PXI技术在自动测试领域的应用.pdf

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1、PXI技术在自动测试领域的应用柳爱利海军航空工程学院自动控制系烟台264001摘要PXI技术正在成为自动测试领域发展的新亮点PXI技术具有高速高性能高可靠热插拔高可用标准化模块化开放性等特点文章对PXI技术作了详细介绍关键字自动测试系统PXI1前言基于IEEE488VXIPXI等总线仪器组成的测试系统是当今ATS的主流组建方案其基本结构如图1所示开关适转换被计配适矩阵测算器配对机测试接器象设备口总线电缆扣接电缆图1ATE系统结构图测试设备硬件平台包含以下部件1)一台测控计算机TCC2)测试设备测试设备包括激励源测量设备电源等

2、用来提供测试过程中的信号输入和对被测对象UUT的输出进行测量3)开关转换矩阵集通过测试程序控制实现适配器TUA和测量仪器之间的信号通道的连接4)适配器接口TUAInterface提供被测对象UUT和适配器TUA之间的机械和电器连接以仪器的演进来说早期由厂商推出各种独立的仪器由面板控制所需功能想要透过其它的方式来取代面板的操控最广受欢迎的就是GPIB接口也就是IEEE488接口然而GPIB接口的速度慢且当使用多项设备时需要额外的电路来达到同步触发的需求80年代VXI的出现将高阶量测与测试应用的设备带进了模块化的领域然而VXI的

3、价格昂贵所以基于PC技术的演进与稳定PXI延续模块化的设计以较紧实的机构设计较快的总线速度以及较低的价格提供自动测试设备一个新的选择从技术发展的角度来看仪器走是向高速高精度大型自动测试设备ATE方向1发展即GPIB1975VXI1987PXI1997的发展路线国内是从1998年引入PXI技术PXI正在越来越广泛地被测试和测量自动化Test&MeasurementAutomation领域所关注和采用成为了自动测试领域的新亮点2PXI的发展PXI为PCIeXtensionsforInstrumentation的缩写制订并推广PX

4、I规格的组织就是PXISA(PXISystemAlliance)PXISA于1997年成立并于该年推出1.0版的PXI规格PXI的规格于2000年时推出2.0版2003年2月时将规格更新至2.1版随着PXISA的接受度提高以及全球众多厂商的加入目前PXI已不会让客户有被单一厂商绑住规格的忧虑且市场上有超过六百种不同的PXI模块问世目前PXI接口上可以取得的模块包括PentiumIIIGHz等级PXI控制器取样频率达GS/s之高速波形撷取模块(Highspeeddigitizer)任意波形产生器(Arbitrarywavefo

5、rmgenerator)射频信号分析模块(RFanalyzer)各式信号交换模块(Switchingmodules,fromDCtoGHz)光交换模块(opticalswitchingmodules)各式数据采集模块(DAQmodules)数字传输模块(DIOmodules)计数器/定时器(Counter/Timermodules)等等3PXI技术特点PXI的规格区分为硬件与软件两个部分其中硬件的部分是基于CompactPCI的规格也就是PICMG2.0建构于CompactPCI的机构规格与PCI的电气规格之上加上仪器上所需

6、要的电气信号延伸即是所谓PXI的规格所以PXI的数据传输速率的峰值于33MHz与32-bit的总线上可达132MB/s于66MHz64-bitBUS上则可高达528MB/s远高于GPIB与VXI接口的传输速率PXI上的仪器延伸信号包括10MHz参考时钟(10MHzReferenceClock)8-bitPXI触发总线(PXITriggerBus)星形触发(StarTrigger)13-bit局部总线(LocalBus)2图2总线结构图PXI背板(Backplane)上的每一个扩充槽皆有一专用10MHz参考时钟其时脉歪斜(Sk

7、ew)之精确度必须小于1ns故可利用作为各扩充槽之基础时钟以达同步之效PXI触发总线是由八个信号组成各扩充槽皆连接至此总线而透过PXI触发总线亦可达到同步的功能但因为其总线之特性所以时脉歪斜之精确度仅要求至小于10ns利用PXI触发总线可以于其上传输触发信号甚或是数据采集的时钟信号星形触发则由位于系统槽旁之星形触发控制器(StarTriggerController)产生至多可提供13个信号至各扩充槽如同参考时钟星形触发信号是由星形触发产生器将信号一对一的送至其它的扩充槽上所以其时钟歪斜也小于1ns星形触发控制器可以确保每一个

8、扩充槽接收到此一触发信号的时间精确度局部总线则是将相邻的两个扩充槽连接起来而此一局部总线仅两两相邻的扩充槽可利用之模块厂商可以利用该总线将控制信号一级一级传输或者作为区域的通信管道PXI背板上的PCIsegment可以利用一般的PCIbridge来延伸扩充槽的数目也可以利用串行式传输技术将