​選擇 PXI 系統的控制器時的考量要點

​PXI 控制器是 PCI eXtensions for Instrumentation (PXI) 系統的主要處理與管理單元。此裝置安裝於系統控制器插槽中，可協調跨 PXI 背板的資料傳輸、執行軟體程式，並提供適用於使用者互動或網路整合的外接介面。NI PXI 控制器分為嵌入式與遠端兩種。嵌入式控制器內含執行 PXI 系統所需的一切，不需外接電腦，而遠端控制器則可從桌上型電腦、筆記型電腦或伺服器電腦來控制 PXI 系統。

控制器的規格會直接影響下列因素：

• 處理效能——由控制器內部的處理器決定；會影響 CPU 核心數量、時脈速度、資料處理能力、平行機制與多工處理功能。
• ​記憶體——由 RAM 容量與速度決定；會影響即時緩衝與處理大型資料集的效率，可減少潛時，並且支援 PXI 模組之間進行高傳輸率通訊。
• ​資料傳輸率——取決於 PCI Express 通道寬度與世代；用於定義控制器與模組之間的最大資料傳輸率，這是實現高速擷取或串流的關鍵。
• ​即時效能——由處理器選擇與作業系統共同主導，這兩者共同影響潛時與精確度。
• 作業系統——可從 Microsoft Windows、桌上型 Linux 或 NI Linux Real-Time 中選擇。
• ​I/O 與連線功能——透過 USB、乙太網路、Thunderbolt™ 與其他人機介面連接埠提供，支援週邊整合與遠端存取。

​選擇合適的控制器，可確保您的 PXI 系統可針對目前最嚴苛的測試與量測應用，提供所需的運算能力、資料傳輸率與連線能力。NI PXI 控制器的多功能設計可支援多種使用案例，包括但不限於下列範例：

• 量產測試系統——在製造環境中自動測試電子裝置、PCB 與組件。
• ​驗證與特性分析——功能驗證測試、聲音與音訊測試，以及電子元件的特性分析。
• ​高速資料擷取——RF 記錄/播放、無線通訊原型製作，以及高傳輸率訊號分析。
• ​硬體迴路 (HIL)——適用於汽車、航太與工業級嵌入式系統的即時模擬與控制。

深入了解 NI PXI 控制器。

本節提供嵌入式與遠端控制器的比較。 

嵌入式控制器

嵌入式控制器是獨立式電腦，可直接安裝於 PXI 機箱中，無需外接電腦。NI 嵌入式控制器專為 PXI 系統設計，能提供高效能、穩定的運算。透過預先設定的作業系統選項、堅固的結構設計與長期支援，這些控制器協助工程師加快部署速度，確保從設計驗證到量產測試的作業可靠運行。

嵌入式控制器的重要功能

• 靈活的作業系統——可選擇 Windows、Desktop Linux 或 Linux Real-Time，以滿足應用與整合需求。
• 高效能運算——透過強大的處理器與快速的資料傳輸率，處理要求嚴苛的測試與量測工作負載。
• 簡化軟體開發——透過與 NI 軟體緊密整合，簡化設定、配置與部署作業。
• 長期擴充能力——仰賴穩定的效能與生命週期支援，實現多年穩定作業。
• 硬體架構安全——透過適用於 Windows 11 的 TPM 2.0 支援安全開機與裝置加密等硬體架構安全功能。

^{圖 1.  這個 NI PXIe-1081 機箱安裝了 NI PXIe-8842 嵌入式控制器與其他 NI 儀器。}

遠端控制器

遠端控制器使用 MXI-Express 或 Thunderbolt 高速介面，將 PXI 機箱與外接主機電腦連線。 這種設定讓 PXI 系統能夠運用現有的桌上型電腦或筆記型電腦的處理能力、儲存空間與顯示功能，提供靈活且具經濟效益的嵌入式控制替代方案。 圖 2 為筆記型電腦架構的遠端控制器設定，圖 3 為桌上型電腦架構的遠端控制器設定。

^{圖 2. 筆記型電腦架構的遠端控制器設定，包含 NI PXI Express 機箱、Thunderbolt 遠端控制模組、Thunderbolt 3+ M2M 連接線，以及配備 Thunderbolt 3+ 連接埠的筆記型電腦。}

