PXI (a PXIe) National Instruments: šasi s kontrolérem a několika moduly. (obr. National Instruments)

PXI (a PXIe) National Instruments: šasi s kontrolérem a několika moduly (obr. National Instruments)

PXI PCI extension for Instrumentation Základem je sběrnice PCI (resp. varianta CompactPCI) Autokonfigurační vlastnosti PCI Elektricky, systémově a SW identická s PCI, mechanicky robustnější Motivace: Podobně jako u VXI: rozšíření existující počítačové sběrnice o prostředky významné pro měřicí systémy (trigger, synchronizace, def. podmínky pro rušení, výkon, chlazení, sw kompatibilitu modulů, ) Kompaktní systém (než desktop i než VXI) Pokrok od VME/VXI (40MB/s) k PCI/PXI (132 MB/s) (~1993) Později (~2004) PCIexpress /PXIe: x1=250mb/s,, x16=4gb/s Díky SW kompatibilitě je programování transparentní vůči PCI-PXI (programuje se stejně jako zásuvné karty v PC např. NI-DAQ) Také možno nahradit embedded controller stolním PC s pomocí MXI http://www.pxisa.org/

PXI standard HW vlastnosti Mechanické CompactPCI Max. 31 slotů IEC konektory Eurocard PXI specific System Slot Nucené chlazení Environment. testy SW vlastnosti OS Drivery Správa zdrojů (vlhkost, vibrace, rázy) Elektrické PCI a CPCI 32/64 bit přenosy dat 33 / 66 MHz Instrumentace Trigger bus Local bus Reference CLK Star Trigger

PXI PCI extension for Instrumentation VMEbus -> VXI PCI -> CompactPCI (3U) -> PXI (obr. National Instruments) (obr. Eurotech) (obr. National Instruments) PCIexpress -> CompactPCIexpress -> PXIe (obr. National Instruments) (obr. One Stop Systems) (obr. National Instruments)

PXI - konektory Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

CPCI a PXI konektor J1

PXI konektor J2 (perif. modul) Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

PXI přebírá z CPCI: 33 MHz systém: max. 7 periferních modulů (Slot 1(Sys. Ctrl.) + Slot 2 až 8) 66 MHz systém: max. 4 periferních modulů PCI-PCI bridge: více periferií 132 Mbytes/s (32-bit, 33MHz) až 528 Mbytes/s (64-bit, 66 MHz) Plug and Play

PXI specific Local bus: 13 vodičů mezi sousedními sloty pro analogové nebo digitální signály (do +/- 42V, 200mA), kompatibilitu řeší SW (konf. soubory, deskriptory HW) System reference clock: 10 MHz TTL, přesnost +/-100 ppm, s nízkým rozptylem hran mezi sloty (1ns) Poskytuje šasi (nebo modul ve slotu 2, nebo externí) Trigger bus: 8 sdílených vodičů TTL (do 20 MHz) Star trigger: 13 signálů, ze slotu 2 dedikovaný vodič ke každému slotu, s ekvalizací délky => shodná doba šíření (5ns), TTL do 105 MHz

PXI mechanika Mechanické provedení a umístění slotů Env. testy (vlhkost, vibrace, rázy) dle IEC 60068 Cirkulace chladicího vzduchu Výrobce uvede limity pro šasi a pro nejhorší slot (ve W) 3U slot disipuje max. 25W, 6U slot max. 50W Neobsazené sloty mají záslepky pro lepší cirkulaci EMC: testováno dle IEC 61326-1 Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

PXI struktura a sběrnice Star Trigger 10 MHz CLK System Controller Star Trigger Controller Peripheral Local Bus Peripheral Peripheral 133 MB/s, 33 MHz, 32-bit Computer Bus PXI Trigger Bus Slot 1: Syst. ctrl Slot 2: opt. Star Trg. Ctl. Slot N (obr. National Instruments)

PXIe struktura a sběrnice Slot 1: Syst. ctrl Slot i: System Timing Module (obr. National Instruments)

PXI Express standard + SW: Správa zdrojů, OS, ovladače Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

PXIe přebírá z (c)pci Express LVDS lanes (2 dif. páry = tam a zpět = x1 lane) PCI Express přenosy dat PCI Express clock Prostupnost až 6GB/s v obou směrech (Syst. Module) Prostupnost až 2GB/s v obou směrech (Perif. Module) SMBus Power supply control Interoperabilita s cpci Express moduly (bez PXI signálů = omezená funkce)

PXI Express - specific LVDS už zahrnuto v cpcie: dif. sig. zlepšuje fmax a šum. odolnost P2P diferenční triggery P2P diferenční proměnné hodiny (var.clock) 100 MHz diferenční system clock (u modulů netřeba upscale PLL clock) 100 MHz diferenční synchronizace mezi 100MHz a 10MHz hodinami GA0-4 geografické adresování (slot number), SMBus: šasiid, contrlrid Zachovává z PXI-1: (PXI-1 sloty, hybridní sloty) Trigger bus (TRG0-7) P2P StarTrigger 10MHz clock Rozdíl od PXI-1 System Timing Slot <> ne Slot 2 ale jakýkoliv Ruší Local Bus pro Express sloty (už jen LBL6, LBR6)

PXIe hodiny a synch. PXIe_DSTARA: Sys.Timing Slot -> perif. PXIe_DSTARB: STS -> perif. PXIe_DSTARC: STS <- perif. Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

PXI Express systém Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

Př.: PXIe šasi 18 slotů Obr.: National Instruments (NI PXIe-1065)

PXIe - Umístění signálů Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

PXI a PXIe - konektory PXIe periferní modul Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/ PXI / PXIe hybridní slot (obr. National Instruments)

PXIe / periferal Obr.: PXI standard - http://www.pxisa.org/

PXI a PXIe Kombinované PXI/PXIe šasi Podporuje PXI klasické i PXI expresní moduly (obr. National Instruments)

PXI kontroléry a přístroje NI kontrolér 2.3 GHz quad-core Intel Core i7 NI 7½-Digit PXI Digital Multimeter (DMM) Agilent N6030A Arbitrary Waveform Generator, 15-Bit, 1.25 GS/s (obr. National Instruments, Agilent)

PXI šasi 3U a 6U Rack: 1U = rack unit = 1.75 in = 44.45mm 3U = 5.25 in = 133.35 mm 6U = 10.5 in = 266.70 mm Eurocard (IEEE 1101.1, -.10, -.11): 3U = 3.937 in = 100 mm 6U = 9.187 in = 233.35 mm (x160mm) (x160mm) Obr. Geotest / Marvin Test Solutions

MXI link SW transparentní (jako karta v PC) Copper PCIe(x1) <-> PXI, až 110 MB/s (160MB/s 2 šasi) Fibre Optics PCI <-> PXI, až 78 MB/s Copper PCIe(x16) <-> PXIe, až 5.6 GB/s (jen vybrané modely) Fibre Optics PCIe(x4) <-> PXI, až 838 MB/s ExpressCard <-> PXI, 214 MB/s (obr. National Instruments)

MXI express Daisy chain (další PXIe šasi max. 4) (obr. National Instruments)