構建PXI系統的五點考慮

考慮1：選擇PXI還是PXIe

隨著商業PC的總線技術從PCI演進到了PCI Express，顯著地拓展了總線的可用帶寬，PXI也將PCI Express集成到PXI標準中，以滿足更多領域的應用需求。但是，許多現有的PXI應用并不會得益于PXI Express的性能提升，考慮到成本等因素，選擇PXI平臺時，第一步便是考慮是選擇PXI系統還是PXI Express系統。

通過利用PCI Express技術，PXI Express將PXI中的可用帶寬從132MB/ s提高到6GB/s。如果涉及高速應用，其數據吞吐量接近或超過PXI數據帶寬時，應選擇PXI Express。另外，PXI Express也使得很多新技術的使用成為了可能，比如Peer-to-Peer Streaming高速數據傳輸與數據處理技術，只有PXI Express系統才能夠支持，如果具體應用中需要用到Peer-to-Peer的高速數據傳輸則應該選擇PXI Express。

另一方面，針對諸如數字萬用表、開關模塊、工業I/O、低速總線接口以及許多主流的發生器和分析儀等I/O應用并不需要背板新增的帶寬，則可以考慮PXI系統。

事實上，PXI Express規范的一個非常有價值的方面就是對PXI的兼容性。儀器廠商并不需要針對新的PXI Express背板而重新設計所有的現有板卡模塊；與此相反，儀器廠商會繼續生產符合PXI信號標準的產品。因此，如果考慮到未來可能的高速應用時，在成本允許的情況下，還是建議選擇PXI Express系統。

考慮2：PXI廠商的硬件產品是否完整

由于PXI平臺具有模塊化特點，因此一個系統中往往需要集成機箱、控制器以及多種不同的模塊。以混合信號測試為例，需要測量的信號可能涉及模擬動態信號、直流信號、數字開關量，甚至還可能包含射頻信號。如果一個PXI廠商可以向用戶提供全面的產品，不僅可以確保系統模塊之間的兼容性，而且同一廠商的產品使用過程相似，也可以縮短用戶系統開發的時間。因此，用戶在選擇PXI硬件產品時，應考慮選擇那些可以盡量全面滿足應用需要的產品供應商。

以NI為例，目前可向用戶提供業界最完備的PXI產品，有500多種PXI模塊可供選擇，從PXI機箱、控制器、數據采集設備、模塊化儀器，到圖像采集、運動控制、一些行業的標準通信協議接口等。

考慮3：PXI廠商的軟件產品是否可提供足夠支持

產品的完整性不僅是在硬件層面，相比傳統儀器，基于PXI的模塊化儀器需要更好的軟件支持。比如一臺傳統示波器，只要接通電源就能進行各種基本的測量；而對于PXI數字化儀，則需要軟件提供易用的軟面板。在系統集成的過程中，并非將一些硬件模塊湊在一起就可以實現所需的自動化測試功能，而是需要通過軟件去定義具體的系統功能。通過軟件完成的功能包括硬件配置、數據處理、結果顯示與報告生成等多方面，這就更加需要廠商提供靈活易用的應用程序接口(API)以及應用開發環境。事實上，一個完整的自動化測試系統的構建應該遵循圖1所示的五層架構，在這個架構中包含了三個軟件層次。

系統服務和驅動層是連接軟件開發環境和硬件設備的紐帶，除了起到設備驅動的作用，這一層還包含了硬件設備管理，診斷測試等功能。測試應用開發軟件（ADE）在測試軟件架構中扮演著承上啟下的作用。系統開發者在進行系統的設計與組合時，需要借助ADE實現具體的測量應用程序、向最終用戶顯示必要的信息以及連接其它應用程序等多項功能；同時ADE需要與系統服務和驅動層緊密集成，從而與硬件無縫連接。不僅如此，用于開發測量和自動化應用的ADE，需要為各個應用領域提供易于使用的設計模型和現成處理算法，進一步提高開發者的效率。

