PXI总线分析PPT课件

2020/5/12,.,复习,一、自动测试通用软件框架由用户界面和测试程序组成。核心思想：测试系统软件调用仪器驱动程序并实现测试软件的编制与测试流程分离。涉及一项技术：ODBC开放数据库互连,2020/5/12,.,复习,二、IVI规范IVIInterchangeableVirtualInstrument可互换虚拟仪器IVI与VPP分别解决了什么问题？IVI基金会制定了8大类仪器。IVI驱动程序的主要功能,2020/5/12,.,复习,第七章PXI总线自动测试系统一、PXI产生的背景、PXI总线的定位PXI（PCIeXtensionsforInstrumentation）PCI总线在仪器领域的扩展。,2020/5/12,.,复习,CompactPCI,2020/5/12,.,复习,CompactPCI,.,7.2.3PXI总线机械结构,为什么选择欧洲卡标准?,历经数十年行业产品的检验(VME,VXI等)由IEEE1101标准定义已有现成的机械部件优秀的热特性模块化、坚固并且紧凑,.,7.2.3PXI总线机械结构,为什么使用不同的连接器?引脚更多坚固、可靠完全屏蔽阻抗匹配最重要的:更多插槽！,J1,J2,.,7.2.4PXI系统构成,1、构成：主计算机、PXI机箱、PXI模块,重点,.,7.2.4PXI系统构成,2、PXI控制方案内嵌控制器最紧凑的方案模块化=易于维护Pentium和PentiumIII级别远程控制器短距离或者长距离完全透明低成本,StarFabric,.,7.2.4PXI系统构成,PCI-PCI桥的作用是协调两条PCI总线之间的通信，如图所示。,.,7.2.4PXI系统构成,PCI桥的分类根据PCI桥的工作原理的不同，可以把PCI-PCI桥分为透明桥和非透明桥两种。透明桥：通常用于总线扩展。桥的二次侧的所有设备对一次侧的主系统是透明的。一次侧和二次侧的地址完全透明，在一次侧和二次侧之间的地址传递是直通模式，没有地址翻译。,.,7.2.4PXI系统构成,PCI桥的分类2非透明桥：通常用于嵌入式智能I/O板卡。它连接两个独立的处理器域，二次侧的资源和地址对一次侧的主系统是不可见的/允许二次侧的本地处理器独立地配制和控制其子系统。一次侧和二次侧的时钟完全独立。一次侧和二次侧的地址完全独立，在一次侧和二次侧之间可以进行地址翻译。,.,7.2.4PXI系统构成,PCI桥的分类2采用标准PCI-PCI桥接技术，PXI系统可用一个以上总线段来组建。桥接部件在其互相连接的每个总线中占用一个PCI负载。因此，双总线段的系统可为PXI外围模块提供13个扩展插槽，即2总线段8插槽(每段)1个系统控制器插槽2个PCI-PCI桥接器插槽=13个可用扩展插槽三总线段系统为PXI外围模块提供19个扩展插槽。,.,7.2.4PXI系统构成,多系统扩展接口：MXI-3体系结构,MXI-3,SerialI/F,MXI-3,高速串行连接,1.5Gbps,第1级,第2级,软件仍然是透明的!,SerialI/F,PCI,CompactPCI,PCI1,PCI0,.,7.2.4PXI系统构成,多系统扩展接口：StarFabric体系结构,第1级,622M*4*2=5G,.,7.2.4PXI系统构成,扩展结构,PCItoPXI/CompactPCI,PXI/CompactPCItoPXI/CompactPCI,电缆:-铜线(最长10m)-光纤(最长200m),.,132Mb/s,33MHz,32-bit计算机总线,系统控制器,模块,模块,模块,星型触发控制器,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,一、PXI的电气结构,重点,.,本地总线触发时钟星型总线VXI12线8TTL,2ECL10MHzECLD尺寸才有PXI13线8TTL10MHzTTL每槽1条,PXI和VXI的时钟和触发扩展,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,PXI具备VXI的特性,.,PXI-6070E,NI5102,PXI-6533,启动扫描,RTSI示波器,多功能I/O,示波器,数字I/O,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,触发线使模块同步,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,二、PXI总线构成在PXI系统中，各种命令、数据、地址和其它消息都是通过总线传递的。微机总线主要由四部分组成。(1)数据总线；(2)地址总线；(3)控制总线；(4)电源。,.,PXIJ1信号线,110针,.,PXIJ2信号线,110针,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,“主设备”与“从设备”：在一个PCI系统中，如果某设备取得了总线的控制权，就称其为“主设备”；而被主设备选中进行通信的设备称为“从设备”。对于相应的接口信号线，通常分为必备的和可选的两大类。如果只作为目标的设备，至少需要47条，若作为主设备则需要49条。,.,（一）PCI总线信号,主,重点,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,1、系统信号CLK：(Clock)系统时钟信号对于所有的PCI设备都是输入信号其频率最高可达33MHz，这一频率也称为PCI的工作频率。对于PCI的其它信号，除RST#、INTA#、INTB#、INTC#、INTD#之外，其余信号部在CLK的上升沿有效(或采样)。