在正確的硬體平台上建立量測系統無論你的應用程式擁有兩個或是數千個I/O點,都應該花一些時間思考,從長期的角度來看,各種不同的量測系統選項能夠為你節省多少時間、金錢,以及挫折感。大部份工程師和科學家不但希望能夠迅速開始動作,也需要一個能夠滿足目前需求、而且有足夠的彈性可以滿足未來需求的基礎或平台。有許多因素必須列入考慮,從驅動程式軟體,到應用程式開發軟體,乃至於硬體功能皆需考量。在建立系統時,請考慮下表中八項量測硬體平台的問題。
取樣率及解析度效能你要擷取的信號決定了取樣率及解析度的需求。NI提供PCI及PXI 模組化儀器,取樣率可達200 MS/s,解析度可達24 bits,因此這兩個平台都適用於高效能測試應用。 處理器效能
隨著Dell、Hewlett-Packard、IBM及其他PC廠商競相推出最高時脈的新型處理器,立即可用的電腦提供最佳的處理器效能。利用PCI量測設備,或是使用桌上電腦透過National Instruments MXI-4 technology控制的PXI系統,你可以發揮這些高速處理器的優勢,如上圖所示。對於需要更堅固或更輕巧方案的應用環境而言,內嵌PXI控制器可以提供類似現成桌上型系統的處理威力。 容量-週邊插槽或模組化擴充你也必須考慮你所要量測的信號量。對於低至中通道數的應用而言,桌上型PC是絕佳的量測平台。大部份桌上型PC提供二至三個PCI插槽,而且根據你需要的量測模組類型,還可以提供足夠的空間容納需要數十個通道的應用程式。至於高通道數的應用方面,PXI機架最多可 提供17個插槽,而且你可以將機架連接,獲得更多的通道。 觸發及同步化效能
對量測平台而言,計時及同步化是重要卻常被忽略的要素。舉例來說,在使用觸發匯流排的製造應用環境中,你可以同時進行量測、移動及檢查,這樣會導致製造的資料流量大量增加。如果你的應用程式要求信號之間必須保持緊密的時間關係或是量測同步化作業,PXI就是一個理想的平台。透過PXI,你可以使用八條連接所有PXI插槽的匯流排觸發器線路,因此量測模組可以彼此互動、觸發及控制,如上圖所示。PXI架構中包含一個星狀觸發器線路,可以正確地計時,並使偏移量達到最小,並且含有一個通用的10 MHz時鐘,可以將多部模組同步化。這些技術可以大幅提升測試及製造的資料流量。許多National Instruments PCI介面卡具備即時系統整合匯流排, 因此你可以將來源、輸入、動作控制及視野進行同步化。NI LabVIEW與量測硬體緊密地整合,大幅簡化這項工作。 加強的穩定性或自動化作業
你可以透過在即時作業系統(RTOS)中操作的方式,提高測試系統的穩定性。對於需要花費大量成本才能重建的測試等等應用而言,內嵌RTOS所提升的穩定性是相當重要的。這類應用的例子包括會破壞原型的測試、需要長時間執行的測試,或是必須使用昂貴資源(如風洞及粒子加速)的測試。在主流應用中,即時作業系統漸漸盛行。基於這個趨勢,NI於1998年推出LabVIEW Real-Time,將即時功能介紹給更多的科學家及工程師使用。LabVIEW Real-Time Module是LabVIEW開發系統的附加元件。在安裝之後,這套軟體會編譯LabVIEW圖形程式碼,並針對所選擇的即時目標(例如PXI)進行最佳化。 利用LabVIEW Real-Time,你可以迅速設計一款自定的PXI儀器,不但擁有PC儀器的所有彈性及效能,也具備內嵌RTOS的穩定性,如上圖所示。運用這種能力,你可以將LabVIEW Real-Time PXI系統內嶡於較大的機器中,或是佈署在遠端,讓它們自動執行。舉例來說,你可以在無人駕駛潛艇中設計一款LabVIEW Real-Time PXI系統,以進行遠端機器監督。 嚴格及嚴苛的環境PXI的機械架構受Eurocard規格(ANSI 310-C, IEC-297, IEEE 1101.1, IEEE 1101.10, and P1101.11)的規範,此項規格在工業環境中應用已久(例如VME及VXI)。這些電子封裝標準定義了輕巧堅固的系統,使用機架式安裝時,可以承受嚴苛的工業環境。舉例來說,PXI提供堅固的機械封裝,具備有強制過濾的冷卻功能,因而將作業溫度範圍擴充到55 C。在需要高效能的嚴格應用環境中,和桌上型PC比較起來,PXI在衝撞、震動及高溫方面提供優越的保護。 維護及升級如果你打算將測試系統使用多年之久,應該考慮採用低維護需求的方案。PXI平台的設計已經將維護納入考量。你可以從機架的前方存取所有的PXI模組及其連接頭。各模組位於前方的把手幫助你正確地將模組置入機架中,也可以輕易地取出。兩個導引設計確保模組對齊正確的位置,以防對底座的針腳造成損傷。你可以從機架中移除一個模組,而不會影響系統的其餘部份。舉例來說,如果你想要更新為更快速的處理器,可以移除並更換控制器單元。由於所有的設備都必須配合標準軟體運作,因此你可以載入新的控制器及軟體和設備驅動程式,再將它置回機架中。所有的改變都可以一目瞭然。 桌上型PC的維護比較花時間。你必須先拆除PC外殼(也許要拆除螺絲釘),才能接觸到PCI介面卡。 價格價格只是決定擁有成本的因素之一。一般而言,使用大量的商業技術可以降低系統擁有成本。藉由使用Dell、Hewlett-Packard以及其它電腦廠商的經濟優勢,桌上型PCI系統為低通道數及中通道數應用提供最低的擁有成本。同時,PXI系統結合商用軟體、匯流排,以及元件技術,同樣降低了中通道數至高通道數應用的擁有成本。 |
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