隨著軟件在系統實現中重要性不斷提高，開發者會花費大部分的時間在應用程序的開發上。因此，一個應用開發軟件工具的好壞直接影響著整個系統開發的成功與否。NI圖形化編程軟件LabVIEW為用戶提供了高效而直觀的測試測量應用程序開發工具，結合無縫連接的NI設備驅動和內置信號處理算法，用戶可以從儀器I/O獲取原始的測量數據，通過各種現成可用的分析函數工具包得到測量結果。此外，對于習慣文本編程的用戶，可以選擇基于ANSI C的NI LabWindows/CVI或基于Microsoft Visual Studio的NI Measurement Studio軟件。另外，針對具體的應用，NI也提供一些基于配置的開發軟件，加速用戶開發的過程。比如，針對視頻測試的NI VideoMASTER， 針對實時測試與硬件在環仿真的NI VeriStand，針對機器視覺檢測的NI Vision Builder for Automated Inspection等。基于這些軟件工具，用戶可以無需編程實現快速開發，也可以結合LabVIEW進行更加深入的自定義。NI不僅提供這些軟件開發環境，而且針對不同的應用提供加速開發的現成算法IP，從而進一步加速工程應用的開發；此外，基于NI開放的軟件平臺也可以使用各種第三方軟件環境開發的現成算法。

系統管理軟件層位于軟件架構層次中的最頂層。對于一個自動化測試系統，有些測試任務會根據待測設備（DUT）的不同而不同，如儀器的配置，結果的分析等等；而有些測試任務則是通用的，如測試流程的管理，測試報告的生成等。為了進一步提升測試效率，降低軟件維護的成本，將DUT級別的任務與系統級別的任務相分離的測試策略就顯得尤為關鍵。通過快速創建測試流程、集成報告生成和數據庫管理功能以及建立不同級別用戶的人機界面，測試管理軟件能夠幫助用戶大幅縮短軟件開發時間，并可以在整個開發周期中迅速的重用、修改和維護測試程序（或者模塊）來滿足從DUT測試到整個ATE系統測試等不同的需求。

考慮4：PXI廠商對新技術是否有足夠支持

當今技術的發展日新月異，然而基于PXI的模塊化架構，可以實現系統部分組件的單獨升級，并且可以使測試系統快速利用這些升級的組件所帶來的新技術，PXI廠商也致力于不斷為用戶提供集成最新技術的現成產品模塊，滿足用戶不斷提升的性能需求。這些新技術包括最新ADC/ DAC、多核CPU、FPGA、新一代PCI Express技術等。許多前沿應用或對性能有特殊要求的應用需要利用這些最新技術滿足要求，例如有大計算量需求的測試測量或控制應用等。如果您的系統現在或未來有這方面需求，在選擇PXI供應商時應考慮到其產品是否能集成相應技術滿足您的需求，同時應考慮在其平臺上使用這些技術的開發復雜度。

考慮5：PXI廠商的支持和服務是否完善

PXI的模塊化架構具有非常顯著的靈活性優勢，同時也意味著，需要一定的集成工作來實現最終的系統與應用。如果廠商能提供良好的軟件工具，可以大大簡化這個過程。盡管如此，專業經驗與技術積累仍然非常必要。如果選擇的廠商在PXI領域具有長期的支持經驗，無疑可以為用戶提供許多非常有價值的幫助——從前期的方案選擇與驗證、到構建系統時的技術支持、再到系統的維護。

此外，廠商的良好服務也可以幫助用戶加速系統構建，同時降低長期投資。這里的服務包括軟件服務、硬件服務、培訓等。軟件方面包括升級、批量授權等；硬件則包括維修、校準等服務。因此，在選擇供應商時這些服務內容也應列入考慮因素。

總結

本文詳細解讀了構建PXI系統時的五點考慮因素。正是由于PXI平臺模塊化與軟件自定義的特性，在進行平臺產品選擇時需要多與具體應用相結合、從集成完整系統的角度進行綜合全面的考慮，而不能一味注重產品說明書的指標。