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PXI
鎖定
PXI (PCI extensions for Instrumentation，面向儀器系統的PCI擴展) 是一種由PXI聯盟發佈的堅固的基於PC的測量和自動化平台。PXI結合了PCI（Peripheral Component Interconnection-外圍組件互連）的電氣總線特性與CompactPCI（緊湊PCI）的堅固性、模塊化及Eurocard機械封裝的特性發展成適合於試驗、測量與數據採集場合應用的機械、電氣和軟件規範。制訂PXI規範的目的是為了將台式PC的性能價格比優勢與PCI總線面向儀器領域的必要擴展完美地結合起來，形成一種主流的虛擬儀器測試平台。這使它成為測量和自動化系統的高性能、低成本運載平台。
[1]
- 中文名
- PXI
- 外文名
- PCI extensions for Instrumentation
- 開發時間
- 1997年
- 推出時間
- 1998年
- 管理單位
- PXI系統聯盟所管理
PXI簡介
PXI機箱
簡單來説，PXI是以PCI(Peripheral Component Interconnect)及CompactPCI為基礎再加上一些PXI特有的信號組合而成的一個架構。PXI繼承了PCI的電氣信號，使得PXI擁有如PCI bus的極高傳輸數據的能力，因此能夠有高達132Mbyte/s到528Mbyte/s的傳輸性能，在軟件上是完全兼容的。另一方面，PXI採用和CompactPCI一樣的機械外型結構，因此也能同樣享有高密度、堅固外殼及高性能連接器的特性
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。
PXI相互關係
一個PXI系統由幾項組件所組成，包含了一個機箱、一個PXI背板（backplane）、系統控制器（System controller module）以及數個外設模塊（Peripheral modules）。在此以一個高度為3U的八槽PXI系統為例。系統控制器，也就是CPU模塊，位於機箱的左邊第一槽，其左方預留了三個擴充槽位給系統控制器使用，以便插入因功能複雜而體積較大的系統卡。由第二槽開始至第八槽稱為外設槽，可以讓用户依照本身的需求而插上不同的儀器模塊。其中第二槽又可稱為星形觸發控制器槽（Star Trigger Controller Slot），其特殊的功能將於後面的文章中説明。
PXI信號
10MHz參考時鐘(10MHz reference clock)
PXI
局部總線（Local Bus）
在每一個外設槽上，PXI定義了局部總線以及連接其相鄰的左方及右方外設槽，左方或右方局部總線各有13條，這個總線除了可以傳送數字信號外，也允許傳送模擬信號。比如説3號外設槽上有左方局部總線，可以與2號外設槽上的右方局部總線連接，而3號外設槽上的右方局部總線，則與4號外設槽上的左方總線連接。而外設槽3號上的左方局部總線與右方局部總線在背板上是不互相連接的，除非插在3號外設槽的儀器模塊將這兩方信號連接起來。
星形觸發（Star Trigger）
前面説到外設槽2號的左方局部總線在PXI的定義下，實被作為另一種特殊的信號，叫做星形觸發。這13條星形觸發線被依序分別連接到另外的13個外設槽（如果背板支持到另外13個外設槽的話），且彼此的走線長度都是等長的。也就是説，若在2號外設槽上同一時間在這13條星形觸發在線送出觸發信號，那麼其它儀器模塊都會在同一時間收到觸發信號（因為每一條觸發信號的延遲時間都相同）。也因為這一項特殊的觸發功能只有在外設槽2號上才有，因此定義了外設槽2號叫做星形觸發控制器槽（Star Trigger Controller Slot）。
觸發總線（Trigger Bus）
觸發總線共有8條線，在背板上從系統槽(Slot 1)連接到其餘的外設槽，為所有插在PXI背板上的儀器模塊提供了一個共享的溝通管道。這個8-bit寬度的總線可以讓多個儀器模塊之間傳送時鐘信號、觸發信號以及特訂的傳送協議。
PXI比較
相對於PXI Express，大多數用户更熟悉PXI，儘管兩款軟件平台兼容，但是存在着接口差異。 PXI
PXI背板使用PCI接口，為了提供充足的應用帶寬，大多數這些模塊工作於33MHz和32位寬。這是三種類型的槽：
系統插槽接受控制器或者控制器的遠程接口。
星形觸發槽用作一個普通的外設槽，在PXI開關模塊上使用觸發並不常見，因為觸發模塊典型的是基於IVI（軟件）的。
外設插槽接受任何的外設PXI模塊。
模塊之間的背板是共享的，並顯示為一組總線編號（對應於PXI總線的每個橋段），該總線上的設備通常編號從15以下開始。特定總線中的所有設備共享32位PCI總線段，該標準限制總線數為256。
PXI Express
PXI Express（PXIe）機箱使用PCI Express串行接口，連接它的系統槽和外圍設備。系統插槽與PXI不兼容，因此需要使用具有足夠數量的PCIe連接器的控制器或者PCIe接口來支持外設。串行接口的使用提升了外設的可用帶寬，因為原則上它不是共享BW—每個外設獲得一個或者多個具有2.5GB/s比特率的串行連接。由於PCIe是點對點的連接系統，每個連接被定義為總線編號和設備0（該插槽上沒有其他設備）。與PCI一樣，總線限制為256，最大模塊計數低於PXI。
使用PXI Express不能保證快速的系統運行速度，系統速度最常見的瓶頸問題與背板速度無關，但是在接收或者傳輸大量數據的模塊上可以看到速度優勢。
PXI Express的機械接口和電氣接口，不同於PXI。為了充分利用快速PCI Express通道，機箱通常既包含PXI插槽和又包含PXI Express插槽（混合機箱）。因此，機箱可以詳細描述多種類型的插槽。通常，插槽被定義如下：
控制插槽，只適用於PXIe和混合機箱設定的專用控制器。
PXI Express插槽，只適用於PXI Express模塊，其中只用相對較少的類型可用。
混合插槽，適用於EXTHER PXI Express或者PXI模塊，兩組連接器，但是第二個PXI連接器縮短以滿足PXIe連接器。
擴展插槽，僅適用於PXI模塊。
觸發插槽，只能由被設計為填充該插槽的模塊使用，因此不適用於“正常的”外設模塊。由於這個原因，一些機箱不設置定時插槽。
PXI Express機箱在每個通道內支持的PCIe通道數也不同。這對於用户來説是透明的，但是對於高速應用，在確保一些PXIe插槽具有大量PCIe通道時，具有相當大的優點，因為這是適用於PCIe機箱的主要原因。
還有其他電氣差異，特別是電源功率不同。PXI Express不支持5V和-12V電源功率。5V電源是一個特別的問題，因為最常用的繼電器具有5V線圈—並且是存儲在分配的通道內的部件中，因此最容易用於服務支持。
