智能型PXI Switch Module在自动化测控系统中的应用

PXI测控平台的优势

PXI全名为PCI eXtensions for Instrumentation，结合了开放而高效能的PCI总线、CompactPCI坚固的结构性能，及VXI系统专为量测所设计的同步、触发信号群。图 5所示为PXI系统架构。

PXI规格于1997年提出并已被广泛接受为通用的PC-Based测试平台，其优点具有：

1)模块化、前插拔设计，利于维修、配线及安装新的量测模块。
2)8位宽度触发总线(Trigger Bus)连接，提供高品质的跨仪器通讯(Cross-instrument Communication)能力，省去外部配线大幅提高系统可靠度。
3)1-to-13星状连接的低歪曲(Low-skew)触发信号，提供精准的跨模块同步触发。
4) 提供低时钟歪曲的10MHz参考时脉。
5) 基于开放架构，PXI联盟成员提供数百种各式量测模块与CPU控制器供选用，且软件环境与PC完全兼容。

基于PXI架构的智能型Switch Module

以凌华所研发的PXI Switch Module系列板卡为例，涵盖信号切换用General Purpose、Multiplexer/Scanner、Matrix Switch Module，到高电压大电流的Power Relay Switch

Module其特点有：

支持PXI及IVI-Switch API标准
硬件上可发挥PXI系统的高度效能；应用软件易于移植，且可搭配LabVIEW虚拟仪控软件使用。

硬件辅助过程控制

在继电器完成切换并达稳定状态后，自动发出触发信号。使用者也可自设稳定延迟时间(settling time)，且等待过程中无须CPU介入。

可储存1024路继电器状态(scan-list)并自动切换(auto-scan)自动切换过程中不但能与外部触发信号(Trigger Input)连动，也能在稳定延迟时间结束时送出触发信号(Scanner-advanced Output)。

支持TTL触发以连接外部仪器可以将Trigger Input 及Scanner-advanced Output连接到诸多外部设备，如数字电表、频谱分析仪、功率计等，充分利用原有硬件投资。当然，使用者也可通过PXI GPIB Module实现对外部仪器的完全控制。

支持触发总线(Trigger Bus)与星状触发(Star Trigger)使用者也能将外部触发信号通过触发总线或星状触发信号送至PXI系统中的其它量测模块，或反向操作。

紧急停机(Emergency Shutdown)及看门狗定时器(Watchdog Timer)紧急停机功能可以人为方式立刻将继电器开关状态复归(Reset)至使用者默认值。若是无人监控的自动控制系统，看门狗定时器也可于主系统当机时，自动将继电器切换至安全状态。

支持热插拔(Hot Swap)对于不宜中断的安全监控系统或电力系统，PXI Switch Module可以备援方式接驳；一旦硬件故障即以软件移转控制权，使用者可在不停机状态下抽换故障模块。

堆栈式可扩充设计(Stackable Design)子母板架构最高可以将通道数扩增为4倍。除了重新设定继电器开关状态表(scan-list)外，使用者不需要修改软件原始码。

PXI Switch Module如何增进量测效能

以凌华PXI系统为例来说明搭配了PXI Switch Module的自动测试解决方案。该自动测试系统架构于PXIS-2700 PXI平台，最多可安装17具PXI量测模块。功能强大的PXI-3710 PXI控制器搭载了Pentium III处理器，使用者可以从众多PXI信号产生模块选择所需要的，或搭配外接式仪器通过PXI-GPIB控制卡联机。被测物(DUT)产生的特性参数、传递函数或时域信号，可采用PXI-2000、TE-6100等高性能数据撷取卡进行采样。而后由ADLINK DAQBench OCX进行数据分析、产生视觉反馈或制作Excel报表；当然，基于PXI的开放特性，也可使用LabVIEW, Mathlab, Dasylab等Third-party工具执行相关工作，充分利用原来的软件投资。

PXI Switch Module在此自动测试系统中，扮演了信号开关与交换功能，使多种输入信号可以同时输入不同的DUT。使用者可以对DUT#1输入A信号，同时对DUT#2输入B信号；而不需等到DUT#1先接收A信号，再依序输入B、C、D等信号，而造成信号产生设备闲置的问题。搭配PXI多信道、同步取样的AD模块，将可使测试设备的产出效能得以最佳化。

PXI Switch Module的自动时序控制及触发功能，能大幅简化程序与外部配线，使用者可以更专注数据分析与系统整合。

总结

智能型PXI Switch Module可以降低测试系统设计的复杂度，增加量测效能，并充分利用原有的软硬件投资。对自动控制系统应用，PXI Switch Module提供的多项安全性设计，能提升系统妥善率且更易于在线维修。