剖析多槽矩阵开关（BRIC）

编辑笔记：本文主要介绍了PerkringTest的BRIC开关矩阵。本文由与非网技术编辑王婷、张国强翻译整理，如需转载请注明出处。

BRIC是一种高密度开关矩阵，能够占据4或8口的PXI的所有插槽。BRIC采用模块化结构，这样可以建立不同规模的矩阵，并且可以由用户自己定义X轴和Y轴上的节点数量。
        基本的BRIC包含一个主要的子板卡（称为子板卡1），这个子板卡可以分别和矩阵中的X轴和Y轴连接。这个板卡和PXI模块（不要和PXI机箱弄混）中的一个模拟量机箱连接在一起。每个模拟量机箱都会添加更多的子板卡，这样就可以对X轴和Y轴进行扩展了。这些连接都通过一个简单的小型计算机系统接口连接器和前面板进行连接。

edatop.com

图1上图所示为一个552*8的BRIC矩阵，这个矩阵有一个主要的子板卡和11个在8槽PXI插槽上的子板卡。在主子板卡上的Y轴连接线和前面板连接在一起。
        主子板卡决定了Y轴的尺寸，而其他子板卡只是扩展了X轴上的点数。每个子板卡在Y轴尺寸上必须和主子板卡相同，根据不同版本的BRIC选择其他不同的子板卡。BRIC在Y轴尺寸上有4，8，16这几种标准尺寸，要想获得其他的尺寸就需要减少板卡上的继电器数量即可。除了一个柱上开关外，可以提供的还有屏蔽的和2个柱上开关的矩阵形式。
        为了得到模拟互联系统最大的带宽，所有的子板卡都需要包含隔离开关，隔离开关就是用来将隔离Y轴和其它子板卡之间的连接。如果一条特定的Y轴线路上没有一个子板卡关闭的话，那么，隔离开关就会将这条线路从整个矩阵中断开连接，从而可以减小这条线路上的负载，使开关带宽达到最大值。

继电器

edatop.com

图2BRIC采用了Pickering Electronics公司制造的磁簧继电器，从而减小了继电器的占用体积。

为了发挥允许的交叉开关数量下最大的灵活性，BRIC采用了能够满足这个要求的一系列的磁簧继电器，这些磁簧继电器是由Pickering Electronics公司制造的，Pickering Electronics公司是Pickering Interfaces公司的一个姊妹公司，这种磁簧继电器能够使开关的体积最小。这就可以实现测试系统中高包装密度。
        由于磁簧继电器是由很少的可移动的部件构成的，因此它的使用寿命比普通继电器要长。同样，由于磁簧继电器的磁簧片移动距离很短，因此它的运行速度也要比普通的继电器更快。所有BRIC模块都采用了高品质的钌触点的磁簧继电器，这样就保证了在进行低水平和高水平信号的转换时，有更长的机械和电气寿命，而这点是高密度测试应用中至关重要的要求。

模块化方法的灵活性

edatop.com

图3 BRIC采用主子板卡和系统的底板进行连接，这种方式就为基于矩阵的测试提供了比较灵活的方式。另外，子板卡可以用来扩展矩阵的规模。

采用模块化方式，BRIC可以从一系列标准化的部件中构建不同尺寸的X轴和Y轴结构。当客户希望改变尺寸而不需要进行新的设计时，这是一种有效的方法。如果这个新的设计只是简单的需要一个新的主板卡和子板卡的话，Pickering Electronics公司可以在最短的时间内和最低的成本为客户提供不同版本的BRIC。

为什么要使用BRIC？
        与单独使用开关卡相比，BRIC为测试系统开发者提供了更多的关键性优势。

• 面对不断变化的需求。当测试需求改变了，BRIC提供的矩阵的Y轴尺寸能够支持不同数量的同时连接的要求，系统可以用软件进行重新配置。而不需要对硬件进行更改。
  
• 良好的可重复利用设计。开发测试系统的费用要远高于硬件开发费用。采用BRIC这种方法可以减小测试系统的开发费用，并且可以尽可能的将测试系统应用在其他的模块中。
  
• 良好的可重复利用模块。一旦模块满足了在制造和工程中对于特殊部分的要求后，那么该模块也很有可能直接移植到其他系统中，并同样满足其他系统的测试需求。
  
• 占用很小的PXI底盘体积。采用了高密度模块化开关的开关系统所占用的插槽数量，远小于每个开关需求配置一个单独的开关这种方法所构建的开关系统所占用的插槽数量。
  
• 低硬件成本。使用BRIC模块所花费的费用要远小于购买独立的PXI所需要的费用，这主要是由于减少了PXI的开支以及单独的PCB板的数量。前后两者所能实现的功能基本上是相似或一样的，但是，使用BRIC就简化了模块设计和制造成本。
  
• 低综合成本。开发者们不需要花费时间选择哪种模块是他们所需要的，也不需要花费时间去学习如何驱动不同的开关模块，不必顾及开关系统之间的互联性。利用BRIC，一切都是有可能的。
  
• 加快更新版本的速度。Pickering Electronics公司能够在最短的开发和制造时间，向客户提供定制基于BRIC结构的开关系统。
  
• 通过采用高品质的磁簧继电器可以加快操作速度，延长使用寿命。
  
• 较小的测试系统规模和较高的工作带宽，使高密度继电器更加具有竞争力。

当然，也会有一些开关应用是BRIC所不能实现的。但是，如果需要对有大量的输入输出点，以及高达50MHz的带宽的设备进行测试的话，BRIC可以提供一种很有价值的工具。