PXI是什么？
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PXI全稱PCI eXtensions for Instrumentation，即面向儀器系統的PCI擴展，是一種基于PC技術的平臺，為測量和自動化系統提供了高性能、高堅固性、低成本的配置方案。 PXI中將PCI(Peripheral Component Interconnect，外圍組件互連)電氣總線與CompactPCI中堅固的、模塊化的歐式機械封裝結合在一起，并增加了專門的同步總線和一些關鍵的軟件性能。PXI還增加了一些機械、電氣和軟件方面的性能，定義了用于測試測量、數據采集、生產制造等應用的完整系統。這些系統為生產測試、軍事和航空航天、機器監測、自動化和工業測試等應用提供服務。
NI在1997年開發并發布了PXI規范，1998年將其推出成為一種開放的工業規范，以滿足日益增長的復雜儀器系統需求。當前，PXI由PXI系統聯盟 (PXISA)管理，該聯盟中50多個公司聯合起來一起推進該標準的發展、保證互操作性，并維護PXI規范。因為PXI是一種開放的標準，所以任何設備商都可以生產PXI產品。同時因為PXI規范中一個關鍵的特點就是與CompactPCI (由PCI工業計算機制造商小組(PICMG)所提出的標準)之間的互操作性，所以同一個PXI系統中可以同時包含CompactPCI和PXI模塊，而不產生任何沖突。
2005年底商業PC機行業的總線技術通過從PCI演進到PCI Express，提高了總線的可用帶寬。與此類似，PXI中引入了PXI Express技術，也顯著提高了總線帶寬。PXI將PCI Express集成到PXI標準中，可以滿足更多的應用需求。PCI Express技術可以集成到背板中，同時維持與具有廣泛應用基礎的現有系統的后向兼容性。除了x1、x4和x8鏈路外，系統控制器插槽還支持高達x16 的PCI Express鏈路，可以為PXI Express背板提供最高6GB/s的帶寬。利用PCI Express技術，PXI Express將PXI中的可用帶寬提高了45倍多，即從132MB/s提高到6GB/s；與此同時，還可以維持與PXI模塊間的軟件、硬件兼容性。正是由于此性能的增強，PXI可以用于很多新型應用領域，其中很多領域在以前只能由昂貴的專用硬件實現。
硬件架構
PXI系統由三個基本部分組成——機箱、系統控制器和外圍模塊。
圖1. 標準的8槽PXI機箱中，包括一個嵌入式系統控制器和七個外圍模塊
PXI機箱
PXI機箱為系統提供了堅固的模塊化封裝，通常為4槽、6槽、8槽、14槽或18槽的3U或6U機箱。U(rack unit)是一種測量單位，用來描述安裝在19或23英寸(指寬度)機架上的設備的高度。1U等于44.45mm(1.75英寸)。裝在機架上的設備的尺寸大小通常用U來描述。專用機箱還可在交流電源和直流電源中選擇，以及是否集成信號調理功能。很多PXI Express機箱中都可以容納PXI和PXI Express外圍設備，而有些具有混合插槽的機箱（如NI PXIe-1075），還可以容納PXI Express外圍設備或者兼容混合插槽的PXI設備。利用這些機箱可以配置多種PXI系統從而滿足應用需求。
圖2.可選的標準機箱包括NI PXI-1031 (左)和NI PXIe-1075(右)。NI PXI-1031可選擇直流供電，NI PXIe-1075有18個插槽以用于接插系統控制器和外圍設備
機箱中具有高性能的PXI背板，該背板包括PCI總線，定時總線以及觸發總線。PXI模塊化儀器系統中增加了專用的 10MHz系統參考時鐘、PXI觸發總線、星形觸發總線和槽與槽之間的局部總線，從而在保持PCI總線所有優勢的同時，滿足高級定時、同步和相鄰槽直接通信等應用中的需求。
圖3. PXI的定時與觸發總線 – PXI在其背板上，將工業標準的PC機組件（如PCI總線）與高級觸發和同步擴展組合在一起。
以PXI的功能為基礎，PXI Express中提供了更多的定時和同步功能——100MHz的差分系統時鐘、差分信號傳輸以及差分星形觸發總線。采用差分時鐘和同步，PXI Express系統中儀器時鐘的抗噪聲性能進一步提高，并且可以以更高速率傳輸數據。
圖4. PXI Express的定時與觸發總線擴展了PXI總線的定時與觸發總線功能，并在背板中增加了差分系統時鐘、差分信號傳輸和差分星形觸發總線。
使用這些定時與觸發總線，可以開發出具有精確同步的系統，以滿足應用需求。要了解更多PXI的定時與觸發總線規范，請參考NI Developer Zone 文檔 “PXI 規范指南.”
要深入了解定時和同步的概念，請參考NI Developer Zone指南“分布式時鐘同步和IEEE 1588精密時鐘同步協議介紹.”
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