PXI Express技術詳解(完整版)

標定數(shù)據(jù)流盤應用

PXI Express儀器吞吐量的提高，使得數(shù)據(jù)流盤應用中的更高采樣率和通道數(shù)成為可能。為了標定數(shù)據(jù)流盤應用的準確吞吐量。我們可以使用下述等式：

吞吐量=采樣率x字節(jié)/采樣x通道數(shù)

例如，我們考慮這樣一個數(shù)據(jù)流盤的應用場景：利用PXIe-5122高速數(shù)字化儀的兩個通道、最大采樣率為100 MS/s。注意到PXIe-5122是一個14-位的數(shù)字化儀，因此每個采樣值需要2字節(jié)存儲空間或磁盤空間。PXIe-5122的最大吞吐量如下所示：

吞吐量=100 MS/s x 2字節(jié)/采樣 x 2通道=400 MB/s

為了精確表征一個真實系統(tǒng)的性能，我們使用了一個PXI Express雙核嵌入式控制器，以及一個速率為650 MB/s的PXI Express x4 RAID-0硬盤驅動器。對于該測試，所用的采集大小為40 GB。在如下所示的測試結果中，使用了多個具有256 MB板上內(nèi)存的PXIe-5122數(shù)字化儀。表一（如下所示）描述了根據(jù)所需通道的數(shù)目數(shù)據(jù)流盤應用的最大采樣率。

作為數(shù)據(jù)流盤應用的一個變體，您也可以將來自一個高速數(shù)字化儀的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式導入我們的PXI控制器的板上存儲器。這一方法不要求一個RAID硬盤驅動器配置，吞吐量也不受硬盤的磁盤寫入速度限制。實際上，吞吐量受快速PCI總線的帶寬限制，而采集數(shù)據(jù)大小則受限于可用的PC存儲器的空間大小。在一個典型的數(shù)據(jù)流盤應用中，PC存儲器只是作為數(shù)據(jù)的臨時緩存。由于一個典型的嵌入式控制器能夠達到磁盤寫入速度40 MB/s的能力，所以數(shù)據(jù)可以先存儲在存儲器中然后再寫入磁盤。

在下列數(shù)據(jù)流導入存儲器場景的標定中，使用了一個具有2 GB板上存儲空間的PXI Express雙核控制器。對于100百萬采樣每通道的采集大小，該測試需要高達1.2 GB的PC存儲器以支持六個通道。這里，再次使用了多個具有256 MB板上存儲空間的PXIe-5122數(shù)字化儀，以獲取最佳結果。其結果如下面表2所示：

數(shù)據(jù)流盤和數(shù)據(jù)流導入存儲器應用能夠在PXI中達到如此之高的吞吐量的一個原因，便是利用了一個高帶寬與低時延的數(shù)據(jù)總線——快速PCI。如果我們將該總線與其它標準數(shù)據(jù)總線相比較，我們將發(fā)現(xiàn)該總線提供了最高的吞吐量和最低的數(shù)據(jù)時延。

這種將數(shù)據(jù)以流的形式導入磁盤的能力使得許多應用獲益匪淺。這里我們將詳細討論的兩個常見應用為：1）信號情報/頻譜監(jiān)測和2）數(shù)字視頻測試。