工控機(jī)總線——PXI總線標(biāo)準(zhǔn)、AdvancedTCA標(biāo)準(zhǔn)

　　PXI是一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用量身定制的模塊化儀器平臺(tái)，具備機(jī)械、電氣 與軟件等多方面的專業(yè)特性。PXI (PCI eXtensions forInstrumentation)充分利用了當(dāng)前最普及的臺(tái)式計(jì)算機(jī)的高速標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)一-PCIo PXI規(guī)范則是Compact PCI規(guī)范的擴(kuò)展。Compact PCI定義了具備堅(jiān)固封裝的工業(yè)版PCI總線結(jié)構(gòu)，在易于安裝和拆卸硬件模塊的前提下提供優(yōu)秀的機(jī)械整合性。

　　因此. PXI產(chǎn)品具有級(jí)別更高、定義更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)沫h(huán)境一致性指標(biāo)，符合工業(yè)環(huán)境下振動(dòng)、撞擊、溫度與濕度的極限要求。PXI在Compact PCI的機(jī)械規(guī)范上強(qiáng)制增加了環(huán)境測(cè)試過(guò)程與主動(dòng)冷卻裝置，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成并確保不同廠商產(chǎn)品之間的互用性。PXI還在高速PCI總線的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了專為測(cè)量與自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)計(jì)的定時(shí)與觸發(fā)特性。

　　以儀器平臺(tái)的演進(jìn)來(lái)說(shuō)，早期由廠商推出各種獨(dú)立的儀器，由面板控制所需功能。想要通過(guò)其他的方式來(lái)取代面板的操控，最廣受歡迎的就是GPill接口，也就是IEEE 488接口。然而GPIB接口的速率慢，且當(dāng)使用多項(xiàng)設(shè)備時(shí)，需要額外的電路來(lái)達(dá)到同步觸發(fā)的需求。1980年. VXI的出現(xiàn)將高級(jí)測(cè)量與測(cè)試應(yīng)用的設(shè)備，帶進(jìn)了模塊化的領(lǐng)域。然而VXI的價(jià)格則并非各等級(jí)之客戶都負(fù)擔(dān)得起，所以基于PC技術(shù)的演進(jìn)與穩(wěn)定. PXI延續(xù)模塊化的精神，以較緊實(shí)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、較快的總線速率，以及較低的價(jià)格，提供測(cè)量與測(cè)試設(shè)備一個(gè)新的選擇。

　　PXI的規(guī)格區(qū)分為硬件與軟件兩個(gè)部分。其中硬件的部分是基于Compact PCI的規(guī)格，也 就是PICMG 2. 0。建構(gòu)于CompactPCI的機(jī)構(gòu)規(guī)格與PCI的電氣規(guī)格之上，加上儀器上所需要的電氣信號(hào)延伸，即是所謂PXI的規(guī)格。所以. PXI的數(shù)據(jù)傳輸速率的峰值在33MHz與32bit的總線上，可達(dá)132M脅。在66MHz、64bit的BUS上則可高達(dá)528M脅。遠(yuǎn)高于GPill與VXI接口的傳輸速率。

　　總的來(lái)說(shuō). PXI是一種堅(jiān)固的模塊化儀器平臺(tái)，它提出了基于計(jì)算機(jī)的高性能標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量與自動(dòng)化方案。以合理的價(jià)位提供比原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出色得多的性能。PXI用戶自然地享有很多便利，如低價(jià)、易用、靈活的PC技術(shù);開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及與Cor叩act PCI產(chǎn)品的完全互用性。

　　目前PXI的系統(tǒng)已廣泛且成功地應(yīng)用于汽車測(cè)試、半導(dǎo)體測(cè)試、功能性測(cè)試、航空儀器和儀表是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的重要組成部分。Compact PCI向儀器儀表領(lǐng)域的擴(kuò)展總線就是PXI總線。PXI產(chǎn)生于1998年，主要是面向"虛擬儀器"市場(chǎng)而設(shè)計(jì)的，但已經(jīng)不局限于測(cè)試和測(cè)量設(shè)備，正在迅速向其他工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域擴(kuò)展，并與Co呻act PCI總線互相補(bǔ)充和融合。PXI總線工控機(jī)不但具有VXI的高采樣速率、高帶寬和高分辨率等特點(diǎn)，而且具有開放性、軟件兼容性和低價(jià)格等優(yōu)勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)， 3U PXI產(chǎn)品用于構(gòu)造便攜式或小型化的ATE測(cè)試設(shè)備、數(shù)采系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及其他工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。6UPXI產(chǎn)品主要應(yīng)用在高密度、高性能和大型ATE設(shè)備或工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中。

　　作為第三代工控機(jī)技術(shù)應(yīng)用于ATE(自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)的新興代表， PXI將VXI總線和Compact PCI總線完美地結(jié)合到測(cè)量和測(cè)試儀器中。第一，在可靠性、穩(wěn)定性和測(cè)量精度等方 面繼承了VXI的模塊化優(yōu)點(diǎn);第二， Compact PCI總線比VME總線有著許多先天性的優(yōu)點(diǎn)，因此PXI的許多性能，如數(shù)據(jù)寬度、數(shù)據(jù)速率等都優(yōu)于VXI;第三， PXI與Compact PCI保持兼容。

　　2. Advanced TCA標(biāo)準(zhǔn)

　　Advanced TCA標(biāo)準(zhǔn)是Co呻act PCI總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展， 2001年P(guān)ICMG2.16將以太網(wǎng)包交換 背板總線引入到Compact PCI總線標(biāo)準(zhǔn)中，為電信語(yǔ)音增值服務(wù)設(shè)備和其他電信邊緣設(shè)備提供了新的技術(shù)平臺(tái)。2002年， PICMG頒布了面向電信行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)Advanced TCA (AdvancedTelecom ComputingArchitecture)，簡(jiǎn)稱ATCAo ATCA比PICMG2.16有更大的規(guī)格和容量、更 高的背板帶寬、對(duì)板卡更嚴(yán)格的管理和控制能力、更高的供電能力以及更強(qiáng)的散熱能力等。ATCA不是應(yīng)用在電信上的第一個(gè)開放式平臺(tái)，但它是第一個(gè)由電信專家專為電信應(yīng)用設(shè)計(jì) 的電信平臺(tái)，主要目標(biāo)是解決電信系統(tǒng)目前面臨的系統(tǒng)帶寬、高可用性、現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、可伸縮性、可管理性以及可互操作等問(wèn)題，并最終降低成本。ATCA標(biāo)準(zhǔn)的研制和支持的國(guó)際組織是PICMG。