PXI

Standardi versioonide kronoloogia

Korpus

Korpus on süsteemi selgroog, mis pakub mehaanilist kaitset, toiteallikat ja jahutust. See sisaldab ka tagasiini (backplane), mis ühendab kõik moodulid kontrolleriga.

PXI kasutab mehaaniliselt Eurocard standardit, mis on tööstuses tuntud oma vastupidavuse poolest. Erinevalt tavalisest lauaarvutist on PXI moodulid fikseeritud üla- ja alaservast ning varustatud spetsiaalsete ejektor-käepidemetega, mis tagavad töökindluse ka vibratsiooni ja lööke sisaldavates keskkondades.

• Mõõtmed: Valdav enamik PXI mooduleid on 3U kõrgusega (100 mm × 160 mm). 6U mooduleid kasutatakse harvemini, peamiselt keeruliste lülitusmaatriksite puhul.
• Pesade arv: korpused varieeruvad tavaliselt 4 kuni 18 pesani.
• Jahutus: PXI korpused on projekteeritud sundjahutusega, kus õhk liigub alt üles läbi moodulite. Standard nõuab tavaliselt vähemalt 25 W soojuse hajutamist pesa kohta.

Kontroller

Kontroller toimib süsteemi ajuna ning võib olla sisseehitatud kontroller, mis on spetsiaalne moodul, millel töötab operatsioonisüsteem (nt Windows 10/11 või Real-Time OS, nagu NI Linux Real-Time) või mis võib töötada ka ilma operatsioonisüsteemita, võimaldades kasutajal ise määrata käivitatava tarkvara. Sobib iseseisvaks tööks. Teine variant on kaugjuhtimiskontroller, mis võimaldab PXI-süsteemi juhtida laua-, tööjaama-, serveri- või sülearvuti kaudu, kasutades MXI (Management eXtended Interface) linki.

Perifeersed moodulid

Kasutaja saab valida sadade erinevate moodulite vahel sõltuvalt rakendusest:

• Andmehõivekaardid (DAQ – Data Acquisition)
• Digitaalsed multimeetrid (DMM)
• Signaaligeneraatorid
• RF-analüsaatorid
• Switching
• FPGA-põhised moodulid reaalajas signaalitöötluseks (nt NI FlexRIO seeria)

Tagasiin

PXI tagasiin on süsteemi elektriline selgroog. See sisaldab andmesiine, toiteliine (+3,3 V, +5 V, +12 V, −12 V) ning spetsiaalseid mõõtesignaale. Algne PXI kasutas 32- või 64-bitist paralleelset PCI siini. PXI Express asendas selle punktist-punkti jadaliidesel põhineva PCI Express siiniga.

PXI_CLK10

10 MHz tugikell, mis jaotatakse kõikidele pesadele viitega alla 1 nanosekundi. Võimaldab erinevate moodulite faasinihke minimeerimist.

PXI Trigger Bus

Kaheksa paralleelset liini moodulitevaheliseks suhtluseks (nt „mõõtmine lõpetatud, järgmine võib alustada").

PXI Star Trigger

Täht-topoloogiaga liin, kus signaal saadetakse kontrollpesast (pesa nr 2) otse igasse perifeersesse pessa eraldi. See elimineerib ahelreaktsiooni viited (propagation delay).

PXIe diferentsiaalsed trigerid

PXI Express lisas 100 MHz kella (PXI_CLK100) ja diferentsiaalsed trigerid (PXIe_DSTAR), mis on vastupidavamad elektromagnetilistele häiretele.

Ühilduvus ja hübriidpesad

Üks PXI edu võtmeid on tagasiühilduvus. Paljud kaasaegsed korpused on varustatud hübriidpesadega, mis aktsepteerivad nii vanemaid PXI (PCI-põhiseid) mooduleid kui ka uusi PXIe (PCIe-põhiseid) mooduleid. Füüsiliselt on see lahendatud nii, et PXI Express pistikud ei kattu vanade PXI pistikutega samas pesas.