RST：(Reset)复位信号。用来使PCI的特性寄存器、时序器和相关的信号恢复规定的初始状态。必要的PCI配置寄存器，其复位状态是明确规定的。每当复位时，PCI的全部输出信号一般都应驱动到三态。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,2、地址和数据信号AD31:00：(AddressandData)地址、数据多路复用的输入输出信号。C/BE3:0#：(BusCommandandByteEnables)总线命令和字节使能多路复用信号线。PAR：(Parity)奇偶校验信号。对AD31:00和C/BE3:0#信号做偶校验，“1”的个数为偶数，则PAR=1。在写周期，该信号由主设备驱动;在读周期，该信号由从设备驱动。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,3、接口控制信号FRAME#：(CycleFrame)帧周期信号。由当前主设备驱动。表示一次访问的开始和持续时间。IRDY#：(InitiatorReady)主设备准备好信号。该信号的有效表明发起本次传输的设备能够完成一个数据期。它要与TRDY#配合使用，二者同时有效，数据方能完整传输，否则即为等待周期。TRDY#：(TargetReady)从设备准备好信号。该信号有效表示从设备已作好完成当前数据传输的准备工作,也就是说，可以进行相应的数据传输。同样，该信号要与IRDY#配合使用，二者同时有效，数据才能完整传输。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,STOP#：(Stop)停止数据传送信号。当它有效时，表示从设备要求主设备终止当前的数据传送。很显然，该信号应由从设备发出。从设备不能主动终止PCI数据传输。DEVSEL#：(DeviceSelect)设备选择信号。该信号有效时，表示驱动它的设备已成为当前访问的从设备。换言之，它的有效说明总线上的某一设备已被选中。IDSEL：(InitializationDeviceSelect)初始化设备选择信号。在参数配置读写传输期间，用作片选信号。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,4、错误报告信号PERR#：(ParityError)数据奇偶校验错误报告信号。该信号不报告特殊周期中的数据奇偶错误。一个设备只有在响应设备选择信号和完成数据周期之后，才能报告一个PERR#。对于每个数据接收设备，如果发现数据有错误，就应在数据收到后的两个时钟周期内将PERR#激活。SERR：(SystemError)系统错误报告信号。该信号的作用是报告地址奇偶错、特殊命令序列中的数据奇偶错，以及其它可能引起灾难性后果的系统错误。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,5、仲裁信号REQ#：(Request)总线占用请求信号。该信号一旦有效即表示驱动它的设备要求使用总线。它是一个点到点的信号，任何主设备都有其REQ#信号。GNT#：(Grant)总线占用允许信号。用来向申请占用总线的设备表示，其请求已获得批准。这也是一个点到点的信号线，任何主设备都应有自己的GNT#信号。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,6、可选信号INTA#(InterruptA)、INTB#、INTC#、INTD#：中断在PCI总线中是可选项，不一定必须具有。并且中断信号属电平敏感性，低电平有效。同时，此类信号的建立和撤销与时钟不同步。LOCK#：锁定信号。当该信号有效时，表示驱动它的设备所进行的操作可能需要多个传送才能完成。也就是说，对此设备的操作是排它性的。而此时，未被锁定的设备，对它的非互斥访问仍然可以进行。64位总线：AD63:32、C/BE7:4#,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,7、其它信号PRSNT1#和PRSNT2#(只针对PCI插卡)表明槽位上有实际的板卡，提供板卡对电源的要求,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,（二）PXI增加的信号1、系统参考时钟不是PCI总线同步时钟（33MHz或66MHz）PXI总线10MHzTTL系统时钟(PXI-CLK10)连接至系统中全部外围模块。这个公用参考时钟可用于测量或者控制系统多个模块的同步。VXI的10MHz是ECL电平,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,2、PXI局部总线PXI局部总线是一种菊花链式总线，每个外围插槽与它相邻槽是自左向右连接的。因此，某个外围插槽的右局部总线连接至相邻插槽的左局部总线，依此类推。每条局部总线为13线宽，可用来传送模块间的模拟信号或提供不影响PXI带宽的高速边带数字通信。PXI背板最左边外围插槽的局部总线信号线用于星形触发。,.,7.2.5PXI总线电气结构及接口信号,3、触发总线8条PXI总线化触发总线是高度灵活的，能以多种方式来使用。例如，触发信号用来同步几个不同PXI总线外围模块的操作。在其它应用中，一个模块能精确地控制系统中其它模块操作的定时序列。触发信号可以从一个模块传递给另一个模块，精确地定时响应被检测或被控制的异步外部事件。所需触发信号线数量随事件的数量与