PXI机械规范 - PXI构架及应用教程

PXI的机械规范还包括CompactPCI与CompactPCI Express所没有的冷却和环境要求，以确保PXI在任何工业环境中都能正常运行。

 

图 6. 了解PXI机箱如何满足规范中的冷却要求

电子架构

电子架构 必须遵循PCI、PCI Express、CompactPCI和CompactPCI Express的规范及功率要求。它还增加了特定的定时和同步功能，使PXI成为适用于高性能测试和测量的独特平台。

PXI机箱的核心电子特性是通信总线。随着PCI演变成PCI Express，规范也发生了相应变化，以确保PCI Express可以集成到PXI机箱背板中来满足更多的应用需求。

对于传统仪器， PXI支持PCI通信——通常用于并行发送和接收数据的32位总线。PCI仪器最大带宽的或吞吐量为132 MB / s。随着应用需要更高的带宽，PCI Express的数据通过称为“lane”的一对发送-接收连接线路来串行传输数据，每个方向的数据的传输速率可达250 MB / s。该串行连接被称为PCI Express Gen1 X1“链路”（乘1） 。多条lane可以组合在一起，形成x2、x4、x8、x16和x32链路来提高带宽。这些链路为控制器和装有仪器的插槽之间提供了连接。例如， x16插槽可以发送和接收4 GB/s ( 250 MB/s* 16)的数据。为了确保与旧PXI仪器和新PXI Express仪器的兼容性， PXI机箱内同时集成了PCI和PCI Express通信总线。随着PCI Express规范的演变， PXI将继续把新的功能纳入PXI机箱中，同时保持向后兼容性。

 

图 7. NI PXIe-1085机箱这一范例突出了每条PCI和PCI Express总线根据插槽支持的模块类型路由至每个插槽。

随着机箱通信总线不断发展以集成最新PC技术，PXI外围模块也从PXI演变成PXI Express，以利用PCI Express通信总线的功能。为了确保PXI和PXI Express模块之间的兼容性，PXI规范将混合插槽纳入其中。该插槽使您能够在PXI机箱上插入PXI或PXI Express外围模块。PXI机箱包含以下插槽：

系统插槽，用于插入嵌入式或远程PXI Express控制器

PXI外设插槽，用于插入PXI模块

PXI Express混合外设插槽，用于插入PXI Express外围模块、32位CompactPCI外围模块和混合兼容PXI外围模块

系统定时插槽，用于插入PXI Express外围模块和PXI Express系统定时模块

 

 

图 8. PXI机箱内包含的插槽类型

综上所述，PXI规范定义了PXI机箱背板可提供的所有技术。

 

图 9. PXI机箱集成了最新的通信总线，这些总线路由至不同的插槽选项，以满足外围模块的需求。

除了通信总线，电子规范还定义了定时和同步功能，其中包含分配至系统所有外围模块的PXI 10 MHz系统时钟的定义。这一共用参考时钟可用于同步测量或控制系统中的多个模块。除了时钟，PXI还具有触发功能，如多支触发总线和具有长度匹配的线路的星形触发网络。八条PXI触发线组成了PXI触发总线，该总线非常灵活，具有多种不同的使用方式。例如，触发器可用于同步多个PXI外围模块之间的运行。

 

图 10. NI PXIe-1085机箱PXI触发总线连接图显示了触发传输至PXI外围模块的方式。

对于需要更高性能的应用，该规范通过规定PXI星形触发网络来为PXI系统提供了更高性能的同步功能。星形触发网络成为了系统定时插槽（插槽序号旁边有标注，PXI和PXI Express分别以菱形和正方形表示）和其他外设插槽之间的专用触发线。定时和同步模块——星形触发控制器——安装在系统定时插槽上，用于为其他外围模块提供精确的时钟和触发信号。另外，该模块还具有板载(TCXO, OCXO)、衍生(DDS)或外部（铷源）时钟，可覆盖PXI机箱的板载VCXO精确度，以定义机箱的高频率系统参考时钟、10 MHz和100 MHz时钟。

 

图 11. NI PXIe-1085机箱采用该星形连接图来确保每个插槽之间的传输延迟匹配。