PXIe-6555和PXIe-6556数字波形仪器即将寿终正寝。 如果应用包含一个或多个这些模块,您可以根据应用所需的功能,选择迁移到PXIe-6570数字通道板卡或迁移到另一款数字波形仪器。 阅读以下各章节,帮助您确定哪种迁移路径最适合您的应用。
PXIe-6555和PXIe-6556数字波形仪器具有PPMU和有源负载功能。 因为这些是唯一具有此功能的数字波形仪器,所以需要PPMU或有源负载的应用建议迁移到PXIe-6570数字通道板卡。
PXIe-6555和PXIe-6556数字波形仪器基于最高频率为200 MHz的固定采样时钟采集并生成数据。 PXIe-6570数字通道板卡利用更强大的基于向量(而不是采样)的定时解决方案,可以灵活且极其精确地配置驱动器和比较边沿。 PXIe-6570的最小向量周期为10ns,可以使用返回低或返回高驱动格式生成100MHz时钟。 对于数据引脚(高达100MHz的单数据速率接口),使用单向数据速率高达100Mbps的单向传输格式更为常见。 对于DDR(双数据速率接口),数据引脚的更新频率与时钟引脚一样频繁,因此100MHz的非返回驱动格式会产生50MHz的DDR连接。 另外,目前在10ns的周期内有一个比较频闪。 这意味着PXIe-6570仅能比较100Mbps的数据,而PXIe-6555/6硬件比较的是200Mbps的数据。 NI计划在不久的将来提高PXIe-6570的数据速率,如果这是您应用所关注的问题,请联系当地NI销售代表。 有关数字波形仪器和数字向量通道板卡之间时序差异的更详细说明,请参阅本文档后面的“根据时间设置进行采样”部分。
如果应用需要通过同步多个PXIe-6555/6仪器来连接具有超过32个引脚的DUT,则迁移到PXIe-6570可能需要额外的校准步骤来实现仪器的引脚对齐。
PXIe-6544和PXIe-6545均是32引脚的100 MHz和200 MHz数字仪器,主要用于连接单端接口的众多标准电平。 这些仪器还具有每组数据去偏斜和延迟功能,可以实现与DUT的连接、协议测试以及由于电缆或其他减损而产生的偏斜调整。
PXIe-6547和PXIe-6548均是32引脚的100 MHz和200 MHz数字波形仪器,能够产生1.2 V~3.3 V的高电压电平以及高达5 V的输入保护。这些板卡还具有每组数据延迟和去偏移功能,可以实现与DUT的连接、协议测试以及由于电缆或其他减损而产生的偏斜调整。
下表对PXIe-6555/6与PXIe-6570数字向量通道板卡和PXIe-6544/5/7/8数字波形仪器进行了比较:
PXIe-6555/6 | PXIe-6570 | PXIe-6544 | PXIe-6545 | PXIe-6547 | PXIe-6548 | |
仪器类别 | 数字波形 | 数字向量 | 数字波形 | 数字波形 | ||
驱动 | NI-HSDIO | NI-Digital Pattern | NI-HSDIO | NI-HSDIO | ||
双向通道的数量 | 24 | 32 | 32 | 32 | ||
逻辑电平和范围 | -2V - 7V | -2V - 6V | 1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V | 1.2V – 3.3V | ||
可编程 | 可编程 | 可选择 | 可编程 | |||
高级过压保护功能 | 否 | 是 | 否 | 否 | ||
最大可支持的数据率 | 200 Mbps | 100 Mbps | 100 Mbps | 200 Mbps | 200 Mbps,DDR | 400 Mbps,DDR |
可支持的数据格式 | 非返回 |
非返回 返回低 返回高 补码环绕 |
非返回 |
非返回 |
||
硬件比较 |
是 |
是 |
否 |
是 |
||
支持PPMU |
是 |
是 |
否 |
否 |
||
支持有源负载 |
是 |
是 |
否 |
否 |
数字波形仪器(如PXIe-6555或PXIe-6556)采用基于波形的模式来定义生成或比较的数据。 在波形模式中,输出值和预期输入值受限于固定采样率,使得整个波形使用相同的采样周期。
