PXI的发展与应用现状 - 2010 PXI技术和应用论坛随笔
发布时间：2010-6-1 11:53
发布者：老郭
关键词：
PXI
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今年是美国国家仪器公司（NI）主办“PXI技术和应用论坛”（简称PXI TAC）的第七个年头。从一开始的鲜为人 知，到现在的广泛应用，与其他的新兴测试测量总线相比，PXI技术在全球和中国的发展可谓迅猛。笔者代表嵌入式公社受邀参加了于5月28日在深圳召开的第七届PXI技术和应用论坛，在这里将所见所闻和感想与各位分享。 珠三角是一个消费电子产业密集的地区，从事测控的工程师数量与华中和华北相比并不多。会议开始之前我们还怀疑，NI租用了这么大的会议厅是否会是个失误。随着主题演讲的开始，大厅的座位逐渐被填满，到最后竟然座无虚席。参会人数直观反映了人们对PXI技术的关注和兴趣。 主办方NI公司是基于计算机的测试、控制和自动化领先厂商，其营业额和利润多年来一直稳步增长，2009财年收入为6.77亿美元，在全球40多个国家拥有五千多名员工。NI公司在研发方面的投入较大，占年收入的16%，这个比例在金融危机期间也一直得到保持。该公司连续11年被《财富》杂志评为最适合工作的100家公司之一。 NI公司率先提出了虚拟仪器的概念，把软件提升至和硬件同等重要的地位，。他们的理念是：提供专门为工程师和科学家设计的通用软件，让工程师和科学家能够轻松实现数据的采集、分析和演示，进行测试测量，就像财务人员使用Excel数据表进行财务分析一样简单高效。 PXI包含了三部分标准技术：PXI控制器、机箱和外围模块，如下图所示。 
PXI全称PCI eXtensions for Instrumentation，即面向仪器系统的PCI扩展，是一种基于PC技术的平台。因为PCI技术是标准、开放、成熟的技术，其背后推手是主要的计算机厂商，所以PXI可以说是站在巨人的肩膀上发展起来的技术。关于PXI技术，请参见“PXI是什么？” 借助最新的半导体技术，采用PXI总线的虚拟仪器目前几乎能完成所有传统仪器所能完成的测试测量任务，如下图所示。它不仅性能高，而且扩展性强、开发时间 少、容易集成。目前已经发布的PXI系统超过10万个，模块数量超过60万个。根据世界权威市场调研机构Frost&Sullivan公司发布的报告显示，近年来，PXI系统发布数量一直以17.6%的年平均复合增长率增长。除了PXI总线本身的先 天优势，PXI的普及很大程度上归功于NI公司的大力推广。从1998年起至今的12年内，NI公司在PXI技术上持续投入。今天发布的PXI模块仍然可以与12年前的机箱相兼容。另外，NI联合其他厂商和合作伙伴共同培育PXI生态圈。迄今为止，各个厂商推出的PXI模块数量超过1500个，厂商数量70 多家。 
如今NI已不仅仅致力于测试测量领域，通过图形化系统设计的理念， NI着手帮助工程师在工业嵌入式、工业控制、机器控制、电子设备和代码生成等各种领域实现创新。他们宣称要像PC机处理日常工作那样简化嵌入式设计，实现快速原型。也就是说，通过图形化设计平台来实现从问题检测到问题解决的全面覆盖。 NI公司研发副总裁Robert Canik和技术市场工程师徐征在主题演讲中展望了2010年自动化测试技术。 他们表示，采用标准化架构、多通道RF测试、peer-to-peer高速传输与计算、实时测试和可重复配置的仪器是几个要点趋势。 采用标准化架构可降低成本，并在整个产品周期中实现复用。应用场合的复杂化、地理分布的分散化和产品的多样性都要求厂商以合适的程度实现标准化，也就是既 能满足常用的测试需求，同时又易于扩展以满足不同情况的自定义需求。以软件为核心的模块化系统架构最适合构建标准化的架构，标准化的核心硬件平台就是 PXI总线技术。欲了解自动化测试技术发展趋势，请下载下面的附件。 
自动化测试技术展望 2010.pdf
(554.45 KB)
除了主题演讲和诸多专题演讲，本次PXI论坛和以往一样展示了各种最新的PXI技术应用。下面做一个简短介绍。 并行测试提高测试效率 该演示是利用NI模块化仪器和TestStand软件对四个UUT进行自动协调并行测试。通过开关模块实现其他硬件模块的复用，通过 Switch Executive软件对开关模块和开关路由进行配置和管理，通过测试管理软件TestStand实现对测试序列的自动协调化，从而实现高效的并行测试。 
人机对弈 采用NI PXI高精度数据采集卡和高性能运动控制卡，实现了对不同种类传感器输出信号的采集以及对电机的控制。结合LabVIEW完成了信号处理、对弈算法整合以及对机械执行机构的实时控制，构建了一个人机对弈平台。 
基于FPGA的自定义仪器设计 在以软件为核心的模块化仪器架构中，通过模块化I/O引入FPGA技术。基于NI FlexRIO FPGA模块，借助LabVIEW FPGA图形化编程，开发了硬件级的自定义应用。针对ADC性能测试需求，定制了内嵌高速ADC芯片的FlexRIO适配器模块，作为NI FlexRIO FPGA模块的信号前端。 该演示是半导体芯片有效性测试中的一个典型应用。在板级设计中往往需要对不同型号的芯片进行评估，每次评估都要针对不同型号的芯片单独设计完整的PCB评 估板。该系统通过NI FlexRIO FPGA模块PXI-7954R与自定制的FlexRIO适配器模块共同在PXI平台上构建了ADC芯片评估板原型，验证了AD9288芯片的频域特性和 线性度两大类指标，只需重新设计前端适配器即可实施，大大减少了工作量。 音视频测试与验证 如今的音视频标准越来越多，每台音视频设备都必须通过多种标准测试。使用基于NI PXI平台的高性能模块化仪器，借助NI AudioMASTER和NI VideoMASTER软件强大的音视频分析测试功能，通过图形化应用开发软件LabVIEW和测试管理软件TestStand快速完成了DVD播放器完整的音视频性能测试。 实时测试与硬件在环仿真 利用基于配置的实时测试与仿真软件VeriStand和PXI实时系统，方便地构建硬件在环（HIL）仿真应用，实现模型导入，将模型I/O与硬件I/O相关联，配置计算通道、仿真激励信号，实时定义用户界面操作，简化了硬件在环仿真系统的开发。 该演示使用NI VeriStand实现对风机模型的仿真。以不同的风速和风向作为激励信号，可以观察风机模型在控制系统作用下的行为变化，从而对风机控制系统的有效性进行测试。 作者：嵌入式公社 郭庆春 |
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