系统 - NI公司的X系列设备介绍

系统

　　中曾经存在的数据瓶颈逐渐消失。不同于提供132 MB/s共享带宽的PCI，PCI Express可向各款设备提供专用串行通道，而且各个方向上的理论带宽达250 MB/s。

　　某些数据采集设备通过桥接器的方式将PCI设计转换为PCI Express，这样得到的带宽与PCI相同并加入了时延。相反，NI X系列自行提供配有完整PCI Express带宽的x1(“乘1”) PCI Express和PXI Express接口。面向PCI Express的X系列可在PCI Express插槽中使用，从x1直至x16。

　　

 

　　图3. 面向PCI Express的X系列可在各类PCI Express插槽中使用，从x1到x16.

　　此外，X系列包含8条DMA通道，无需CPU交互或另行编程，即可在设备和PC内存之间直接读写数据。这8条通道提供的并行数据读写，针对模拟I/O、数字I/O和全部4个计数器/定时器。可容纳127个样本的扩展型FIFO面向全部4个32位计数器，现在能够以远高于先前设备的速度执行缓冲式定时器操作(如：事件计数或生成PWM输出)。

　　与大多数内部总线相同，PCI Express极低的延迟非常适合封闭循环控制应用

　　程序

　　。X系列设备还拓展了设备中所有子系统的硬件定时型单点执行性能。

　　多核PC上的并行处理

　　若要充分利用DAQ设备上的并行硬件子系统，您需要借助高性能驱动程序和应用软件。

　　NI-DAQmx作为面向X系列的驱动软件，为各类信号测量和生成提供简单、一致的API。NI-DAQmx属于多线程，这意味着：用户

　　开发

　　的应用程序能够将测量与生成任务的处理分割为单独的线程。通过NI

　　LabVIEW

　　、NI Lab

　　Windows

　　™/CV、C/C++、Visual Basic 6和.NET等多个编程环境，均可调入NI-DAQmx。

　　结合NI LabVIEW，用户能够最便捷地连接NI-DAQmx并优化数据采集应用，实现在多核计算机上的使用。用户可为各个测量任务创建While循环;NI LabVIEW

　　自动

　　将您的应用程序划分为多个线程。操作系统继而能够在一个或多个CPU内核里，

　　管理

　　这些线程的最优化执行。例如，一个While循环用于比例积分微分(PID)控制并在一个内核上运行，一个While循环在另一个内核上处理快速傅里叶变换(FFT)。

　　

 

　　图4. 用户能够使用LabVIEW中的并行While循环，在不同CPU内核上处理DAQ设备I/O

　　PCI Express和PXI Express X系列设备需要NI-DAQmx 9.0或更高版本，USB X系列设备需要NI-DAQmx 9.2或更高版本。NI-DAQmx 9.0 添加了2项强大特性：

　　快速、轻松的数据记录。用户往往需要将采集的数据记录至磁盘，进行后期处理或趋势追踪。用户现在可借助NI-DAQmx将单个“DAQmx配置记录” VI添加至NI-DAQmx任务，继而将数据记入技术数据管理流(TDMS)测量文件。这种编写TDMS文件的方法也极为快捷：之前的测试表明磁盘上的写入速率可能超过1 GB/s。

　　面向X系列的多设备任务。 对于结合X系列的高通道数应用，您能够轻松实现多个设备间的同步。对于PCI Express X系列，您需要将它们和实时系统集成(RTSI)电缆相互连接。对于PXI Express X系列，模块能够通过PXI Express背板上的定时和触发总线彼此同步。NI-DAQmx 9.0将多设备任务引入X系列，这意味着用户可创建1组包含2个设备的测量代码，NI-DAQmx自动管理着采样时钟的共享。

　　

 

　　图5. NI-DAQmx驱动软件借助多设备任务，轻松同步2个或者更多的X系列设备

　　结论

　　改进定时和触发、总线传输和数据处理之后的NI X系列设备，代表美国国家仪器公司设计且处于技术最前沿的DAQ设备。利用PCI Express和多核处理器等最先进的PC技术，它现在能够创建经济的测量和控制系统 ，提供信号至软件级的并行技术。