PXI平台已发展了7年,最近几年,使用PXI的用户迅猛增长,2004年PXI的增长甚至比分析家预测的还高出了40%。在许多测量应用中,PXI已成为用于测量和自动化最为成功的工业标准平台之一。商业化标准促进了PXI在测试、控制等应用中快速增长,而基于PCI Express的PXI未来技术则将使该平台更加强大,用于更多的应用领域,同时保持向前的兼容性。
广泛使用带来更多资金投入
PXI标准成功的最重要因素之一是它能满足广泛的应用要求,无论是自动化测试、控制、仿真还是设计验证中,都可以看到PXI。由于许多行业已采用PXI,从而促进了研发的资金投入并使PXI得到了更快的增长。对于世界PXI和VXI测试市场,研究公司Frost & Sullivan预测报告指出,它的增长来自于多种行业,包括通信、军用/航空、自动化、工业和消费类电子行业。
这种快速的增长速率和产品广泛的市场促使厂商在新产品上投入更多的资金。NI的R&D高级副总裁,Tim Dehne说,“现在NI平均每周就推出PXI新产品。我们看到此行业中其他主要厂商,如Agilent和Aeroflex也投入了大量的资金,他们在2004年增加了用于PXI系统的新RF产品。”由于在PXI产品上不断地投资,目前PXI系统联盟的60多个厂商总共可以提供1 000多种PXI产品(见图1)。

图1 PXI 产品增长速度
基于PCI通信总线
PXI关键的结构化组成部分在通信背板使用了PCI,这促进了PXI的成功并被广泛使用。PCI已明确地成为总线通信的行业标准,而且据预测2005年PC市场将出产5亿多个新的PCI插槽。由于像Intel、Dell和HP这样的公司大量采用PCI,这使得有大量的低成本PCI组件和产品可以使用,因此PXI可以受益于PCI的规模经济效益。
基于PCI通信的主要优势是用户能得到用于测量的最低等待时间和最高的带宽。图2显示了对于大多数工业通信总线的最大总线带宽(考虑通道的宽度)和等待时间(停止信号的时间长度)。注意该图为对数尺度,等待时间向右减少。

图2 基于PCI通信具有较低的等待时间和高带宽,
它非常适合于从单一数字万用表测量到RF测量的应用
如数字万用表(DMM)测量、开关和仪器配置等这些应用会获益于较低的等待时间。对于这些应用PCI和GPIB都能提供最低的等待时间。而如波形采集或生成,以及RF测量的应用则有带宽要求。对于高带宽的应用,可使用PCI和千兆位以太网来提供高性能。
未来发展到PCI Express
如图2所示PCI Exprees(×4)的带宽和等待时间,它的带宽是PCI的6倍。PCI Express是由PCI发展而来的,它在单个方向(按×1执行)能提供250 MB/s的基本通信通道,或高达4GB/s通道(按×16执行)。PCI Express带宽不仅在单方向上比PCI带宽的高6倍多,而且和PCI共享的带宽相比,它还可为每个插槽提供独立的带宽。因此,基于PCI Express模块仪器和数据采集系统将能适应于更广泛的应用,这包括非常高通道数的应用和实现新的高分辨率和高带宽仪器。
在今后10年里,PCI和PCI Express将可能同时存在于现有的芯片中。如图3所示,它描述了典型的PCI和PCI Express实现方式。仅在2005年预计就要出厂5亿多个PCI插槽,如Dell和Intel这样的主流厂商还继续提供PCI接口。在未来的几年里PCI Express×16插槽将代替高级图形接口(AGP)来为桌面PC提供更高的图形性能。例如,新推出的Dell Dimension XPS Gen4桌面PC具有一个PCI Express×16插槽(没有AGP),四个PCI扩展槽和一个×1 PCI Express插槽。

图3 在典型的实现PCI Express芯片中,PCI直接在I/O桥上,
同时又增加了PCI Express开关以提供用于附加接口和千兆位以太网接口的更高带宽
随着PCI Express进入PC市场,CompactPCI和PXI制造商已开始在规范中结合PCI Express。一方面PXI Express产品要在下一年才能推出,而另一方面PCI 工业计算机生产联盟(PICMG)的有关CompactPCI Express(EXP.0)规范已接近完成,它将带来PCI Express通信的CompactPCI标准。新的CompactPCI Express规范定义了新的混合插槽。这种新的混合插槽除了有由PCI Express标准定义的软件兼容性还具有硬件的兼容性,并让用户能在插槽中利用PCI或PCI Express构架来安装模块。用户和厂商利用这一技术可以保护他们在PXI系统和产品上的投资。

图4 下一代的PCI协议:PCI Express,
根据2005年CompactPCI和PXI的规范,它能把带宽提高24倍
图4显示了在PC行业(上部)和相关的测量和自动化标准(下部)采用PCI Express的大致时间表。
下一个五年
NI预计在未来的几年里PXI继续将以高于40%的速度增长,这使得它将成为自GPIB后最为成功的工业标准。PXI系统联盟(PXISA)和CompactPCI的许多厂商对新产品的大量投资将加快这一增长,并继续增强PXI产品的功能来为在新的应用里使用PXI扫清道路。此外,PCI Express的新应用将是开放的,能长期与PXI和CompactPCI规范兼容,这也帮助厂商和用户在未来多年里保护他们现有的PXI投资。