^{圖 3. 桌上型電腦架構的遠端控制器設定，包含 NI PXI Express 機箱、遠端控制模組、MXIe 連接線、遠端控制裝置 (PCI 介面卡)，以及桌上型電腦。}

遠端控制器的主要功能

• 可攜性與現場部署——可與可攜性或空間有限環境的筆記型電腦或精巧型電腦相容，包括支援符合現場 IT 政策的客戶提供電腦。 
• 成本效益——使用現有運算資源取代專用的嵌入式控制器，有機會降低整體系統成本。 
• 高效能與擴充性——提供高頻寬資料傳輸與多機箱設定的功能，適用於嚴苛的應用。

在某些情況下，遠端控制器可能會比嵌入式方案更適用，例如： 

• 研發與製造環境中的自動化測試系統
• 適用於現場服務與維護的可攜式診斷工具
• 有共用運算資源的學術與研究實驗室
• 需要快速重新設定的概念驗證與原型製作設定

此技術文章只著重於選擇嵌入式控制器。 如需深入了解 PXI 遠端控制器，請參閱手冊。

NI PXI 嵌入式控制器包含四個主要型號——NI PXIe-8822、NI PXIe-8842、NI PXIe-8862 與 NI PXIe-8881。每個型號均提供不同的處理器類型、核心計數與頻寬容量，將於下列 1–3 節中說明。 每個型號各有不同的料號，以及不同的作業系統、RAM、儲存空間等選項，本文將於第 4–8 節說明。

選擇控制器時，請考慮下列主要考量：

• 受測裝置系統需求
• 處理器需求
• 頻寬需求
• 記憶體 (RAM) 與儲存空間
• 正確的作業系統
• I/O 與連接選項
• PXI 機箱相容性
• 穩定性
• 安全需求

受測裝置系統需求

受測裝置 (DUT) 會驅動每一個 PXI 系統決策。定義下列參數有助於了解您需要的儀器或模組的類型與數量，這會影響您的機箱選擇，最終決定哪個控制器最符合系統需求。 

• 訊號類型與頻寬——辨別您的應用是否使用類比、數位、RF 或混合訊號，指定這些模組的頻率範圍與頻寬。高頻寬訊號需要具備高 PCI Express 傳輸率與多核心 CPU 的控制器，以快速處理資料。
• 通道數與解析度——判斷同步通道數量與所需解析度，例如 16 位元或 24 位元。隨著通道數與解析度增加，資料量也會增加，因此需要具有更大 RAM 容量與更快記憶體頻寬的控制器。
• 資料傳輸率與資料量——評估測試期間的峰值資料傳輸率，以及預期的總資料量。對於具有高資料傳輸率的應用，控制器必須提供最高的 PCI Express 頻寬、高速儲存空間，以及足夠的 RAM，才能進行即時資料緩衝。
• 環境與物理限制——考量作業溫度、振動容錯，以及測試環境所帶來的任何規格限制。如果受測裝置 (DUT) 位於嚴苛環境中，請務必選擇符合更高環境規格的遠端設定或控制器，以確保系統穩定性。
• 測試執行模式與平行機制——考慮測試的運作方式。是否需要連續執行，或需要精確的控制迴圈? 即時作業系統能發揮精確控制的優勢，且長時間測試可能需要高穩定性的硬體與擴充儲存空間選項。 若您打算同時測試多個 DUT，則選擇核心數較高的控制器，即可改善平行處理與整體測試產能。
• 機箱設定——評估機箱內 PXI 模組所需的通量。裝滿多款高效能模組的機箱，需要具備最高 PCI Express 通道數、高系統頻寬與強大 CPU 的控制器，才能處理平行資料串流而不會出現瓶頸。

了解這些需求有助於確保所選的控制器可提供應用所需的效能、擴充性與穩定性。下列各節將探索嵌入式控制器的關鍵參數。 在本技術文章結束時，為您提供三個不同的測試情境，說明這些參數如何引導選擇控制器。

1.處理器需求

選擇正確的處理器——無論是 Intel® Core™ i3、i5、i7 或 Xeon®——都是提升自動化測試與量測系統效能的關鍵。處理器決定 PXI 控制器能否有效率地處理諸如資料擷取、訊號分析、平行處理與即時控制等作業。選擇處理器時，您可以評估幾項不同的屬性，包含處理器的核心數量、效能本身、執行緒功能與時脈速度。 