Ribalaiuse võrdlus

Programmeerimiskeskkonnad

PXI süsteemidega kasutatakse kõige sagedamini järgmisi programmeerimiskeskkondi:

• LabVIEW – graafiline programmeerimiskeskkond, mis on PXI-ga tihedalt integreeritud
• C# / .NET
• C/C++
• Python

Multi-Chassis konfiguratsioonid

Eriti mahukate testisüsteemide puhul saab mitu korpust ühendada MXI-linkide abil üheks suureks mõõtesüsteemiks. Selline Multi-Chassis konfiguratsioon võimaldab suurendada pesade arvu sadade mooduliteni, kasutades ühtset tarkvara ja sünkroonimist läbi kogu süsteemi.

Lennundus ja kaitsetööstus

Lennunduses ja kaitsetööstuses kasutatakse PXI platvormi eelkõige missioonikriitiliste elektroonikasüsteemide testimiseks ja simuleerimiseks. Sinna kuulub: lennuki avioonikasüsteemide valideerimine, radar- ja sonarsüsteemide, satelliitside, navigatsioonisüsteemide ja elektroonilise sõjapidamise (EW) süsteemide simuleerimine.

Autotööstus

Autotööstused on PXI üks peamisi platvorme, et ECU (Engine Control Unit) testida ja arendada. Samuti kasutatakse PXI süsteeme sageli HIL (Hardware-in-the-Loop) simulatsioonides.

Pooljuhtide testimine

Pooljuhtide tööstuses kasutatakse PXI süsteeme Automated Test Equipment (ATE) lahenduste osana, kus nende ülesandeks on kiipide funktsionaalne ja elektriline testimine tootmisliinil. See hõlmab nii digitaal- kui analoogsignaalide mõõtmist, RF-komponentide testimist kui ka suuremahulist paralleelset testimist, kus samaaegselt kontrollitakse paljusid kiipe. PXI suur eelis selles valdkonnas on väga kõrge läbilaskevõime ning võimalus kombineerida erinevaid mõõteinstrumente ühte kompaktsesse süsteemi, mis vähendab oluliselt testimise aega ja tootmiskulusid.

Telekommunikatsioon

Telekommunikatsioonis kasutatakse PXI platvormi peamiselt uute traadita side standardite, näiteks 5G ja areneva 6G tehnoloogia arendamisel ning valideerimisel.

Eelised

PXI peamine eelis traditsiooniliste eraldiseisvate instrumentide ees on andmeedastuskiirus. Võrreldes USB või GPIB liidestega on PXIe teoreetiline läbilaskevõime kuni sadades gigabaitides sekundis, mis on oluline näiteks laiaribaliste RF-signaalide reaalajas salvestamisel. Täpne sünkroonimine eristab PXI-d paljudest konkurentidest. Ühine 10 MHz tugikell ja täht-topoloogiaga trigerliin võimaldavad joondada eri moodulite mõõtmisi alla nanosekundilise täpsusega. Modulaarne ülesehitus tähendab, et süsteemi saab laiendada või ümber konfigureerida üksikuid mooduleid vahetades, ilma et peaks kogu seadmestiku välja vahetama. Kuna PXISA standardid tagavad eri tootjate komponentide ühilduvuse, ei ole kasutaja seotud ühe tarnijaga.

Puudused

Suurim praktiline takistus PXI kasutuselevõtul on alginvesteeringu maksumus. Korpuse, kontrolleri ja vajalike moodulite soetamine on oluliselt kallim kui samaväärsete lauainstrumentide ostmine, mistõttu on PXI eelkõige tootmis- ja teaduslaborite platvorm. Kasutamise keerukus võib samuti osutuda probleemiks. Kuna seadmel puuduvad ekraan ja nupud, eeldab süsteemi käivitamine tarkvara seadistamist ja instrumentidraiverite konfigureerimist, mis nõuab kasutajalt tehnilist tausta.