NI公司的X系列設(shè)備介紹

　　X系列設(shè)備是美國國家儀器公司設(shè)計至今最高級的多功能數(shù)據(jù)采集(DAQ)設(shè)備。其增強特性可滿足最苛刻的測量、測試和控制應(yīng)用。

　　X系列設(shè)備可采用USB、PCI Express和PXI Express總線，每種設(shè)備都包含模擬I/O、數(shù)字I/O和4個32位計時器/定時器。

　　X系列設(shè)備將基于PC的多功能I/O的性能提升至新高度。設(shè)備包含了NI-STC3定時與同步技術(shù)、針對USB的NI信號流技術(shù)和本地 PCI Express接口以及針對多核處理器的驅(qū)動軟件。

　　X系列技術(shù)

　　為了拓展多功能設(shè)備的功能性和靈活性，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越過去的產(chǎn)品，X系列設(shè)備集成了三項主要技術(shù)：

　　NI-STC3定時和同步技術(shù)

　　面向USB和PCI Express/PXI Express的高速總線接口

　　并行軟件執(zhí)行

　　NI-STC3 定時及同步技術(shù)

　　所有多功能

　　數(shù)據(jù)

　　采集

　　硬件

　　都通過板載定時

　　電路

　　控制模擬、數(shù)字和計數(shù)器I/O線;定時ASIC技術(shù)的演變已逾數(shù)十年。X系列DAQ家族融入可提供4個改進(jìn)式計數(shù)器的新型NI-STC3技術(shù)、100 MHz時基，以及其它針對I/O定時和觸發(fā)的功能。

　　4個改進(jìn)式計數(shù)器

　　新型NI-STC3技術(shù)進(jìn)一步拓展了計數(shù)器通道，可提供4個具有32位分辨率的100 MHz計數(shù)器。不僅單一X系列設(shè)備具有4個計數(shù)器，而且以前需要2個計數(shù)器的操作現(xiàn)在都能通過單一計數(shù)器通道實現(xiàn)。舉例來說，您正在控制步進(jìn)電機時，往往就需要生成數(shù)量有限的數(shù)字脈沖;過去，這需要使用一個計數(shù)器連續(xù)生成脈沖并使用另一個計數(shù)器為這些傳送至電機的脈沖加門限信號。單個NI-STC3計數(shù)器即可完成該任務(wù)，即：單一X系列設(shè)備可控制最多4個步進(jìn)電機。

　　100 MHz時基

　　各款數(shù)據(jù)采集設(shè)備的板載時基，是驅(qū)動所有數(shù)字電路的心臟。從采樣時鐘至觸發(fā)線的各類應(yīng)用，均使用此時基作為板載參考，繼而生成時鐘頻率并鎖存數(shù)字邊緣。 NI-STC3技術(shù)使用新型100 MHz時基實現(xiàn)各類模擬和數(shù)字定時，速率比之前發(fā)行的各類NI DAQ設(shè)備快5倍。這意味著：采樣頻率的精度是先前的5倍，而且模擬觸發(fā)器能夠在觸發(fā)條件滿足時于10 ns內(nèi)作出響應(yīng)。

　　獨立定時引擎, 針對模擬和數(shù)字I/O

　　數(shù)據(jù)采集設(shè)備的高級定時和觸發(fā)功能，經(jīng)常需要通過板載計數(shù)器和復(fù)雜信號路由獲得特定的硬件定時性能。NI-STC3技術(shù)為多功能設(shè)備上的各類I/O，提供完全獨立的采樣時鐘和觸發(fā)。舉例來說，可重觸發(fā)式采集需要等待觸發(fā)條件得到滿足，采獲數(shù)量有限的樣本，再立即重新裝配觸發(fā)器準(zhǔn)備新一輪采樣。使用驅(qū)動軟件函數(shù)來重新裝配觸發(fā)器又有可能因軟件延遲而錯過新一輪觸發(fā);因此，獲得最佳性能可能需要硬件定時方式。過去，計數(shù)器是執(zhí)行硬件定時重觸發(fā)的唯一途徑;計數(shù)器生成的可重觸發(fā)脈沖序列被內(nèi)部路由并作為模擬輸入采樣時鐘。

　　同時，結(jié)合新型X系列DAQ板卡提供的NI-STC3技術(shù)，模擬通道不再需要使用計數(shù)器執(zhí)行可重觸發(fā)式采集，觸發(fā)器也能獨立對自身進(jìn)行重新裝配而無需軟件干預(yù)。新型獨立定時功能的另一典型范例是新型專用時鐘，它能夠采集或生成硬件定時的數(shù)字波形。

　　高速總線接口

　　X系列設(shè)備針對高吞吐率應(yīng)用集成了多項增強功能，即需要從設(shè)備和PC內(nèi)存?zhèn)鬏敾蚪邮艽罅繑?shù)據(jù)的應(yīng)用。USB X系列設(shè)備包含了NI信號流技術(shù)。PCI Express和PXI Express X系列設(shè)備包含PCI Express本地接口，實現(xiàn)最大吞吐率和低延遲。

　　專利NI信號流技術(shù)

　　USB X系列設(shè)備包含專利的NI信號流技術(shù)，它采用基于消息的傳輸和設(shè)備端

　　智能

　　來確保USB上的高速雙向數(shù)據(jù)傳輸。

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　　圖2.USB X系列包含NI-STC3技術(shù)用于高級定時和觸發(fā)，以及NI信號流技術(shù)可最大化USB總線吞吐率。

　　利用該技術(shù)，NI能夠首次在多功能USB設(shè)備上實現(xiàn)兩臺設(shè)備的同步采集，兩臺設(shè)備8條模擬輸入的采樣率分別為1.25 MS/s和2 MS/s，并包含32或64 MS的板載內(nèi)存。所有通道上的高采樣率使該設(shè)備成為

　　便攜式

　　超聲波測試和瞬態(tài)記錄應(yīng)用的理想

　　選擇

　　。此類設(shè)備的長期運行取決于主機PC、采樣率和通道數(shù)。

　　本地PCI Express接口

　　隨著PCI Express的引入以及它融入PXI Express標(biāo)準(zhǔn)，測量