核心數量

較高的核心數可讓多項作業平行執行，這對 RF 訊號分析、資料記錄或控制迴路等多執行緒應用而言非常重要。

^{表 1. 處理器核心數與一般使用案例}

比較處理器效能

比較處理器效能時，CPU 基準能提供跨世代、跨廠商比較，不僅量測時脈速度或核心數等規格，更能量測實際效能。PassMark CPU Benchmarks 等工具可量化單核心與多核心效能，讓您更準確地了解處理器在實際情境下的效能。 若要將不同控制器的基準分數標準化，可將控制器的 CPU 基準分數除以 PXIe-8842 的基準分數 15,778，以計算 CPU 標記值。舉例來說，PXIe-8842 的標準化 CPU 標記值為 1 (15,778 ÷ 15,778 = 1)，而 PXIe-8881 的分數為 2.04 (32,177 ÷ 15,778 = 2.04)。只要將此分數標準化，即可更輕鬆地比較不同廠商控制器的 CPU 標記值比。並非所有同品牌處理器都能發揮相同的效能——每款處理器均針對不同的優先順序進行最佳化處理。舉例來說，用於 PXIe‐8881 的 Intel Xeon W‐2295 具備 18 個專為高通量工作負載所設計的核心，因而可達 2.04 的多執行緒 CPU 標記分數。相對而言，其他市售控制器所搭載的 Intel Xeon W‑11865MRE 的分數約為 1.24。 

^{圖 4. NI PXI 嵌入式控制器的多執行緒 CPU 標記值}

執行緒功能

執行緒是指 CPU 同時執行多個指令序列 (執行緒) 的能力。

• 單執行緒——每個核心一次處理一個執行緒，因此會限制平行機制。
• 多執行緒——每個核心都可處理多個執行緒，進而提升並行工作負載的資源使用率與效能。大多數現代 CPU 均使用超執行緒，其中每個實體核心會同時執行 2 個執行緒，以提升效率。

在 C++ 或 Python 等傳統程式設計語言中，工程師必須編寫底層執行緒程式碼，例如建立執行緒、透過鎖定或號誌 (semaphores) 管理同步化作業，以及手動將作業分配至不同核心。若要解決諸如競態條件或死結等問題，複雜度與風險都會增加。

NI LabVIEW 與 NI TestStand 透過下列方式簡化平行測試執行作業：

• LabVIEW 是一種圖形化程式設計環境，可簡化平行程式設計，其資料流模型本就支援並行作業，而執行階段則會自動管理 CPU 核心分配。獨立的節點會在輸入資料可用時立即執行，而工程師可透過設定執行系統，將 UI、擷取與分析執行緒分開，進一步最佳化效能。
• TestStand 是一款測試管理軟體，常用於平行測試，可同時測試多個受測裝置 (DUT)。 一般而言，若要建立平行測試執行作業，就必須深入了解電腦作業系統如何處理平行作業，以及如何在多個待測裝置之間共用儀器資源而不會產生衝突或死結 (可能導致儀器停滯)。 TestStand 提供預定義的處理模型，可自動建立與管理執行緒、將執行緒分配至不同 CPU 核心，以及處理共用資源的同步化作業，進而大幅減少這類複雜性的問題。工程師可以設定 DUT 的數量與資源規則，使平行測試的實現相較於傳統方法更為簡便、更具經濟效益。 深入了解可降低測試成本的平行測試架構。

透過組合 LabVIEW 與 TestStand 等多核心處理器與軟體，工程師與開發人員不需編寫底層執行緒程式碼即可達到高通量與回應度。NI 工具能自動無縫處理執行緒建立、排程與資源共用作業，讓工程師能專心開發測試邏輯，同時充分發揮多核心 CPU 的效能。 

時脈速度與精確效能

對於自動化測試系統中的高速資料擷取、HIL 系統或頻譜分析等單執行緒時效性作業而言，時脈速度 (GHz) 相當重要。時脈速度越高，潛時就會越低，精確度也越好，因此控制迴圈也就更短、取樣率更高，抖動也更低。在單執行緒作業中，更快的 CPU 速度能發揮更好的迴圈執行與時序準確度。比較時脈速度時，請務必在同代 CPU 内進行比較，因為架構差異可能會大幅影響實際效能。

