嵌入式系统/ARM技术中的PXI总线仪用模块的设计与实现

介绍了PXI总线仪用模块的结构和特点，描述了低成本FPGA器件开发模块的各种功能。 　　重点描述了PXI仪用模块必须具有的PCI/PXI总线接口、精密时基和触发控制器的实现，最后探讨了PXI仪用模块针对EMC应采取的措施。实际应用表明所设计的PXI仪用模块完全符合PXI硬件规范，达到了设计要求。　　　　PXI规范定义了一种功能强大的仪器平台，用于测量和自动化领域。PXI是基于CPCI平台、并附加仪器规范（如EMI/RFI、机械接口、冷却、触发、设备同步、软件接口等）所构成的仪用平台。测试系统的同步和控制是众多功能测试应用的先决条件，它们依赖于事件检测、激励/响应或相位相关，而PXI提供了满足 在嵌入式系统和ARM技术领域，PXI总线仪用模块的设计与实现是一个重要的议题。PXI（Peripheral eXtension for Instrumentation）是一种基于CompactPCI标准的高性能仪器平台，广泛应用于测量和自动化系统中。它融合了PCI总线技术，并增加了针对仪器设备的特殊规范，如电磁兼容性（EMC）、机械接口、冷却、触发、设备同步和软件接口等，以满足测试和测量应用的严格需求。 PXI总线仪用模块的设计首先涉及到PCI/PXI总线接口的实现。PCI控制器和Back-end接口是模块与计算机之间通信的核心，通常通过FPGA（Field-Programmable Gate Array）来实现。在设计过程中，需要考虑CPCI规范的电气要求，例如电源解耦、信号分支管理、热插拔兼容性和信号电平转换。为了适应不同电压环境，可以使用电平转换芯片如QS3861，以确保与3.3V和5V PCI信号的兼容性。 模块内部的精密时基和触发控制器对于系统的同步至关重要。时基源为模块提供采样和同步的基准时钟，确保数据采集的精确性。触发控制器则负责接收和发送触发信号，根据预设条件启动数据采集。例如，使用FPGA实现触发模式设置和采样控制，确保在正确的事件发生时进行数据采集。 此外，PXI仪用模块还需要具备数据处理和存储能力。这通常包括数据缓冲和存储器，如SDRAM，用于临时存储A/D转换后的数据，并在适当的时候将其传输到主机进行进一步处理。在本文的示例中，选择了AD9235作为A/D转换器，FPGA器件如ALTERA的EP1C6系列用于实现复杂的逻辑控制，Microchip的MT48LC8M16A2作为在板数据缓存。 为了应对电磁兼容性（EMC）挑战，设计者需要采取一系列措施，如屏蔽、滤波和正确布线，以减少模块对外部环境和系统内部组件的干扰。这有助于确保模块在各种环境下稳定运行，满足EMC标准。 PXI系统提供的同步机制，如系统参考时钟PXI_CLK10、PXI_TRIG总线和PXI_STAR触发总线，为多通道或多模块测试系统提供了强大的同步能力。这些机制使得多个PXI设备能够协同工作，对复杂信号进行精确的同步测量。 PXI总线仪用模块的设计涉及了接口技术、时基和触发控制、数据处理、EMC兼容性等多个方面，这些技术的综合运用使得PXI成为自动测试测量领域中的首选平台。随着嵌入式系统和ARM技术的发展，PXI技术将继续演进，为更多复杂测试场景提供高性能、高效率的解决方案。