引言

　　20世紀(jì)60年代末期，Hewlett-Packard設(shè)計出了所謂的HP-IB（Hewlett-Packard Interface Bus）作為獨立儀器與計算機之間的溝通通道。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 算機的劇烈革命與普及，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)與堅固的機構(gòu)外型，更由于其設(shè)計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、控制自動化的平臺。

　　1 PXI簡介

　　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一樣的機械外型結(jié)構(gòu)，因此也能同樣享有高密度、堅固外殼及高性能連接器的特性。PXI與CompactPCI相互關(guān)系如圖1所示。

　　1.1 PXI系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　一個PXI系統(tǒng)由幾項組件所組成，包含了一個機 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，位于機箱的左邊第一槽，其左方預(yù)留了三個擴充 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）。

　　1.2 PXI特有信號

　　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3所示

　　1.2.1 10MHz參考時鐘（10MHz reference clock）

　　PXI規(guī)格定義了一個低歪斜（low skew）的10MHz參考時鐘。此參考時鐘位于背板上，并且分布至每一個外設(shè)槽（peripheral slot），其特色是由時鐘源（Clock source）開始至每一槽的布線長度都是等長的，因此每一外設(shè)槽所接受的clock都是同一相位的，這對多個儀器模塊的同步來說是一個很方便的時鐘來 源。基本的10MHz參考時鐘架構(gòu)如圖4所示。