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这PXIe国家仪器公司-8861是基于微处理器的嵌入式控制器专为PXI快递系统设计。该型号配备英特尔至强4核处理器。对于灵活和的连接倪PXIe-8861配有两个USB 3.0端口、两个千兆以太网端口(兼容10/100/1000ba se-TX)、四个USB 2.0端口、两个Thunderbolt 3端口、一个串行端口和其他类型的外设I/O。
该设备中配备的处理器PXI控制器是一个四核2.8 GHz处理器。该型号是各种应用的理想选择,包括数据采集和RF模块化仪器仪表。这PXIe国家仪器公司-8861是一个高带宽系统控制器,可以很容易地与任何兼容的PXI高速机箱,如镍PXIe-1085相结合。
这PXI控制器附带用户可访问的RAM,使用户能够升级工厂安装的RAM容量。此外,用户还可以通过USB CD-ROM或DVD-ROM替换预装的操作系统。除了提供高处理能力之外,这控制器提供高I/O吞吐量,以及高达24 GB的RAM和一套全面的外设I/O端口。
的前面板PXIe国家仪器公司-8861包含一个显示端口v1.2。这种PXI嵌入式控制器使其成为基于PXI的控制、测量和测试系统的理想解决方案。本中提供的集成差分系统100 MHz参考时钟控制器提供多个模块的无缝同步。此外,还提供三个差分星形触发总线,用于分配的触发和时钟信号。因此,测井和仪器仪表系统苛刻的同步和时序要求因的集成特性而得以缩减倪PXIe-8861。
PXI (PCI extensions for Instrumentation,面向仪器系统的PCI扩展) 是一种由PXI联盟发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI(Peripheral Component Interconnection-外围组件互连)的电气总线特性与CompactPCI(紧凑PCI)的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。制订PXI规范的目的是为了将台式PC的性能价格比优势与PCI总线面向仪器领域的必要扩展地结合起来,形成一种主流的虚拟仪器测试平台。这使它成为测量和自动化系统的、低成本运载平台。
一个PXI系统由几项组件所组成,包含了一个机箱、一个PXI背板(backplane)、系统控制器(System controller module)以及数个外设模块(Peripheral modules)。在此以一个高度为3U的八槽PXI系统为例。系统控制器,也就是CPU模块,位于机箱的左边槽,其左方预留了三个扩充槽位给系统控制器使用,以便插入因功能复杂而体积较大的系统卡。由第二槽开始至第八槽称为外设槽,可以让用户依照本身的需求而插上不同的仪器模块。其中第二槽又可称为星形触发控制器槽(Star Trigger Controller Slot),其特殊的功能将于后面的文章中说明。
PXI规格定义了一个低歪斜(low skew)的10MHz参考时钟。此参考时钟位于背板上,并且分布至每一个外设槽(peripheral slot),其特色是由时钟源(Clock source)开始至每一槽的布线长度都是等长的,因此每一外设槽所接受的clock都是同一相位的,这对多个仪器模块的同步来说是一个很方便的时钟来源 [1] 。
局部总线(Local Bus)
在每一个外设槽上,PXI定义了局部总线以及连接其相邻的左方及右方外设槽,左方或右方局部总线各有13条,这个总线除了可以传送数字信号外,也允许传送模拟信号。比如说3号外设槽上有左方局部总线,可以与2号外设槽上的右方局部总线连接,而3号外设槽上的右方局部总线,则与4号外设槽上的左方总线连接。而外设槽3号上的左方局部总线与右方局部总线在背板上是不互相连接的,除非插在3号外设槽的仪器模块将这两方信号连接起来。
星形触发(Star Trigger)
前面说到外设槽2号的左方局部总线在PXI的定义下,实被作为另一种特殊的信号,叫做星形触发。这13条星形触发线被依序分别连接到另外的13个外设槽(如果背板支持到另外13个外设槽的话),且彼此的走线长度都是等长的。也就是说,若在2号外设槽上同一时间在这13条星形触发在线送出触发信号,那么其它仪器模块都会在同一时间收到触发信号(因为每一条触发信号的延迟时间都相同)。也因为这一项特殊的触发功能只有在外设槽2号上才有,因此定义了外设槽2号叫做星形触发控制器槽(Star Trigger Controller Slot)。
触发总线(Trigger Bus)
触发总线共有8条线,在背板上从系统槽(Slot 1)连接到其余的外设槽,为所有插在PXI背板上的仪器模块提供了一个共享的沟通管道。这个8-bit宽度的总线可以让多个仪器模块之间传送时钟信号、触发信号以及特订的传送协议。
PXI Express
由于对电脑速度需求的增长,PCI总线越来越成为系统的瓶颈,从并行总线建立分支的系统结构也越来越难以适应电脑性能的提高。
此瓶颈通过高速串行接口得以突破,PCIe通过成对的数据线传送信号,通常称作PCIe通道(PCIe lane)。单个通道并不比一个64位 33MHz PCI接口更快,但是可以同时建立多个通道以提高数据传输速率,四通道是早期比较主流的配置形式。串行总线连接的形式是点对点的,所以每个连接仅承载线路两端设备间的数据(以及由这些设备扩展而出的设备的数据)并且不会出现一端悬空的连接以避免高速数据的波形发生畸变。通过这些技术进步使每个通道的速率得以提升。这种串行接口系统先天比并行总线具有更好的扩展性。
PXIe总线枚举
PXIe机箱中的总线枚举过程与PXI机箱略有不同。在PXI机箱里设备的位置是靠总线分段(Bus Segment)与总线设备(Bus Device)两个参数决定的,因为每一个总线分段都可以支持多个外围模块。在PXIe中,每个通道端点只有一个设备,使得每个设备的连接都是一个总线分段,并且还有更多设计用于总线扩展的分段,因此使得PXIe系统中天然比PXI系统包含更多的总线分段,这在某些情况下可能会出现问题,某些采用快速引导设计的控制器可能无法完全枚举整个PCIe总线系统。基于这个原因,PXI的制造商通常推荐有限范围的控制器应用于PXIe,此范围所的为型号而非PC制造商。PC制造商的不同型号产品可能具有不同的枚举能力。
PXIe机箱
P1 承载32位PCI总线 (PXI) P2 承载高32位PCI总线 (PXI),触发,本地总线 XP2, XP3 承载 PXI Express 接口
XP4 相当于 P2 连接器上半部分 XJ1 PXI Express 系统槽连接器 TP2 PXI Express 定时槽连接器(TP1 可选)
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