ETCR4000双钳形相位伏安

　　PXI总线体系结构

　　0 引言

　　自1986年美国国家仪器公司(National Instruments Corp.简称NI)推出虚拟仪器(Virtual Instruments,简称VI)的概念以来，VI这种计算机操纵的模块化仪器系统在世界范围内得到了广泛的认同与应用。在VI系统中，用灵活、强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件，用人的智力资源代替许多物质资源，特别是系统中应用计算机直接参与测试信号的产生和测量特征的解析，使仪器中的一些硬件、甚至整件仪器从系统中“消失”，而由计算机的软硬件资源来完成它们的功能。但是，在GPIB、PC-DAQ和VXI三种VI体系结构中，GPIB实质上是通过计算机对传统仪器功能的扩展与延伸;PC-DAQ直接利用了标准的工业计算机总线，没有仪器所需要的总线性能;而**次构建VXI系统尚需较大的投资强度。

　　1997年9月1日，NI发布了一种全新的开放性、模块化仪器总线规范——PXI。 PXI是PCI在仪器领域的扩展(PCI eXtensions for Instrumentation), 它将CompactPCI规范定义的PCI总线技术发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。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。

　　PXI这种新型模块化仪器系统是在PCI总线内核技术上增加了成熟的技术规范和要求形成的。它通过增加用于多板同步的触发总线和参考时钟、用于进行精确定时的星形触发总线、以及用于相邻模块间高速通讯的局部总线来满足试验和测量用户的要求。PXI规范在CompactPCI机械规范中增加了环境测试和主动冷却要求以保证多厂商产品的互操作性和系统的易集成性。PXI 将Microsoft™ Windows NT™ 和Microsoft™ Windows 95™定义为其标准软件框架，并要求所有的仪器模块都必须带有按VISA规范编写的WIN32设备驱动程序， 使PXI成为一种系统级规范，保证系统的易于集成与使用，从而进一步降低*终用户的开发费用。

　　1 PXI机械规范及其特性

　　由CompactPCI规范引入的Eurocard坚固封装形式和高性能的IEC连接器被应用于PXI所定义的机械规范，使PXI系统更适于在工业环境下使用，而且也更易于进行系统集成。

　　1.1 与 CompactPCI共享的 PXI机械特性

　　PXI提供了两条与CompactPCI 标准兼容的途径:

　　1.1.1 高性能IEC连接器

　　PXI应用了与CompactPCI相同的、一直被用在象远距离通讯等高性能领域的**针-座连接器系统。这种由IEC-1076标准定义的高密度(2mm间距)阻抗匹配连接器可以在各种条件下提供尽可能好的电气性能。

　　1.1.2 Eurocard机械封装与模块尺寸

　　PXI和CompactPCI的结构形状完全采用了ANSI 310-C、IEC-297 和 IEEE 1101.1 等在工业环境下具有很长应用历史的Eurocard规范。这些规范支持小尺寸(3U=100mm´160mm)和大尺寸(6U=233.35mm´160mm)两种结构尺寸。IEEE1101.10 和 IEEE1101.11等*新的Eurocard 规范中所增加的电磁兼容性(EMC)、用户可定义的关键机械要素、以及其它有关封装的条款均被移植到PXI规范中。这些电子封装标准所定义的坚固而紧凑的系统特性使PXI产品可以安装在堆叠式标准机柜上，并保证在恶劣工业环境中应用时的可靠性。

　　图2-28 所示的是PXI仪器模块的两种主要结构尺寸及其接口连接器，其中，J1 连接器上定义了标准的32-bit PCI总线，所有的PXI总线性能定义在 J2 连接器上。PXI机箱背板上包括可连接 J1 和 J2 连接器的所有 PXI 性能总线，对仪器模块来讲, 这些总线可以有选择地使用。

　　图2-29是用于说明一个完整PXI系统的基本组成部分。PXI 规定系统槽(相当于 VXI 的零槽)位于总线的*左端，而 CompactPCI 系统槽则可位于背板总线的任何地方。PXI 规范定义**确定的系统槽位置是为了简化系统集成，并增加来自不同厂商的机箱与主控机之间的互操作性。PXI 还规定主控机只能向左扩展其自身的扩展槽，不能向右扩展而占用仪器模块插槽。