)箱提供一套完整的系統(tǒng)。典型的PXI嵌入式控制器使用小型的、適合PXI結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)PC部件。例如，NI PXI-8176控制器有Pentium III 1.26 GHz處理器，512MB RAM內(nèi)存，一個(gè)硬盤以及標(biāo)準(zhǔn)PC外設(shè)接口，如USB，并口和串口。此外，您還可以在PXI控制器上安裝所選的操作系統(tǒng)， 如Windows 2000/XP或 LabVIEW RT模塊。
嵌入式控制非常適合便攜式系統(tǒng)以及“單機(jī)箱”應(yīng)用，這樣的機(jī)箱可以很方便地從一個(gè)地點(diǎn)移到另一個(gè)地點(diǎn)。
PXI外部模塊
NI提供了100多種不同的PXI模塊，自從PXI成為開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，PXI系統(tǒng)聯(lián)盟中的其它50多個(gè)廠商已提供近1000種模塊
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PXI可與CompactPCI直接兼容，因此任何3U的CompactPCI模塊可直接用于PXI系統(tǒng)。此外， Card/PCMCIA和PMC（PCI Mezzanine Card）卡使用轉(zhuǎn)接模塊(Carrier Module)可直接插入PXI系統(tǒng)使用。例如，NI PXI-8221 PC Card Carrier可將Cardbus和PCMCIA設(shè)備接入PXI系統(tǒng)。
因?yàn)镻XI還提供了用于和獨(dú)立式傳統(tǒng)儀器或VXI系統(tǒng)通信的標(biāo)準(zhǔn)軟硬件，因此它也能幫助您確保在獨(dú)立儀器或VXI系統(tǒng)上的投資。例如，要將PXI系統(tǒng)與GPIB儀器相連接，可使用PXI-GPIB模塊，也可使用PCI-GPIB模塊什么。軟件也是通用的。此外，可以用很多方法將PXI和VXI相連接。
| 軟件構(gòu)架 |
| 因?yàn)镻XI硬件是基于標(biāo)準(zhǔn)PC技術(shù)，如PCI總線以及標(biāo)準(zhǔn)的CPU和外設(shè)，用戶就可以使用熟悉的標(biāo)準(zhǔn)Windows軟件架構(gòu)?；赪indows的PXI系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行也就和基于Windows 的標(biāo)準(zhǔn)PCI系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行沒(méi)有什么不同了。此外， 因?yàn)镻XI背板使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI總線，在許多情況下，編寫與PXI設(shè)備通信的軟件程序和編寫與PCI模塊通信的軟件程序是相同的。例如，與NI PXI-6052E多功能數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行的通信的軟件程序與PC上PCI-6052E的軟件程序是一樣的。因此，在PC系統(tǒng)和PXI系統(tǒng)之間移植軟件時(shí)，已有的應(yīng)用軟件程序，例程代碼以及編程方法都無(wú)需重新編寫。 圖6 兩種不同的組成結(jié)構(gòu)，但是相同的軟件標(biāo)準(zhǔn)。在軟件方面，與PXI模塊的通信方式和與PCI模塊的通信方式是相同的。 |
對(duì)于要求實(shí)時(shí)的循環(huán)速度和無(wú)干預(yù)操作（沒(méi)有鍵盤，鼠標(biāo)，監(jiān)視器）的、對(duì)時(shí)間要求苛刻的應(yīng)用系統(tǒng)，就需要一個(gè)實(shí)時(shí)的軟件構(gòu)架來(lái)替代基于Windows的系統(tǒng)。
| 系統(tǒng)配置 |
請(qǐng)?jiān)L問(wèn)ni.com/pxiadvisor，使用PXI Advisor(PXI系統(tǒng)配置指南)在線配置PXI系統(tǒng)。
要規(guī)劃并配置您新的PXI系統(tǒng)，最快最簡(jiǎn)單的方法是使用在線PXI Advisor或PXI/SCXI Advisor。這些配置向?qū)ㄟ^(guò)向您提出一系列問(wèn)題來(lái)幫助您構(gòu)建新的PXI系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制器、軟件、模塊、附件和PXI或PXI/SCXI混合機(jī)箱。使用PXI PXI Advisor，您只需回答一系列簡(jiǎn)單的問(wèn)題并逐步選擇最適合您需要的部件，即可完成整個(gè)系統(tǒng)的配置選擇。您可以打印或?qū)С瞿渲煤玫腜XI系統(tǒng)圖片，以作為計(jì)劃書或設(shè)計(jì)預(yù)覽之用。此外，配置向?qū)н€提供技術(shù)方面的建議，如模塊插槽的特殊布置，線纜和終端附件，以及集成的軟件包。配置向?qū)褂脙?nèi)含的(behind-the-scene)邏輯性能保證系統(tǒng)的兼容性。例如，如果您選擇了LabVIEW RT(實(shí)時(shí))PXI控制器，配置向?qū)?huì)自動(dòng)把PXI測(cè)量模塊的選擇范圍限定在支持LabVIEW RT的產(chǎn)品中。
如果配置向?qū)У呐渲媒Y(jié)果令您滿意，您就可以把配置發(fā)給NI的銷售工程師下訂單，或在線訂購(gòu)產(chǎn)品。如果您訂購(gòu)產(chǎn)品時(shí)選擇NI出廠安裝服務(wù) (NI Factory Installation)，您收到將是完全根據(jù)您的配置安裝好的PXI系統(tǒng)。我們?cè)谀臋C(jī)箱里插入您所選的PXI模塊，加上內(nèi)存升級(jí)，任何NI應(yīng)用軟件，以及和您的嵌入式控制器所需的驅(qū)動(dòng)軟件。
| 總結(jié) |
PXI模塊化儀器為測(cè)量和自動(dòng)化用戶提供了一個(gè)堅(jiān)固的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，使他們可以充分利用主流PC工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。利用標(biāo)準(zhǔn)的PCI總線，PXI模塊化儀器系統(tǒng)能夠受益于可方便購(gòu)得的軟硬件產(chǎn)品。PXI系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件程序和操作系統(tǒng)是廣大用戶所十分熟悉的，因?yàn)樗鼈円驯粡V泛應(yīng)用于臺(tái)式PC機(jī)上。PXI提供工業(yè)化的封裝結(jié)構(gòu)，大量的I/O槽以及諸多高級(jí)定時(shí)和觸發(fā)功能的特性，以滿足您的各種應(yīng)用需要 。
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