Модульные измерительные системы, базирующиеся на открытом промышленном стандарте PXI (PCI eXtention for Instrumentation) обеспечивают высокую производительность и обладают невысокой ценой. Используя такие системы, возможно получать все преимущества технологии ПК, такие как низкая стоимость, простота использования и гибкость. PXI система представляет собой шасси на базе встроенной высокоскоростной шины PCI, в которое могут быть установлены модули ввода/вывода. Использование шины PCI обеспечивает значительно большую производительность по сравнению с другими архитектурами, Кроме того, PXI имеет дополнительные линии тактирования и синхронизации, что обеспечивает высокий уровень интеграции отдельных модулей, необходимый при создании измерительных и управляющих систем. Стандарт PXI был введён в 1997 году как открытый промышленный стандарт альянсом PXISA (PXI Systems Alliance), состоящим из 68 компаний, которые сейчас производят более 1150 различных PXI продуктов. В 2005 году стандарт PXI был усовершенствован и получил название PXI Express, что было обосновано появлением технологии PCI Express. Ожидается, что производители будут сосредоточены изначально на модулях, требующих очень высоких пропускных способностей.
PXI был создан в ответ на нужды разнообразных пользователей, которым необходимы увеличение производительности, функциональности и надежности от компактных систем, которых легко использовать и интегрировать вместе. Существующие промышленные стандарты используют PXI, чтобы получать выгоду от доступности высокотехнических компонентов по малым ценам. Наиболее важно то, что с поддержкой совместимости программного обеспечения с персональными компьютерами, PXI позволяет промышленным заказчикам использовать то же самое ПО и среды, с которыми они знакомы.
PXI использует рычаги для усиления электрических свойств, описанных в широко распространенной спецификации PCI (Peripheral Component Interconnect). Так же использует форм-фактор CompactPCI для комбинирования электротехнических требований PCI c прочной механикой европлаты (Eurocard) и высоко-производительными соединениями. Эта комбинация позволяет CompactPCI и PXI системам иметь до 7 периферийных слотов против 4 в настольной PCI системе. Системы с расширением дополнительных слотов могут быть построены с использованием различных шин со стандартными PCI—PCI мостами. Стандарт PXI добавляет электротехнические особенности, которые соответствуют требованиям высокой производительности инструментальных приложений, сохраняя производительности локальных шин и тактовой
2.2.1 Особенности соединения внешних компонент.
PXI предлагает такую же производительность, как и PCI стандарт, с одним значительным исключением. В системе PXI может быть до 8 слотов с частотой 33МГц и 5 слотов с частотой 66МГц в то время, как рабочая станция PCI может иметь всего 5 33МГц слотов и 3 66МГц слотов. Эти особенности переняты у стандарта CompactPCI, на основе которого и разработан PXI. Иначе, общие характеристики PCI и PXI:
· 33/66 МГц частоты;
· 32 и 64-битная передача данных;
· скорость передача данных от 132 Мб/с (32бит, 33МГц) до 528 Мб/с (64бит, 66МГц);
· расширение системы при помощи PCI—PCI мостов;
· поддержка Plug and Play.
2.2.2 Локальная шина.
Локальная шина PXI – шина с последовательным опросом, которая соединяет каждый внешний слот с его смежными слотами. Каждая локальная шина может быть использована для передачи аналоговых сигналов между модулями или обеспечивать высоко-скоростной канал связи, не использующий пропускные способности самого интерфейса.
Сигналы в пределах от высоко-скоростных TTL до аналоговых сигналов порядка 42V. Манипуляции со смежными модулями осуществляются при помощью программного обеспечения, препятствующего использованию несовместимых модулей. Это ПО использует информацию о конфигурации, специфичную для каждого внешнего модуля, которая определяет совместимость перед до включения в схему локальной шины. Этот метод обеспечивает гибкие средства определения функциональности локальной шины, неограниченной манипуляциями с самим оборудованием.
Рис.4 Маршрутная карта локальной шины PXI
2.2.3 Тактовая системная частота.
Частота 10МГц (PXI_CLK10) распределена по всем внешним модулям в системе. Общая системная частота используется для синхронизации модулей в измерительной или контрольной системе.
2.2.4 Триггерная шина.
8 PXI триггерных рядов могут быть использованы множеством вариантов. Например, триггеры используются для синхронизации операции нескольких различных внешних модулей PXI. В других случаях, один модуль может контролировать распланированные последовательности операций, производящихся в других модулях системы. Триггеры могут передаваться от одного модуля к другому, позволяя точно спланированным запросам по асинхронным исходящим тактам. Количество триггеров, которое необходимо определенному приложению, зависит от сложности и числа связанных тактов.
2.2.5 Star Trigger.
Шина star trigger отвечает за ультравысокую производительность синхронизирующих функций PXI систем. Контроллер star trigger может быть установлен в первый слот и используется для обеспечения четких триггерных сигналов к другим периферийным модулям. В системах, которым не требуется этот триггер, в первый слот можно устанавливать любой стандартный модуль. Из-за необходимости применения техники line—length equalization для маршрутизации star trigger’ов PXI системы могут столкнуться с требованиями, для которых шинные триггеры не будут соответствовать. Нужно заметить, что star trigger может передавать информацию обратно на star trigger контроллер, например, для сообщения о статусе своего слота, так же как и реагировать на информацию, передаваемую star trigger контроллером.
Такая триггерная архитектура дает PXI несколько уникальных преимуществ в расширении триггерных линий шины. Одно из них – это гарантия для каждого модуля системы своей триггерной линии. Для больших систем это устраняет необходимость совмещать многие функции модулей на одной триггерной линии или искусственно ограничивать число запусков триггеров.
2.2.6 Расширение системы с помощью PCI—PCI моста.
PXI система может иметь больше одного сегмента шины при использовании стандартной технологии PCI—PCI моста. Такое устройство занимает один PCI слот в каждом из шинных сегментов, которые оно соединяет. Таким образом, 33МГц система с двумя шинами будет иметь 13 слотов расширения для внешних модулей PXI.
У триггерной архитектуры, определенной для PXI, есть специальные возможности для систем с несколькими сегментами шин. Триггерная шина обеспечивает соединение с одним шинным сегментом и не позволяет физически соединяться с соседним сегментом, что поддерживает высокую производительность триггерной шины и разрешает мультисегментным системам разделять инструментарий на отдельные логические группы.
2.3 Описание ПО.
Как и другие шинные архитектуры, PXI определяется стандартами, которые позволяют продуктам от разных производителей работать вместе на низком, физическом, уровне. Отлично от многих других спецификаций, PXI характеризует и программными требованиями в добавление к электротехническим для упрощения интегрирации. Эти требования включают поддержку стандартных операционных систем, таких как Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 (WIN32) и поддержку инструментального
Загрузка...
