計測システムを適切なハードウェアプラットフォームで
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| デスクトップ | PXI | |
|---|---|---|
| バス | PCI | CompactPCI |
| 性能 | ||
| 分解能 | 最大24ビット | 最大24ビット |
| サンプリングレート | 最大200 MS/秒 | 最大200 MS/秒 |
| スループットおよびプロセッサ性能 |  |
|
| 容量 | ||
| ベース構成のスロット/モジュール数 | 通常3スロット | 最大18スロット |
| 上級ハードウェア機能 | ||
| 同時サンプリング | |
|
| リアルタイム計測･制御 | --- | |
| マルチデバイスタイミング･同期バス |  |
|
| 温度範囲の拡張 | 0〜40℃ | 0〜55℃ |
| 耐衝撃･振動性の強化 | |
|
| 堅牢なポータブルシャーシ | |
|
| 保守性 | |
|
| マウントオプション | 19インチラック | 19インチラック |
| ソフトウェアサポート | |
|
| 強力空気冷却 | |
|
| コスト | |
|
- 良
- 優
サンプリングレートおよび分解能性能
集録する信号によって、サンプリングレートと分解能の条件が決まります。当社では、PCIとPXI両方のモジュール式計測器で、最大200 MS/秒のサンプルレートと最高24ビットの分解能を備えた製品を提供していますので、どちらのプラットフォームも高性能なテストアプリケーションに適しています。
プロセッサ性能
Dell、Hewlett-Packard、IBMなど、最高速のPCを提供しようと競い合っているPCメーカーの市販コンピュータ製品は、最高性能のプロセッサを備えています。ナショナルインスツルメンツのMXI-4テクノロジを使ってデスクトップコンピュータで制御されたPCI計測デバイスやPXIシステムを使用することで、上記のような高速プロセッサを最大限に活用することができます。より堅牢なソリューションやコンパクトなソリューションが必要なアプリケーションには、PXIの組込コントローラを利用すれば一般のデスクトップコンピュータと同様の処理能力を得ることができます。
容量 - 周辺スロット/モジュールの拡張
また、計測する信号の数も考慮する必要があります。デスクトップPCは、少〜中チャンネル数のアプリケーションには最適な計測プラットフォームです。ほとんどのデスクトップPCは2つまたは3つのPCIスロットを搭載し、必要な計測モジュールのタイプによっては、数十のチャンネルを必要とするアプリケーションにも十分なスペースを提供します。より多くのチャンネル数を必要とするアプリケーションには、17個のスロットを搭載したPXIシャーシを使って、多チャンネル用に複数のシャーシをデイジーチェーン接続することも可能です。
トリガおよび同期性能
タイミングおよび同期は、非常に重要でありながら計測プラットフォームで見落とされがちな要素です。たとえばトリガバスを使用する製造アプリケーションの場合、計測、移動、検査をすべて同時に行うことができますので、製造スループットが飛躍的に向上します。信号間や計測同期タスク間で緊密なタイミングを要するアプリケーションには、PXIプラットフォームが最適です。PXIシャーシを使用すると、各モジュールはすべてのPXIスロットを連結するバス接続された8つのトリガラインにアクセスできますので、計測モジュールが上図のようにたがいに対話、トリガ、制御することができるようになります。PXIバックプレーンにはスタートリガラインが備わっていますので、正確なタイミングや最小限の信号転送スキューを保つをことができます。また、共通の10 MHzクロックによって複数のモジュールを同期することができます。これらのテクノロジによって、テスト･計測のスループットが大幅に向上されます。当社の多くのPCIボードにはリアルタイムシステム統合バスが備わっているため、ソース、入力、モーションコントロール、ビジョンの同期が可能です。LabVIEWは計測ハードウェアとの緊密な統合が可能なため、このタスクを大幅に簡素化することができます。
信頼性および自立操作性の向上
テストシステムをリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）上で実行することによって、信頼性を高めることができます。再構築に費用のかかるテストアプリケーションなどには、高い信頼性を持つ組込RTOSが非常に重要です。そのようなアプリケーションには、プロトタイプを破壊するテスト、長時間実行するテスト、風洞や粒子加速器などの高価なリソースを用いるテストがあります。リアルタイムオペレーティングシステムは、主流のアプリケーションでますます多く使われるようになってきています。その傾向を踏まえ、当社では1998年にLabVIEW Real-Timeを発売して、その結果多くのエンジニアや科学者がリアルタイム機能を利用できるようになりました。LabVIEW Real-Timeモジュールは、LabVIEW開発システムのアドオンコンポーネントです。このソフトウェアは、インストールするとLabVIEWのグラフィカルコードをコンパイルして、PXIなど指定のリアルタイムターゲット用に最適化します。
LabVIEW Real-Timeを使用すると、上図のように、PCベースの計測器の柔軟性や性能と、組込RTOSの信頼性をすべて備えたカスタムPXI計測器をすばやく設計することができます。この機能を使って、LabVIEW Real-Time PXIシステムをより大きなマシン内に組み込んだり、自立的に実行できるリモート環境で運用したりすることが可能です。たとえば、無人潜水艦にLabVIEW Real-Time PXIシステムを搭載して、リモートマシン監視を実行することもできます。
過酷な環境に耐えうる堅牢性
PXIの機械面はEurocard仕様（ANSI 310-C、IEC-297、IEEE 1101.1、IEEE 1101.10、P1101.11）によって規定されています。Eurocard仕様は、長年にわたって工業環境で使用されてきました（VME、VXIなど）。これらの電子機器実装規格は、過酷な工業環境に耐えうるコンパクトで堅牢なラックマウント設置型システムを定義するものです。たとえば、PXIはフィルタ処理された強制空気冷却付きで最高55℃までの温度範囲に対応できる堅牢なメカニカルパッケージを採用しています。高い性能を必要とする堅牢なアプリケーションには、デスクトップPCに比べPXIの方が衝撃、振動、高温からの保護機能に優れています。
メンテナンスとアップグレード
テストシステムを長期間にわたって使用する予定なら、保守性の高いソリューションをお勧めします。PXIプラットフォームは、メンテナンスを念頭において設計されています。PXIモジュールとそのコネクタには、すべてシャーシの前面からアクセス可能です。各モジュールの前面にあるハンドルを使って、モジュールをシャーシに正しく挿入したり、簡単に取り出したりすることができます。2つのガイドによってモジュールの位置が正しく配置されますので、背面にあるピンを傷つけることもありません。さらに、シャーシからモジュールを1つ取り出しても、システムの他の部分には影響しません。たとえば、より速いプロセッサにアップグレードしたい場合、コントローラユニットを取り出して交換することが可能です。デバイスはすべて標準ソフトウェアに対応する必要があるため、ソフトウェアとデバイスドライバを搭載した新しいコントローラをロードしてシャーシに戻すことができます。その際の変更を、ユーザはほとんど意識する必要がありません。
デスクトップPCのメンテナンスは、それに比べてはるかに時間のかかる作業です。まずPCのカバーを外さなければPCIカードを取り出すことができませんが、それをするにはラックからボルトを外すことが必要な場合もあります。
コスト
価格も、所有経費を決定する1つの要素です。一般に、大規模な商用テクノロジを利用することでシステムの所有経費を低減することができます。DellやHewlett-Packardなどのコンピュータメーカーのスケールメリットを利用すれば、少〜中チャンネル数のアプリケーションには最低コストでデスクトップPCIシステムを構築することができます。PXIシステムは商用のソフトウェア、バス、コンポーネントテクノロジを採用していますので、中〜多チャンネル数のソリューションで最低のコストを実現できます。