pxi总线技术的工程应用分析

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1、PXI总线技术的工程应用分析摘要：本文系统地介绍了PXI总线及其在工程中应用的分析。为满足军队导弹测试自动化、模块化、通用化的要求，基于PXI总线，应用模块化测试仪器及虚拟仪器技术组建导弹自动测试系统。通过查阅相应文献资料，对导弹自动测试系统的技术组成和总体结构进行了分析，介绍了软硬件设计方法，及其通讯格式。关键词：PXI总线导弹自动测试系统虚拟仪器1PXI总线技术1.1概述PXI（PCIeXtensionsforInstrument）是PCI在仪器领域的扩展。它将CompactPCI规范定义的PCI总线技术发展成适合于试验、测量与数

2、据采集场合应用的机械、电气和软件规范，从而产生了新的虚拟仪器体系结构[1]。制定PXI规范的目的是将通用PC的性能价格比优势应用到模块化仪器领域，形成一种高性价比的虚拟仪器测试平台[2]。1.2规范体系结构PXI总线规范涵盖了三大方面的内容：机械规范、电气规范和软件规范，如图1-1所示。PXI规范在CPCI机械规范中增加了环境测试和主动冷却要求，以保证多厂商产品的互操作性和系统的集成性。PXI将MicrosoftWindowsNT和MicrosoftWindows95定义为其标准软件框架，并要求所有仪器模块都必须带有按VISA规范编写

3、的WIN32设备驱动程序，使PXI成为一种系统级规范，保证系统易于集成与使用，从而进一步降低最终用户的开发费用[3]。图1-1PXI规范的体系结构1.2.1机械规范PXI系统的硬件由机箱（含电源）、背板和插入式模板组成。模板有两种尺寸：3U（100mm×160mm）和6U（233.35mm×160mm）。3U模板上有两个110对接点的IEC标准连接器J1和J2。J1上主要有32位PCI信号线，J2上有64位PCI信号线。此外，它们还包含有CompactPCI和PXI定义的各种信号线。6U模板上除了J1和J2外，还增加了J3、J4、J5

4、连接器，留待将来PXI进一步扩充用。在PXI机箱内至少有一个系统控制器模板插槽和一个外围模板插槽，插槽间距为20.32mm，一个PXI总线段最多可连接7个外围模板，若系统需要更多的外围模板，则可通过PCI-PCI桥增加总线段[3]。1.2.2电气规范PXI总线的电气性能如图1-2所示。PXI通过增加专门的系统参考时钟、触发总线和模块间的局部总线等，以满足仪器高精度定时、同步与数据通信要求。PXI不仅在保持PCI总线所有优点的前提下增加了这些仪器特性，而且可以比台式PC多提供3个模块插槽，使单个PXI机箱的仪器模块插槽总数达到7个。图1

5、-2PXI总线的电气性能2一种基于PXI总线的通用测试分析系统2.1通用测试分析系统原理如图2-1所示，是一个通用测试分析系统的原理框图。系统由传感器、PXI机箱、PC工作站组成。PC工作站与PXI机箱之间用MXI3或IEEE1394总线连接。传感器获得的微弱信号经信号调理模板送入PXI机箱内[3]。图2-1通用测试分析系统原理框图测试系统的软件采用了虚拟仪器软件开发语言LabVIEW和LabWindows/CVI。软件主要完成PXI总线仪器模块的驱动、软面板、资源管理、数字信号和模拟信号波形的编辑、响应数据的处理、显示和通信等。La

6、bVIEW和LabWindows/CVI虚拟仪器软件开发平台具有编程简单、仪器驱动库丰富、易于扩展等特点。同时，还结合通用的软件开发工具VisualC++或VisualBasic进行数字模块时序生成和编译程序的开发，以便给用户较为直观、方便的时序生成工具，简化测试系统操作的复杂性[2]。2.2系统硬件总体结构系统硬件总体结构如图2-2所示。可分为三部分：应用软件开发平台及系统控制器（ADE）、自动测试设备（ATE）、被测信号调理部分（SCXI）。作为系统的开发平台，采用PC个人计算机，为测试软件提供开发和运行环境，操作系统选用Wind

7、ows。PC机通过MXI连接到PXI机箱上，作为PXI总线模块的控制器，控制全系统的工作。图2-2系统硬件总体结构框图ATE部分主要完成测试过程中被测信号的输入和测量。在硬件上由PXI机箱、数字信号模块、模拟信号模块、各种测试仪表模块和程控台式仪器模块组成，经过MXI总线或IEEE1394总线扩展，还可以与GPIB仪器、其他PXI系统和VXI系统相连。一台PXI1000B机箱有3个控制扩展槽，分别可以扩展GPIB系统、PXI系统和VXI系统。另外，机箱还有7个PXI仪器模块扩展槽，可以安装不同的PXI仪器模块和CompactPCI仪器

8、模块用以完成不同的测试工作，机箱后面板的DB9接口还可以和RS-232进行通信。硬件系统是本系统的核心，提供测试所需要的各种硬件设备。本系统是一个开放的系统，兼容目前的PXI总线仪器和台式仪器，并可随时扩展GPIB系统、