PCI-PXI Extension -- 高速Bus的長(zhǎng)距離延伸

表一為ISA與PCI/PXI的比較。就總線本身而言，為了維持高速度的傳輸，其傳輸?shù)木嚯x，都有一定的規(guī)范。在PCI與PXI的系統(tǒng)中，如果需要超過一個(gè)PCI bus segment以上的擴(kuò)充插槽，一般是以PCI to PCI橋接器加以延伸。但是若要符合PCI與PXI的規(guī)范，其能夠延伸的距離亦受到限制。

就市場(chǎng)面來說，什么應(yīng)用會(huì)需要將PCI的信號(hào)作長(zhǎng)距離的延伸呢？從目前市場(chǎng)上的需求來看，通常是應(yīng)用在下列這幾種情況:

(1)在一些測(cè)試環(huán)境較惡劣的應(yīng)用中，例如在低溫的地區(qū)使用PXI系統(tǒng)，或在測(cè)試中機(jī)箱會(huì)遭到強(qiáng)烈沖擊或震動(dòng)，通常用戶都希望能將控制器與PXI機(jī)箱分開，利用PXI設(shè)備的特性，但不將controller置于艱困的環(huán)境中。而PXI系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)上的特色包括（圖一）：使用針/孔信號(hào)連接、使用導(dǎo)軌固定卡片的插入、使用螺絲將前面板固定于機(jī)箱之上，并且具備主動(dòng)式的散熱系統(tǒng)。以上這些優(yōu)點(diǎn)使PXI的系統(tǒng)合適放置于高溫、高震動(dòng)的環(huán)境中。

圖一

(2)用戶希望在已擁有的設(shè)備上加以擴(kuò)充，并利用PXI所擁有的而一般PC無法提供的trigger特性，如Trigger Bus，Star trigger等等功能來達(dá)到儀器設(shè)備的功能。PXI上的儀器延伸信號(hào)包括（圖二）：

圖二

（一）10MHz 參考時(shí)鐘 (10MHz Reference Clock)
PXI 背板(Backplane)上的每一個(gè)擴(kuò)充槽，都有一個(gè)專用的10MHz參考時(shí)鐘，其時(shí)鐘誤差(Skew)的精確度必須小于1ns，因此可用來作為各擴(kuò)充槽的時(shí)間基準(zhǔn)，以達(dá)到同步的作用。

（二）8-bit PXI觸發(fā)總線 (PXI Trigger Bus)
PXI 觸發(fā)總線是由八個(gè)信號(hào)組成，各擴(kuò)充槽都連接到此總線，而通過PXI 觸發(fā)總線，也可以達(dá)到同步的功能。但因?yàn)榭偩€的特性，所以時(shí)鐘誤差的精確度只要求最少是10ns。利用PXI觸發(fā)總線，可以在該觸發(fā)總線上傳輸觸發(fā)信號(hào)，甚至是數(shù)據(jù)采集的時(shí)鐘信號(hào)。

（三）星形觸發(fā) (Star Trigger)
星形觸發(fā)則由位于系統(tǒng)槽旁的星形觸發(fā)控制器 (Star Trigger Controller)產(chǎn)生，最多可提供13個(gè)信號(hào)至各擴(kuò)充槽。如同參考時(shí)鐘，星形觸發(fā)信號(hào)是由星形觸發(fā)控制器，一對(duì)一的將信號(hào)送至其它的擴(kuò)充槽上，所以其時(shí)鐘誤差也小于1ns。星形觸發(fā)控制器可以確保每一個(gè)擴(kuò)充槽接收到這一觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間精確度。

（四）13-bit局部總線 (Local Bus)
局部總線則是將相鄰的兩個(gè)擴(kuò)充槽連接起來。不過局部總線只是兩兩相鄰的擴(kuò)充槽可以利用。模塊廠商可以利用該總線將控制信號(hào)一級(jí)一級(jí)地傳輸，或者作為區(qū)域的通信管道。

(3)系統(tǒng)上所需要的擴(kuò)充I/O功能很多，需要使用的PXI板卡數(shù)量超過一個(gè)PXI機(jī)箱可容納的槽數(shù)，而且用戶需要通過一個(gè)控制器來操作在不同延伸機(jī)箱中的所有的板卡。