图 1. 数字波形仪器使用由均匀间隔样本组成的波形数据格式。
PXIe-6570数字向量通道板卡不再采用基于波形的模式,而是采用基于向量的模式,其中输入和输出值通过向量而不是采样进行定义,在每个向量的基础上有自己的时间特征。 这使得用户能够更灵活地控制驱动器和比较值。
图 2. 数字向量通道板卡可以载入多个向量,使用独立于数据进行定义的多个定时配置或与电平配置数据。
更多关于向量的信息,请查阅数字向量帮助文档。
数字波形仪器使用采样时钟边沿来定义比特转换或比较状态。 这会导致对数字数据进行过采样,从而增加波形的时间分辨率,这意味着每个时钟周期的数据点更多,波形文件更大。 加载内存和管理这些较大文件的时间成本会给工程师构建应用带来一些挑战。 过采样仅为波形中的边沿位置提供粗分辨率,这受限于仪器可以创建的最快时钟时基。
图 3.数字波形仪器只能在预定义的时钟边沿上判定线路值的变化。 数字向量通道板卡可以逐个循环地在一个向量内任意地放置数据转换。
数字向量通道板卡引入了时间设置的概念,允许灵活的高分辨率时序配置。 每个时间设置定义了所有引脚的向量周期,允许针对每个引脚配置驱动格式,并可驱动和比较边沿(PXIe-6570具有39.0625ps的边沿位置分辨率)。 pattern中的每个向量由定义好的时间设置以及每个引脚的数据值组成。 数据和时间定义的分离可更灵活地创建模块化pattern,这样文件大小要比数字波形仪器所需的文件小很多。
数字向量通道板卡的一个重要参数是向量速率。 PXIe-6570的最大向量速率是100 MHz,相当于10 ns的最小向量周期。 这个参数在功能上与数字波形仪器定义的最大时钟速率并不一样: 数字波形仪器只能在规定的采样时钟速率下进行非返回生成比较,而数字向量通道板卡可允许灵活放置驱动器并进行比较一个向量周期内的边沿。 例如,具有200 MHz采样时钟频率的数字波形仪器可以每5 ns改变一次状态,这意味着一个数据引脚可以产生最大100MHz(5ns低,5ns高)的时钟信号。 但是,数字向量通道板卡采用返回高或返回低驱动格式,可允许在一个向量周期内驱动两个位。 这使得PXIe-6570引脚也能产生高达100MHz的时钟信号。 图4说明了这种差异,比较了PXIe-6555/6和PXIe-6570数据引脚的最大时钟生成速率。
图 4.PXIe-6555和PXIe-6556能够在数据引脚上生成100 MHz的时钟信号发送给DUT,采样速率为200 MHz。 由于数字向量通道板卡具有灵活的驱动格式定义,因此PXIe-6570还能够以100 MHz的向量速率为待测设备生成100 MHz时钟。
由于时序行为的差异,一些数字波形仪器能够以比PXIe-6570更高的速率生成和采集数字数据,包括PXIe-6545、PXIe-6548、PXIe-6555和PXIe-6556。 我们计划提高PXIe-6570的数据传输率,如果您的应用有需求,请联系当地NI销售代表。
更多关于数字向量通道板卡的时序信息,请查阅数字向量帮助文档。
数字波形仪器使用NI-HSDIO驱动程序对几种仪器功能进行编程控制。 驱动程序框架由基于双会话的架构组成,用户通过在每台仪器上创建生成会话和采集会话来访问设备上的数字I/O。 LabVIEW、C或.NET Wrapper支持该驱动程序。
图 5.NI-HSDIO仪器驱动程序和NI-Digital Pattern驱动程序之间有许多不同之处,但最大的区别之一是使用NI-HSDIO时,采集和生成是两个独立的任务。 而使用NI-Digital Pattern驱动程序时,单个pattern内可以同时包含采集和生成操作。
基于向量的数字通道板卡使用NI-Digital驱动程序进行编程控制。 该驱动程序不兼容NI-HSDIO,这意味着迁移将需要修改用户的代码库才能合并新的API。 在NI-Digital Pattern驱动程序中,每个仪器只有一个会话,用户可以用编程方式载入包含驱动和比较状态的pattern。 编程语言支持LabVIEW、.NET和C.
