看到PXI，我總會聯系到高速公路休息區的標志。沒錯，P是停車場，X像是刀叉，I像是扳手。
其實PXI的特點與高速公路的休息區還真有幾分相似：給用戶一個平臺（P），用戶自助選擇所需要的設備（刀叉），而且可以根據自己的需求進行定制（扳手）。 PXI技術的演進 在今年的第十屆PXI技術和應用論壇（PXI TAC 2013）上，美國國家儀器公司（NI）研發副總裁Robert Canik的主題演講闡述了PXI技術的發展與展望。以軟件為核心、融合標準商業技術延續摩爾定律是PXI技術發展的主線。 儀器以軟件為核心、由軟件定義的概念與近幾年爆炸式普及的智能手機概念十分類似。自從蘋果公司推出無物理按鍵、完全由軟件實現操作界面的智能手機iPhone，移動電話便發生了革命性的改變。傳統的功能手機迅速衰落了，iPhone和Android智能手機快速興起了。在測試測量行業，虛擬儀器或模塊化儀器的界面是由軟件定義的，可以應付不斷提高的系統復雜度，通過集成更多協議工具包便可定義各種測試系統，如手機測試、WLAN測試、頻譜分析、無線電測試、功耗測試、RFID測試等。從這個意義上來看，虛擬儀器的確很像智能手機，通過安裝各種應用程序便可實現更多新的功能。 在儀器行業，NI公司提出“軟件就是測試測量”的新理念，其背后的硬件基礎是市場可得的標準商業技術。這一理念標志著儀器技術已經進入了更加靈活、更加高效的時代。 在過去的幾十年中，半導體技術按照我們熟知的摩爾定律快速發展。PXI技術所依賴的四種核心技術（多核處理器、PCI總線、數模/模數轉換器和FPGA）的日新月異正是PXI技術提升速度遠高于傳統儀器的基礎。
多核處理器是PXI機箱的核心器件。英特爾處理器的處理能力以每年150%左右的速度增長，這意味著PXI測試系統的處理性能同樣以類似的速度增長。而且現有用戶無需更換整套設備，僅靠更換更新的控制器和軟件升級就可以獲得性能的提升。 PXI總線技術是PCI總線規范的延伸。現今的PCI Express（x8）可達到10倍于千兆以太網更寬的帶寬和100倍更低的延遲。x16的Gen 2 PCI Express的理論單向傳輸速率可達到8GB/s，雙向速率可達16GB/s。
數模/模數轉換技術是發展速度相對較慢的技術，也是傳統儀器廠商賴以壟斷市場的關鍵技術。不過， ADI公司和德州儀器等公司不斷推出各類高性能轉換器，為新興的測試測量設備廠商提供了可用的選擇。NI公司也與泰克公司合作，利用后者的專利模擬技術推出高性能設備，如前年推出的業內最高性能PXI數字化儀 （http://www.qingdxww.cn/thread-66809-1-1.html）。另外，Canik先生表示，NI公司也自主開發一些模擬芯片來滿足自身需求。通過這些手段，PXI模塊化儀器在采樣率和精度方面已經可以覆蓋大部分傳統儀器的性能區域。 FPGA可以說是新型儀器的福音。在過去的十幾年中，FPGA的數字信號處理能力提升幅度超越了CPU的性能提升幅度。而且FPGA天生的并行處理方式與NI公司的LabVIEW軟件可以完美匹配，使得PXI模塊化系統具有獨特的優勢。NI公司去年發布的全球首臺射頻矢量信號收發儀（http://www.qingdxww.cn/thread-95182-1-1.html）就是基于Xilinx公司的Vertex-5 FPGA，用戶可以使用LabVIEW來定制開放的硬件來滿足特定的需求。據NI人士透露，該公司正在開發基于最新FPGA技術的更高性能的產品，也許在不久的將來我們就可以看到突破性的產品面世。 PXI技術的應用 自1998年以來，PXI系統持續迅速普及，目前有超過60萬個PXI模塊被部署到10萬多PXI系統當中。從生產測試到科研創新，PXI技術的應用日益廣泛。
與傳統方案相比，基于PXI的自動化測試系統具有成本更低、體積更小、靈活度高、易于升級等諸多優勢，更能滿足OEM對成本限制、產品復雜度、上市時間和質量控制等方面的要求，這是生產測試領域的福音。例如，ADI公司采用PXI來進行MEMS設備測試，與先前的ATE系統相比，成本不到十分之一，尺寸僅為十五分之一，用電量僅為十六分之一。 在科研創新領域，PXI系統讓科研人員能快速完成原型設計。硬件方面，用戶可以選購所需要的PXI模塊，也可以自行研發硬件。在軟件方面，系統的軟件層向用戶開放，用戶可以利用已有的IP并自定義其算法。在大型強子對撞機的托克馬克裝置定時控制、天文望遠鏡鏡片控制、三網合一的關鍵技術研究與測試、風機硬件在環測試、癌癥早期探測、鳥巢體育場結構健康監測等關鍵科研項目中，PXI技術都發揮了重要作用。 目前PXI技術應用的最大熱點是射頻與無線通信。近年無線通信市場呈現爆炸式增長，各種無線標準層出不窮，對無線通信設備的測試提出了挑戰。基于PXI的無線通信測試方案具備前所未有的靈活性，可以在一臺測試設備內容納蜂窩、局域網、導航、接口等各種協議，支持LabVIEW、C、.NET和LabWindows等應用程序接口，其測試速度據稱比臺式儀器快四至五倍。 展望 自誕生之后的十幾年來，PXI技術的特點和優勢獲得業界廣泛認可，演進路線已十分清晰。在摩爾定律依然有效的未來數年內，PXI設備的性能注定將被大幅提升。更重要的是，PXI系統的高度靈活性使得它能夠適應將來可能出現的新的熱點應用，它將為更多的工程師和科學家研發創新的有效工具。 |
