PXI构架及应用教程

为了帮助您更深入地了解PXI，请参见图1 中的两张图片。该图片将PXI系统的机箱、 控制器及PXI(e)外围模块与商用台式机组件进行了比较。关键在于了解PXI的组成架构及其如何匹配商用PC技术：

PXI机箱与台式机机箱的对比

PXI控制器与台式机 CPU、内存、I/O的对比

PXI(e)外围模块与台式机PCI(e)外围模块的对比

图 1. PXI系统与商用台式机的对比

PXI(面向仪器系统的PCI扩展) 是一个基于PC的成熟平台，适用于测量和自动化系统。它提供了 电源、冷却和 通信总线来支持同一机箱内的多个仪器模块。PXI采用基于PC的商用PCI 总线技术，但同时结合了坚固的CompactPCI模块化封装以及重要的定时和同步功能。

外围部件互连专业组(PCI-SIG)发布了PCI的进化版——PCI Express标准，显著提高了系统带宽。负责管理PXI的PXI系统联盟(PXISA)采用了 最新一代的商用PC总线技术，实现了PXI到PXI Express的演变。 PXI Express保持了PXI功能，以确保系统的向后兼容性，除了具有标准的PXI功能外，它还提供了更高的带宽、电源、冷却、定时和同步功能。

PXI和PXI Express拥有如此丰富的功能，看起来似乎非常复杂，但是，这些技术的核心是相同的：主流PC通信总线。 PXI和PXI Express机箱为当代 工程师的测量和自动化系统提供了一个应用广泛的成熟架构。

由于PXI是由PXISA管理的开放式规范，任何 厂商都可开发PXI 产品。为了更好地解释底层PXI系统细节，本文重点介绍了PXISA制定的PXI规范,以及这些规范如何在NI PXI 硬件中得到体现。

硬件概览

The PXISA 硬件规范 规定了与 机械、 电子和软件架构相关的所有要求。PXI Express规范是CompactPCI与CompactPCI Express规范的具体体现。图2显示了这些机械和电子特性如何将CompactPCI与CompactPCI Express规范与主要PXI功能相结合来构建总体架构。本文后面几节将会对这一层次结构的每个部分进行介绍，并解释它们具体是如何应用到PXI中。

图 2. PXI整体架构

机械架构

机械架构 规定了CompactPCI、CompactPCI Express、PXI和PXI Express之间的物理兼容性。例如，机械架构规定系统控制器应连接PXI机箱最左边的插槽，以确保系统控制器位于PCI总线部分的左端。该位置的规定简化了机箱与控制器之间的集成以及它们之间的兼容程度。

PXI系统中使用的控制器可以是外部PC，也可以是 嵌入式控制器。嵌入式控制器包含了集成CPU、硬盘 驱动器、内存、 以太网、 视频、串口、 USB和其他I/ O外设等标准功能。您可以在标准的Windows环境下来开发应用程序——与外部PC相同的标准 操作系统。

图 3. 嵌入式控制器提供了一系列I/O 接口来连接独立运行的仪器或外围设备。

PXI规范沿用了CompactPCI and CompactPCI Express的高性能IEC连接器和坚固EuroCard封装系统。

图 4. NI PXI-8430具有类似于EuroCard的封装和高性能IEC连接器。

仪器通过该 连接器和背板的总线（如PCI和PCI Express总线）与系统的其余部分相连接和进行通信。随着规范不断发展以纳入最新通信总线，这些连接器配置保持了向后兼容性。在电子架构部分我们将会更详细进行介绍。

图 5. 规范定义了用于与PXI机箱通信的连接器。