对于数字波形设备,当执行代码时,NI-HSDIO API用于定义和应用仪器的会话配置,例如采样率、数据延迟和电压电平。 对于这种配置方法,配置值的任何更改都需要更改代码,因此用户通常会使用类或自行创建自定义文件类型,以便在整个VI架构中传递设置。
基于向量的数字通道板卡提供更加模块化的配置方法: 仪器配置保存在外部表格文件中,并加载到数字通道板卡中。 表格可以在数字向量编辑器中创建和编辑,包括时序表(用于定义时间设置)、电平表(用于定义驱动和比较电压),以及包含用户定义变量且可用于他其他表格的规格参数表。 这些表格可以使用数字向量编辑器(Digital Pattern Editor,DPE)手动加载,也可以使用NI-Digital API进行编程。 这为传输配置设置、管理多个配置以及将调试配置从DPE迁移到您的应用程序开发环境提供了一种简单的方法。
使用数字波形仪器时,通道在代码库中使用NI-HSDIO API进行定义和配置。 这些通道使用以仪器为中心的通道编号进行引用,要求用户必须记住整个应用中哪些仪器通道连接到哪个DUT引脚。 此外,如果以后更换或升级仪器,以仪器为中心的通道定义需要更改代码库。
而数字向量通道板卡使用用户可配置的引脚图文件,将逻辑引脚名称和引脚组映射到应用程序中的特定仪器通道。 引脚图文件可以扩展到多个仪器,并允许用户使用抽象、直观的DUT和系统引脚名称,而不是仪器通道编号。 引脚图可以保存并加载到任意数量的仪器,而且可以通过管理多个管脚图文件来创建可配置的编程环境,以最少的应用程序代码返工来处理多种不同类型的DUT。
数字波形仪器使用以仪器为中心的方法来定义电压电平。 例如,VIH和VIL定义为用于比较输入到数字波形仪器的电压的高低阈值,而VOH和VOL定义仪器驱动的电压输出电平。
图 6. 数字波形仪器中通道驱动程序和比较器使用的电平引用的是仪器。
数字向量通道板卡采用以DUT为中心的方法来定义仪器的电压电平。 在NI-Digital Pattern驱动程序和数字向量编辑器中,VIH和VIL定义了DUT寄存高值和低值的阈值。 类似地,VOH和VOL定义了来自DUT的高和低输出电压,数字向量通道板卡使用这些值来比较数据和期望值。 以DUT为中心的方法可让用户维护DUT数据表和仪器配置之间的术语一致性。 测试工程师现在可以直接使用DUT数据表中的VIH/VIL /VOH/VOL值,而无需转换为以仪器为中心的术语。
图 7. 数字向量通道板卡的通道驱动程序和比较器使用的电平引用的是DUT而不是仪器。
数字波形仪器通过使用脚本执行非线性、动态或重复的I/O。 脚本语言通过对多个波形进行排序来实现模块化,通过循环重复波形来实现内存优化,同时通过基于逻辑和触发器的动态行为来实现灵活性。 但是,脚本与波形分开定义,这可能会导致数字波形仪器支持的行为受到限制。
图 8. 数字波形仪器使用脚本来生成数字波形,并采用逻辑循环方法。 而数字向量通道板卡采用的是操作码,可显着扩展逻辑pattern的载入功能。
数字向量通道板卡使用操作码而不是脚本来编写高级I/O行为。 操作码允许用户执行循环、链接、条件分支、握手(定序器标志和寄存器)等操作。 此外,数字源操作码代替和扩展了动态波形脚本的功能。 操作码可以在每个向量的基础上进行配置,为用户提供更加灵活和全面的I/O控制。
数字波形仪器通过两种操作执行所有数字I/O: 生成和采集。 生成会话根据波形文件输出来自仪器的值,而采集会话则分析或存储仪器接收的数字数据。 对于双向操作,例如激励/响应测试,必须为应用程序配置生成和采集会话。
数字向量通道板卡通过一个会话管理仪器的所有输入和输出。 仪器的行为由每个引脚每个向量的pattern数据定义 - pattern可能包含驱动值(0、1、D)或比较值(L、H、M、V、X)。 在运行时可以使用用户在驱动程序和模式文件中预先配置的捕获波形捕获数据。
数字波形编辑器(DWE)应用程序通过用户界面来创建和修改波形文件,而不是采用文本编辑或编程方式。 DWE的功能仅限于简单的波形编辑,不允许用户直接与硬件交互。 相反,用户必须从DWE中导出波形,并在其开发环境中使用NI-HSDIO API加载波形。
图 9. 数字波形编辑器允许用户在图形化环境中构建波形的数字数据,并将该数据导出为NI-HSDIO驱动程序可以使用的文件格式。
