一個(gè)PXI系統(tǒng)由幾項(xiàng)組件所組成,包含了一個(gè)機(jī)箱、一個(gè)PXI背板(backplane)、系統(tǒng)控制器(System controller module)以及數(shù)個(gè)外設(shè)模塊(Peripheral modules)。在此以一個(gè)高度為3U的八槽PXI系統(tǒng)為例。系統(tǒng)控制器,也就是CPU模塊,位于機(jī)箱的左邊槽,其左方預(yù)留了三個(gè)擴(kuò)充槽位給系統(tǒng)控制器使用,以便插入因功能復(fù)雜而體積較大的系統(tǒng)卡。由第二槽開始至第八槽稱為外設(shè)槽,可以讓用戶依照本身的需求而插上不同的儀器模塊。其中第二槽又可稱為星形觸發(fā)控制器槽(Star Trigger Controller Slot),其特殊的功能將于后面的文章中說明。
PCIe第1版規(guī)定每通道的基準(zhǔn)速率為2.5Gb/s(解碼后2.0Gb/s),隨后的升級(jí)規(guī)范進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸速率并且增加了通道的數(shù)量從而可以提供更高的數(shù)據(jù)帶寬。同時(shí)提供了對(duì)用戶透明的降速機(jī)制以應(yīng)對(duì)高速設(shè)備與下游低速設(shè)備(因規(guī)范版本或通道數(shù)量不同)相連接的情況。
數(shù)據(jù)連接速率依賴于機(jī)箱、機(jī)箱插槽以及模塊,通常數(shù)據(jù)傳輸速率越高相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)成本也越高。除了這些,用戶實(shí)際上并不需了解PCIe接口上數(shù)據(jù)管理的過程。
系統(tǒng)為樹狀結(jié)構(gòu),一個(gè)單一的PCIe連接在此結(jié)構(gòu)下擴(kuò)展為多個(gè)連接,并可以進(jìn)一步擴(kuò)展更多下級(jí)連接。處于主干的分支(源于根復(fù)合體,Root Complex)的連接需要較大的帶寬以支持更多下游設(shè)備的數(shù)據(jù)流。
與PCI類似,所有信號(hào)流均需出入于根復(fù)合體,實(shí)際速率同時(shí)取決于PCIe接口和控制器處理所有數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)程序的能力。在PXI規(guī)范中添加了PCIe而稱為PXIe。與PXI和PCI的關(guān)系相同,PXIe規(guī)范中也包含了測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域所需要的各種擴(kuò)展特性。
系統(tǒng)定時(shí)插槽
這個(gè)插槽用于PXIe的定時(shí)功能。與PXI不同,不能用于其它目的(不能安裝儀器模塊),所以如果機(jī)箱中包含了它那么就意味著有一個(gè)插槽將不能被用于設(shè)備擴(kuò)展。這導(dǎo)致了出現(xiàn)不含定時(shí)插槽的機(jī)箱,并且因此不能支持星形觸發(fā)器。
PXIe模塊
與PXI相同,PXIe模塊原則上可以提供3U和6U兩種形式,并且支持雙3U模塊疊加的形式。3U模塊有一個(gè)助拔手柄,6U模塊有兩個(gè)助拔手柄。PXIe模塊的PCIe與定時(shí)控制信號(hào)通過XJ3連接器連接到背板上,電源與儀器功能(觸發(fā)與時(shí)鐘)通過XJ4連接器連接。在6U模塊中還包含一個(gè)額外的可選擇連接器XJ8,可以為模塊供應(yīng)額外的電源。PXI的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)為PXIe模塊提供了很好的參考,模塊的上下兩端被槽位上的導(dǎo)軌所固定并通過前端的手柄將模塊鎖緊。