构建PXI系统的五点考虑

　　PXI平台的出现为自动化测试提供了一种新的思路。标准化的商业技术让PXI技术在过去十五年中以惊人的速度在测试和控制应用领域得到广泛的接受，已经成为主流的模块化仪器平台。由于PXI是一种模块化仪器平台，与传统仪器相比有其自身的特点，因此在选择PXI平台产品与供应商时也有更多考虑。

　　考虑1：选择PXI还是PXIe

　　随着商业PC的总线技术从PCI演进到了PCI Express，显著地拓展了总线的可用带宽，PXI也将PCI Express集成到PXI标准中，以满足更多领域的应用需求。但是，许多现有的PXI应用并不会得益于PXI Express的性能提升，考虑到成本等因素，选择PXI平台时，第一步便是考虑是选择PXI系统还是PXI Express系统。

　　通过利用PCI Express技术，PXI Express将PXI中的可用带宽从132MB/s提高到6GB/s。如果涉及高速应用，其数据吞吐量接近或超过PXI数据带宽时，应选择PXI Express。另外，PXI Express也使得很多新技术的使用成为了可能，比如Peer-to-Peer Streaming高速数据传输与数据处理技术，只有PXI Express系统才能够支持，如果具体应用中需要用到Peer-to-Peer的高速数据传输则应该选择PXI Express。

　　另一方面，针对诸如数字万用表、开关模块、工业I/O、低速总线接口以及许多主流的发生器和分析仪等I/O应用并不需要背板新增的带宽，则可以考虑PXI系统。

　　事实上，PXI Express规范的一个非常有价值的方面就是对PXI的兼容性。仪器厂商并不需要针对新的PXI Express背板而重新设计所有的现有板卡模块;与此相反，仪器厂商会继续生产符合PXI信号标准的产品。因此，如果考虑到未来可能的高速应用时，在成本允许的情况下，还是建议选择PXI Express系统。

　　考虑2：PXI厂商的硬件产品是否完整

　　由于PXI平台具有模块化特点，因此一个系统中往往需要集成机箱、控制器以及多种不同的模块。以混合信号测试为例，需要测量的信号可能涉及模拟动态信号、直流信号、数字开关量，甚至还可能包含射频信号。如果一个PXI厂商可以向用户提供全面的产品，不仅可以确保系统模块之间的兼容性，而且同一厂商的产品使用过程相似，也可以缩短用户系统开发的时间。因此，用户在选择PXI硬件产品时，应考虑选择那些可以尽量全面满足应用需要的产品供应商。

　　以NI为例，目前可向用户提供业界最完备的PXI产品，有500多种PXI模块可供选择，从PXI机箱、控制器、数据采集设备、模块化仪器，到图像采集、运动控制、一些行业的标准通信协议接口等。

　　产品的完整性不仅是在硬件层面，相比传统仪器，基于PXI的模块化仪器需要更好的软件支持。比如一台传统示波器，只要接通电源就能进行各种基本的测量;而对于PXI数字化仪，则需要软件提供易用的软面板。在系统集成的过程中，并非将一些硬件模块凑在一起就可以实现所需的自动化测试功能，而是需要通过软件去定义具体的系统功能。通过软件完成的功能包括硬件配置、数据处理、结果显示与报告生成等多方面，这就更加需要厂商提供灵活易用的应用程序接口(API)以及应用开发环境。事实上，一个完整的自动化测试系统的构建应该遵循图1所示的五层架构，在这个架构中包含了三个软件层次。

　　系统服务和驱动层是连接软件开发环境和硬件设备的纽带，除了起到设备驱动的作用，这一层还包含了硬件设备管理，诊断测试等功能。测试应用开发软件(ADE)在测试软件架构中扮演着承上启下的作用。系统开发者在进行系统的设计与组合时，需要借助ADE实现具体的测量应用程序、向最终用户显示必要的信息以及连接其它应用程序等多项功能;同时ADE需要与系统服务和驱动层紧密集成，从而与硬件无缝连接。不仅如此，用于开发测量和自动化应用的ADE，需要为各个应用领域提供易于使用的设计模型和现成处理算法，进一步提高开发者的效率。