数字向量通道板卡附有一个全面的应用软件环境,称为数字向量编辑器(DPE)。 DPE不仅可以允许用户修改pattern数据,还可以执行各种代码开发和调试操作,如下所示:
图 10.数字向量编辑器是一个集成的软件环境,用于开发和编辑配置文件,如引脚图、规格参数和电平,以及数字pattern数据和时序表, 还包括调试和边距工具,如数字示波器和Shmoo。
数字波形仪器能够使用分层波形文件(.hws)、文本文件(.txt)和二进制文件(.bin)文件等多种文件格式导入和导出波形数据。 这些格式并不统一,通常很难提取时间信息等元数据。
数字向量通道板卡将pattern数据存储在单个编译好的数字pattern文件(.digipat)中,可以直接在数字向量编辑器中编辑或使用NI-Digital API加载到仪器中。 DPE还可以导入或导出其他可读格式(.digipatsrc),便于灵活地编程创建pattern或从其他基于文本的格式迁移过来。
业界常见的WGL和STIL模式文件可以使用TSSI的TD-SCAN工具进行转换,以便与NI-HSDIO驱动程序一起使用,但由于PXIe-6555和6556没有灵活的时序格式,所以在转换上受到限制。
由于NI-Digital驱动程序能够导入基于文本的.digipatsrc文件,因此可以开发第三方转换器和EDA工具来迁移多种数字格式文件格式,以便与NI数字向量通道板卡一起使用。
如果您的应用程序已经使用通过数字波形编辑器(.hws、.bin或.txt)创建的波形文件,则可以使用以下工具来转换这些文件,以便与数字向量编辑器与NI-Digital驱动程序一起使用:
NI-HSDIO/NI-Digital Pattern转换器
以下是PXIe-6556、PXIe-6555和PXIe-6570的重要参数比较和差异:
规范 | PXIe-6555和 PXIe-6556 |
PXIe-6570 |
引脚电子 |
DCL: -2 ~ +7 V,35 mA PPMU: -2 ~ +7 V,32 mA 有源负载: 24 mA |
DCL: -2 ~ +6 V,32 mA PPMU: -2 ~ +6 V,32 mA 有源负载: 24 mA |
通道 | 24通道 | 32通道(经过STS-Dx校准,可高达256通道) |
时钟速率1 | 200 MHz | 100 MHz |
数据频率2 | 100 MHz | 100 MHz (RL, RH, NR) 50 MHz (SBC) |
定时 |
800 Hz - 200 MHz <0.1 Hz周期分辨率 固定时基 5 ns边沿位置分辨率 |
25 kHz - 100 MHz 38 fs向量周期分辨率 31个时间设置,每周期调整 39.0625 ns边沿位置分辨率 |
pattern格式 | 非返回 | 非返回(NR)、返回低(RL)、返回高(RH)、补码环绕(SBC) |
记忆深度3 | 高达每通道64 Mbits | 128Mvectors /通道 |
PPMU感应 | 本地与远程感应 | 本地感应 |
PFI线 | 2条PPMU线, 2条高速线、2条时钟线,8条高驱动强度线 | 无 |
1 时钟频率是指可以在仪器上配置的最大时钟频率。
2 数据频率是仪器通道/引脚输出数据的物理频率。 对于6556,最大数据频率是时钟频率的一半。 6570的数据频率因数据格式不同而异,返回格式可载入100 MHz的数字信号,而非返回或补码环绕格式则以一半的时钟频率载入数字信号。
3 6556的记忆深度取决于采样,其中记忆深度可能会根据配置的数据宽度和仪器所购买的存储器选项而不同。 6570的记忆深度取决于向量,对于所有选项和配置,记忆深度总是在128 Mvectors下指定。
数字波形仪器的现有电缆和附件能够与数字向量通道板卡电气兼容。 电气兼容性使您可以重复使用现有的SHC68-C68-D4、飞线和连接器模块附件。注意: 每个附件上的标签不一定会匹配数字向量通道板卡的所有引脚。
弹簧针电缆除外:对于NI半导体测试系统(STS),PXIe-6556 DX弹簧针电缆不能与PXIe-6570 DX弹簧针电缆互换。 PXIe-6570 DX电缆必须与PXIe-6570模块结合使用。
DUT接口板(DIB): 如果满足以下两个条件,PXIe-6556 STS应用的DIB就可以和PXIe-6570一起使用: