前言
隨著電子制造技術(shù)的日益發(fā)展，集成電路的功能變得越來越復(fù)雜，而體積卻越來越小，因此對制造測試電子元件的廠商而言，如何以最快的時間建造出最具競爭力的測試平臺，的確是一門不小的學(xué)問。
1960年代末期，Hewlett-Packard設(shè)計(jì)出了所謂的HP-IB(Hewlett-Packard Interface Bus)作為獨(dú)立儀器與計(jì)算機(jī)之間的溝通通道。由于其高速的數(shù)據(jù)傳輸率（對當(dāng)時而言），很快便廣為大家所接受，因此后來IEEE便將此接口更名為GPIB(General Purpose Interface Bus)。然而為了應(yīng)付更為復(fù)雜的測試環(huán)境與挑戰(zhàn)，GPIB便顯得捉襟見肘。1987年VXI協(xié)會成立，并制訂了所謂instrument-on-a-card的標(biāo)準(zhǔn)，也就是VXI (VMEbus eXtensions for Instrumentation)。VXI以其模塊化而且堅(jiān)固的架構(gòu)，的確為量測與自動化產(chǎn)業(yè)帶來不少的好處。
近十年來，隨著個人計(jì)算機(jī)的劇烈革命與普及，以PCI Bus為架構(gòu)的儀器模塊大為發(fā)展。因此1998年P(guān)XI System Alliance（PXISA）成立，讓PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）成為一個開放的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。PXI的平臺不僅具有類似VXI的開放架構(gòu)與堅(jiān)固的機(jī)構(gòu)外型，更由于其設(shè)計(jì)了一連串適合儀器開發(fā)所用的同步信號，而使得PXI更適合作為量測與測試自動化的平臺。
本文主要目的是介紹在PXI平臺下，如何利用PXI的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行量測儀器模塊之間精密而且快速的同步動作。內(nèi)容包含PXI的簡介與說明、量測儀器模塊常用的同步信號以及應(yīng)用實(shí)例。
PXI簡介
測試系統(tǒng)制造商的工程師會問，什么是PXI？以PXI的儀器模塊和PXI系統(tǒng)做開發(fā)平臺會有什么好處？和CompactPCI或PCI有哪些不同？首先，我們想利用PXI平臺作為量測儀器的平臺，那么就得先知道PXI平臺的架構(gòu)與其優(yōu)點(diǎn)，這樣才能與儀器模塊配合，發(fā)揮出最大的效益。
簡單來說，PXI是以PCI(Peripheral Component Interconnect)及CompactPCI為基礎(chǔ)再加上一些PXI特有的信號組合而成的一個架構(gòu)。PXI繼承了PCI的電氣信號，使得PXI擁有如PCI bus的極高傳輸數(shù)據(jù)的能力，因此能夠有高達(dá)132Mbyte/s到528Mbyte/s的傳輸性能，在軟件上是完全兼容的。另一方面，PXI采用和CompactPCI一樣的機(jī)械外型結(jié)構(gòu)，因此也能同樣享有高密度、堅(jiān)固外殼及高性能連接器的特性。PXI與CompactPCI相互關(guān)系如圖一所示。
圖一 PXI與CompactPCI的相互關(guān)系
一個PXI系統(tǒng)由幾項(xiàng)組件所組成，包含了一個機(jī)箱、一個PXI背板（backplane）、系統(tǒng)控制器（System controller module）以及數(shù)個外設(shè)模塊（Peripheral modules）。在此以一個高度為3U的八槽PXI系統(tǒng)為例，如圖二所示。系統(tǒng)控制器，也就是CPU模塊，位于機(jī)箱的左邊第一槽，其左方預(yù)留了三個擴(kuò)充槽位給系統(tǒng)控制器使用，以便插入因功能復(fù)雜而體積較大的系統(tǒng)卡。由第二槽開始至第八槽稱為外設(shè)槽，可以讓用戶依照本身的需求而插上不同的儀器模塊。其中第二槽又可稱為星形觸發(fā)控制器槽（Star Trigger Controller Slot），其特殊的功能將于后面的文章中說明。
圖二 典型3U高度的PXI系統(tǒng)架構(gòu)。
背板上的P1接插件上有32-bit PCI信號，P2接插件上則有64-bit PCI信號以及PXI特殊信號。
那么前面所說的PXI特有的信號又是什么呢？PXI的信號包含了以下幾種，其完整的架構(gòu)如圖三所示。
圖三 PXI信號架構(gòu)