　　随着软件在系统实现中重要性不断提高，开发者会花费大部分的时间在应用程序的开发上。因此，一个应用开发软件工具的好坏直接影响着整个系统开发的成功与否。NI图形化编程软件LabVIEW为用户提供了高效而直观的测试测量应用程序开发工具，结合无缝连接的NI设备驱动和内置信号处理算法，用户可以从仪器I/O获取原始的测量数据，通过各种现成可用的分析函数工具包得到测量结果。此外，对于习惯文本编程的用户，可以选择基于ANSI C的NI LabWindows/CVI或基于Microsoft Visual Studio的NI Measurement Studio软件。另外，针对具体的应用，NI也提供一些基于配置的开发软件，加速用户开发的过程。比如，针对视频测试的NI VideoMASTER, 针对实时测试与硬件在环仿真的NI VeriStand，针对机器视觉检测的NI Vision Builder for Automated Inspection等。基于这些软件工具，用户可以无需编程实现快速开发，也可以结合LabVIEW进行更加深入的自定义。NI不仅提供这些软件开发环境，而且针对不同的应用提供加速开发的现成算法IP，从而进一步加速工程应用的开发;此外，基于NI开放的软件平台也可以使用各种第三方软件环境开发的现成算法。

　　系统管理软件层位于软件架构层次中的最顶层。对于一个自动化测试系统，有些测试任务会根据待测设备(DUT)的不同而不同，如仪器的配置，结果的分析等等;而有些测试任务则是通用的，如测试流程的管理，测试报告的生成等。为了进一步提升测试效率，降低软件维护的成本，将DUT级别的任务与系统级别的任务相分离的测试策略就显得尤为关键。通过快速创建测试流程、集成报告生成和数据库管理功能以及建立不同级别用户的人机界面，测试管理软件能够帮助用户大幅缩短软件开发时间，并可以在整个开发周期中迅速的重用、修改和维护测试程序(或者模块)来满足从DUT测试到整个ATE系统测试等不同的需求。

　　考虑4：PXI厂商对新技术是否有足够支持

　　当今技术的发展日新月异，然而基于PXI的模块化架构，可以实现系统部分组件的单独升级，并且可以使测试系统快速利用这些升级的组件所带来的新技术，PXI厂商也致力于不断为用户提供集成最新技术的现成产品模块，满足用户不断提升的性能需求。这些新技术包括最新ADC/DAC、多核CPU、FPGA、新一代PCI Express技术等。许多前沿应用或对性能有特殊要求的应用需要利用这些最新技术满足要求，例如有大计算量需求的测试测量或控制应用等。如果您的系统现在或未来有这方面需求，在选择PXI供应商时应考虑到其产品是否能集成相应技术满足您的需求，同时应考虑在其平台上使用这些技术的开发复杂度。

　　考虑5：PXI厂商的支持和服务是否完善

　　PXI的模块化架构具有非常显著的灵活性优势，同时也意味着，需要一定的集成工作来实现最终的系统与应用。如果厂商能提供良好的软件工具，可以大大简化这个过程。尽管如此，专业经验与技术积累仍然非常必要。如果选择的厂商在PXI领域具有长期的支持经验，无疑可以为用户提供许多非常有价值的帮助——从前期的方案选择与验证、到构建系统时的技术支持、再到系统的维护。

　　此外，厂商的良好服务也可以帮助用户加速系统构建，同时降低长期投资。这里的服务包括软件服务、硬件服务、培训等。软件方面包括升级、批量授权等;硬件则包括维修、校准等服务。因此，在选择供应商时这些服务内容也应列入考虑因素。

　　总结

　　本文详细解读了构建PXI系统时的五点考虑因素。正是由于PXI平台模块化与软件自定义的特性，在进行平台产品选择时需要多与具体应用相结合、从集成完整系统的角度进行综合全面的考虑，而不能一味注重产品说明书的指标。