^{表 2. CPU 時脈準位與建議的使用案例}

^{圖 5. 潛時與時脈速度}

針對即時作業，應該優先考量低潛時與高時脈速度，而非核心數。請記住，更高的 GHz 值會增加熱能輸出與耗電量，因此充分冷卻相當重要。超執行緒無法提升單執行緒效能；對於即時作業，專注於實體核心的速度可以提供最佳結果。

選擇正確處理器的關鍵步驟

• 排定核心數的優先順序——選擇更多的核心數，以實現更強的平行機制與多工功能。 
• 比較 CPU 基準——使用標準化效能指標，客觀評估整個市場的處理器。 
• 運用執行緒功能——將多核心處理器與 LabVIEW 及 TestStand 等 NI 工具配對，無需複雜編碼即可平行執行。 
• 即時任務專注時脈速度——對於時效性應用而言，若潛時與精確度至關重要，優先選擇更高的時脈速度而非核心數。

整體而言，先前所討論的屬性可協助您在應用方面平衡效能與成本。 

2.頻寬需求

在 PXI 系統中，頻寬是指控制器、PXI 模組與其他系統元件之間傳輸資料的速率。 頻寬是決定系統處理大量資料作業的成效的關鍵因素。有兩種主要的頻寬類型需要考量：整體系統頻寬與記憶體頻寬。 

系統頻寬

系統頻寬是指 PXI 控制器與 PXI Express 背板之間的最高資料傳輸率。這決定了控制器與安裝於機箱的 PXI Express 模組之間的資料交換速度。

• PXI Express
  • PCI Express Gen 1 – 每通道最高 250 MB/s (x4 = 1 GB/s)
  • PCI Express Gen 2 – 每通道 500 MB/s (x4 = 2 GB/s)
  • PCI Express Gen 3 - 每通道 1 GB/s (x4 = 4 GB/s 或更高)

PXI Express 背板頻寬決定了控制器將資料傳輸至機箱內 I/O 模組的速度。舉例來說，若使用支援 PCI Express Gen 3 (4 GB/s) 的 PXI Express 機箱，但選擇僅限於 PCI Express Gen 1 (1 GB/s) 的控制器，則在傳輸速率為 1 GB/s 時，系統會產生瓶頸，進而降低 RF 或高通道 DAQ 等高速應用的效能。將控制器的 PCI Express 世代與機箱匹配，可確保最高通量與系統效率。 如需背板頻寬的詳細資訊，請參閱技術文章選擇合適的 PXI Express 機箱，實現高效資料移動與傳輸率。

記憶體頻寬

記憶體頻寬定義 CPU 可從 RAM 存取與處理資料的速率——這對即時效能、多工與需要大量資料的應用 (如訊號分析與機器學習) 而言非常重要。高速 DDR4/DDR5 記憶體與多通道架構可確保執行流暢無礙，在執行多個應用程式或虛擬機器時更是如此。

如何計算記憶體頻寬理論值

公式： (通道×每傳輸位元組×時脈速度)/1024
 
範例： PXIe-8881 提供記憶體頻寬 (4×8×2666)/1024 = 83 GB/s

記憶體頻寬必須高於系統 PCI Express 頻寬，以免發生瓶頸，因為 CPU 和模組可能同時從記憶體串流資料。如果記憶體頻寬太低，即使是高速 PCI Express Gen 3 背板也無法發揮其完整潛能，進而會影響高傳輸率應用的效能。

依頻寬等級區分的 PXI 控制器選擇對照表

表 3 可根據您的預估應用傳輸率，協助您選擇符合頻寬需求的控制器。將這些因素納入考量有助於確保您的系統能有效地取得資料並進行處理，而不會產生瓶頸。

^{表 3. 以頻寬等級區分的 PXI 控制器建議}

3.記憶體 (RAM) 與儲存空間 

RAM 可做為控制器的短期記憶體，在測試執行期間暫時儲存資料。充足的 RAM 可減少儀器與控制器之間的瓶頸，從而能在 PXI Express 背板之間順暢傳輸資料，並有效率地處理大型資料集。

RF 分析、混合式訊號擷取、HIL 模擬與即時訊號處理等高效能應用，可受益於更高的 RAM 容量，以支援更快的運算與多工處理。 舉例來說，PXIe-8881 最多支援 64 GB 的四通道 DDR4-2666 RAM，而 PXIe-8862 可提供最多 32 GB 的雙通道 DDR4-3200 RAM，適用於更密集的作業。

其他應用 (例如基本資料擷取、感測器記錄與溫度監控) 通常僅需要 8 GB 的 RAM 即可有效率地執行，因其對資料緩衝與處理的需求較低。

儲存空間是儲存資料、軟體與作業系統檔案的位置。此值會影響資料的寫入、檢索與分析速度。 NI PXI 嵌入式控制器有 2 個主要儲存選項。固態硬碟 (SSD) 因其速度、穩定性與耐用度而成爲首選，其容量可達 512 GB，並提供擴充選項。為了在機密環境中安全處理資料，有些控制器 (例如 PXIe-8862) 具有人機介面可移除磁碟機，並提供高達 960 GB 的升級選項。

若您需要更多儲存空間進行高速記錄 (> 1 GS/s) 或在機箱進行長時間測試的處理，建議加裝 PXI 儲存模組 (NI PXIe-8267) 以擴充容量並提升效能。

4.正確的作業系統

作業系統會決定適用於您應用的開發工具、驅動程式與自動化架構。其中一個重要考量是作業系統能否提供确定性与精確的時序。若應用需要可預測的低潛時響應，例如硬體迴路模擬或閉迴路控制，則必須使用即時作業系統。 

Microsoft Windows

Windows 是最廣為使用的 PXI 系統作業系統，可與諸多測試與量測軟體相容，包括 NI LabVIEW、NI TestStand 與第三方工具。其圖形化使用者介面 (GUI) 可簡化開發、除錯與整合企業 IT 基礎架構的作業。 

長期服務通道 (LTSC) 版本是 Windows 的專屬版本，專為企業與關鍵任務環境所設計，以满足其对穩定性、安全性與長生命週期的需求。IoT 企業 LTSC 提供长达 10 年的支援周期。NI PXI 控制器隨附 Windows 10 LTSC 或 Windows 11 LTSC。

深入了解 Windows 11。

NI Linux Real-Time

NI Linux Real-Time 專為要求高精確度、低潛時效能的應用所設計。即時核心可確保響應時間可預測，而介面 (無 GUI) 作業則可提升嵌入式與工業環境中的穩定性。NI Linux Real-Time 也較不容易受到可能會干擾測試執行的非預期更新或背景流程所影響。NI LabVIEW Real-Time Module 可全面支援 NI Linux Real-Time OS。

NI Linux Real-Time OS 可提供：

• 最差情境執行時間保證
• 優先考量程式區段以實現最佳效能
• 一致的迴圈時序 (微秒級精度)

深入了解：

• NI Linux 技術
• 什麼是 Real-Time 作業系統？
• 我是否需要 Real-Time 系統？

無作業系統 (客制化安裝)

NI PXI 控制器可透過「無 OS」控制器型號支援客制化作業系統部署，讓組織可靈活安裝自己的作業系統。此選項適用於有專屬需求、特殊安全策略或特殊整合需求的團隊。

此方式的客制化程度最高，但必須具備進階的作業系統部署與驅動程式整合專業知識。舉例來說，NI 硬體驅動程式只適用於特定的 Linux 發行版，因此，為確保 PXI 模組正常發揮功能，建議使用 RHEL、Ubuntu 或 OpenSUSE 等支援的發行版。

您也可以使用線上 NI OS Compatibility Checker，以顯示 NI 軟硬體的作業系統相容性。請參考此資訊，以確保所需的作業系統可支援所選的硬體/驅動程式/軟體組合。

深入了解 Linux 桌上型 NI 平台。

5.I/O 與連接選項

PXI 嵌入式控制器不僅能透過 PXI Express 背板提供高速通訊功能，還能發揮外部系統的介面作用。 I/O 頻寬是指控制器與外接裝置之間透過 Thunderbolt、USB、乙太網路、DisplayPort™ 與 NVMe 儲存裝置等連接埠傳輸資料的速率。這些連線支援資料記錄、遠端控制、視覺呈現，以及與外部儀器整合。

對於需要高速外部資料傳輸的資料密集型工作流程或分散式測試系統而言，I/O 頻寬相當重要，例如：

• 運用 Thunderbolt 或 NVMe 將大型資料集串流至外部儲存裝置
• 透過乙太網路進行遠端監視或控制
• 連接多個高解析度顯示器以實現視覺化

如果您的應用在 PXI Express 機箱內部處理資料，I/O 頻寬就不是那麼重要：這種情況下它更偏向於「參考性質」。不過，對於需要仰賴外部連線的系統而言，這可能會大幅影響效能。

NI PXI 嵌入式控制器常見的 I/O 介面

• 乙太網路 (RJ-45)——網路連線、遠端控制、資料傳輸
• USB (2.0/3.0/3.2)——週邊裝置連接 (鍵盤、磁碟機、儀器)
• Thunderbolt 4——高速外接裝置連線
• DisplayPort——監控 GUI 與除錯的連線
• 序列 (RS-232/RS-485)——舊款儀器與工業級裝置控制
• GPIB——舊款儀器控制 (在特定型號中可選)
• 觸發埠——在 PXI 觸發器與背板之間路由
• 可移除式儲存裝置 (U.2 NVMe SSD)——擴充或升級儲存容量
• 重置按鈕與 LED——系統重置與視覺狀態指示燈

圖 6. 具備可移除式硬碟的 PXIe-8862 細部圖

6. PXI 機箱相容性

PXI 嵌入式控制器安置於 PXI 機箱中。PXI 機箱不只是機械結構框架，更決定背板架構、電力供應、冷卻能力以及可供嵌入式控制器與 PXI 模組使用的資料頻寬。選擇正確的機箱，可確保測試系統的最佳效能、相容性與擴充能力。

了解選擇 PXI 控制器的影響

所有 NI 控制器在機械與電氣層面均相容於任何 PXI 機箱，這意味著，無論您的設定為何，皆可正常運作。不過，相容性無法保證能發揮最佳效能。為了達到最高傳輸率與穩定性，必須選擇符合控制器頻寬與功率需求的機箱。

• 效能影響——低頻寬機箱中的高速控制器會浪費系統 PCI Express 頻寬。舉例來說，若 NI PXIe-8862 控制器 (PCI Express Gen 3) 用於 NI PXIe-1071 機箱 (PCI Express Gen 1)，則該機箱內的模組將無法充分運用 Gen 3 的全部速度。 
• 系統不穩定——供電不足或冷卻不充分可能會造成過熱與關機。此種情況僅適用於 NI PXIe-8881 控制器，因其需要搭配 82 W 冷卻機箱使用。PXI 嵌入式控制器需要一個系統插槽才能運作。由於這些機箱沒有系統插槽，因此無法在 MXIe 或 Thunderbolt 整合式機箱 (例如 NI PXIe-1083 或 NI PXIe-1090) 中運作。

嵌入式控制器規格

PXI 嵌入式控制器的物理規格決定了其與 PXI 機箱的相容性。大多數 PXI 機箱均提供 4 插槽系統控制器的空間，部分第三方機箱則僅提供單一系統插槽。單一插槽控制器可在 4 插槽機箱中運作，但無法充分利用可用的空間。反之，4 插槽控制器無法裝入專為單一系統插槽設計的機箱。

總而言之，機箱與控制器選擇會直接影響資料移動與整體系統傳輸率。如需最佳化 PXI 系統效能的指引，請探索這篇技術文章，以了解如何最大化資料移動與傳輸率。

深入了解：

• NI 機箱設計
• 確認控制器與機箱的相容性
• 驗證完整的系統相容性

7. 穩定性

PXI 嵌入式控制器專爲在多種環境中持續執行關鍵任務作業而設計——從受控實驗室到生產現場與野外測試場域，皆能穩定運作。穩定性是透過環境耐受性與熱能管理實現的。

環境耐受性

• 運作溫度：
  • 控制器 0 °C 至 55 °C。
  • 由於 CPU 效能限制，PXIe-8881 系統在完整負載下可將作業溫度降至 40 °C。
• 工作週期：
  • 控制器——CPU 使用率最高達 100%，每天 0.3 次 SSD 寫入，全天候運作。
  • 標準 HDD——20% 工作週期 (每天 8 小時、每週 5 天)，如同電腦。

熱能管理

• 高效能的 CPU 與高密度配置的 PXI 系統會產生大量的熱能，如果不加以管理，可能會影響穩定性。
• 最佳實務包含配對高功率控制器與高效能機箱，以實現最佳冷卻效能。 
  範例： 配備 NI PXIe-8881 控制器 (8 核心 CPU) 的 NI PXIe-1095 機箱 (每插槽冷卻能力 82 W)，可為需要大量運算的多插槽系統提供熱能餘量。

8.安全需求

隨著測試系統的連線與整合於企業網路的程度越來越高，資料保護與維護系統完整性也變得益發重要。 我們針對所有 NI 產品 (包含控制器) 實作可靠的安全協定。深入了解 PXI 產品安全的平台層級安全。

此外，我們與領先的處理器製造商合作，確保最新的 NI 控制器具備 TPM 2.0 等進階硬體架構安全性。 Trusted Platform Module (TPM) 是一款專用晶片，可安全儲存加密金鑰、啟動安全開機、驗證韌體完整性、支援磁碟加密，並加速驗證。TPM 2.0 現已成為大多數 NI 嵌入式控制器的標準配置，不僅提升安全性，更能相容于現代網路安全架構，包括 Windows 11 的安全開機與裝置加密等功能

深入了解：

• Windows 11 安全性與測試應用的優勢
• TPM 常見問題集

中國 TPM 2.0

NI 控制器提供標準 TPM 2.0 與中國 TPM 2.0 兩種選項。中國 TPM 2.0 符合中國政府法規，並使用本地加密演算法 (SM2、SM3、SM4) 取代國際標準 (RSA、SHA、AES)。 若要讓在中國部署的產品符合當地安全標準，需要使用中國 TPM 2.0。如果您的系統位於中國，請選擇「中國 TPM」選項。 在此檢查特定控制器的 TPM 支援。 

此外，部分 NI PXI 嵌入式控制器具有可移除式硬碟選項，以滿足在機密環境中安全處理資料的需求。如需詳細資訊，請參閱 PXIe-8822/42/62 入門指南。

評估您的應用需求，並將處理效能、系統頻寬到安全性等因素納入考量後，即可在選擇控制器時放心做出明智的決定。

下列三種測試情境說明如何依據特定的應用需求驅動儀器、機箱與控制器的選擇，從而為建立具經濟效益且經最佳化的 PXI 系統提供實用的深入分析。

測試情境 1：消費性電子產品基礎自動化驗證

客戶正在建立具經濟效益的自動化測試系統，用於驗證智慧型家用裝置、穿戴式裝置或手持式小工具等消費性電子產品。

主要需求

• 低資料傳輸率——最高 100 MB/s 的數位 I/O、感測器量測，以及基本類比擷取功能。 
• 可靠效能——可執行測試指令碼、記錄結果，以及執行基本分析，無延遲現象。 
• 相容於 Windows OS——可確保整合 LabVIEW、TestStand 與 Python 架構工具。 
• 可擴充儀器——支援多個適用於 I/O、功率與量測的 PXI 模組。 
• 符合預算需求——優先考量低總擁有成本，並將設定複雜度降至最低。

儀器選擇

此系統包含下列模組：

• NI PXIe-6509：96 通道數位 I/O，適用於裝置控制與狀態監視。
• NI PXIe-4300：8 通道類比輸入，用於驗證感測器。
• NI PXIe-4112：用於為 DUT 供電的可程式化電源供應器。
• NI PXIe-2527：用於訊號路由與切換的多工器。

這些儀器需要中等的頻寬，並且能透過同步化的觸發與時序提升效能。

機箱選擇

NI PXIe-1088 機箱

• 9 個 PXI Express 插槽
• 最高每秒 8 GB 的系統頻寬
• 精巧且平價，適用於桌上型或機架固定安裝。

此機箱可支援所有精選儀器，並提供足夠的頻寬以因應應用需求。

控制器建議

NI PXIe-8822 嵌入式控制器

^{表 4. NI PXIe-8822 嵌入式控制器規格}

為何 PXIe-8822 適用於此情境

• 平衡的效能——適用於通用驗證作業，不需過度投資高階規格。
• 可擴充——支援額外的 PXI 模組，適用於數位 I/O、類比輸入或功率量測。
• 精巧可靠——耗電量低、固態儲存，相當適合實驗室或生產環境。

測試情境 2：安全關鍵智慧型裝置的大量功能測試

智慧型火災與氣體偵測系統製造商每年皆需採用標準化的自動化測試平台，以驗證並生產數百萬個重要的安全裝置。此系統必須確保品質零妥協、處理複雜的功能，並能發揮量產擴充效率。

主要需求

• 高測試範圍——感測器、無線協定、嵌入式軟體與使用者介面的功能驗證。
• 自動化——能在一晚內執行數百次測試，以加快驗證速度並減少手動作業。
• 資料完整性——準確量測與可追蹤性，以符合法規要求並支援長產品生命週期 (10 年以上)。
• 擴充能力——支援平行 DUT 測試，並可輕鬆複製測試工作站，進而提高產量。
• 標準化——在驗證與生產作業中採用常見的軟硬體架構，以縮短週期時間並降低維護成本。

儀器選擇

• NI PXIe-4300——適用於感測器校準與環境量測的類比輸入。
• NI PXIe-6571——適用於測試嵌入式介面功能的數位碼型產生器。
• NI PXIe-4112——適用於 DUT 電源序列的可程式化電源供應器。
• NI PXIe-2532B——適用於訊號路由與切換的矩陣切換器。

機箱選擇

NI PXIe-1095 機箱

• 18 個適用於高密度設定的 PXI Express 插槽。
• 最高 24 GB/s 的系統頻寬，適用於平行 DUT 測試。
• 進階 82 W 冷卻功能，適用於長時間的高負載作業。

控制器建議

NI PXIe-8862 嵌入式控制器

^{表 5. NI PXIe-8862 嵌入式控制器規格}

為何 PXIe-8862 適用於此情境

• 平衡的效能——可處理大量功能測試與自動化作業，且不需對 Xeon 級規格進行過度投資。
• 具成本效益——價格比 PXIe-8881 低，但仍支援多插槽高密度設定。
• 擴充性——可順暢搭配 PXIe-1095 機箱運作，以進行平行 DUT 測試。
• 穩定性——固態儲存與可靠的設計能確保安全關鍵裝置的正常運作。

測試情境 3：適用於無線系統的高頻寬 RF 驗證

一位客戶正在開發用於驗證 5G 無線模組、RF 前端裝置與高速收發儀的自動化測試系統。系統必須處理大規模資料串流，以進行即時訊號分析與記錄/播放。

主要需求

• 高資料傳輸率——不斷串流最高 4 GHz 的瞬間頻寬，適用於 RF 記錄/播放與多通道訊號擷取。
• 相容於 Windows OS——能與 LabVIEW、TestStand 以及 NI RFmx 量測屬性與 API 順暢整合。
• 可擴充架構——支援多組 RF 儀器，並可擴充為多機箱設定。
• 可靠的熱能管理——高效能 CPU 與密集的 RF 模組需要進階冷卻功能。

儀器選擇

• NI PXIe-5842——向量訊號收發儀 (VST)，可產生並分析高達 54 GHz 的 RF 訊號。
• NI PXIe-5668——適用於寬頻量測的高效能 RF 訊號分析儀。
• NI PXIe-7903——FPGA 協同處理器模組，可進行即時訊號處理與資料串流。
• NI PXIe-6674T——適用於相位同調量測的時序與同步化模組。

這些儀器需要高 PCI Express 頻寬，且能發揮精確觸發的優勢。

機箱選擇

NI PXIe-1095 機箱

• 18 個 PXI Express 插槽
• 單插槽冷卻卻能力最高 82 W
• 24 GB/s 的系統頻寬，支援多機箱擴充
• 適用於需要最高傳輸率與熱能餘量的 RF 與 FPGA 密集應用。

控制器建議

NI PXIe-8881 嵌入式控制器

^{表 6. NI PXIe-8881 嵌入式控制器規格}

為何 PXIe-8881 適用於此情境

• 極高頻寬——能處理多通道 RF 串流與 FPGA 資料移動而不會產生瓶頸。
• 運算能力——8 核心 Intel Xeon CPU 支援即時分析與複雜的訊號處理。
• 熱能穩定性——專為 PXIe-1095 機箱内的高功率 RF 模組所設計。
• 擴充性——支援大型 RF 測試系統的多機箱設定。

根據應用需求選擇合適的 NI PXI 控制器，包括處理速度、頻寬、記憶體等。您可以從下列一般指南著手了解 NI System Advisor，以立即設定系統。 如需比較型號與料號，請參閱 NI PXI 控制器手冊。

^{表 7. 依應用推薦的 NI PXI 控制器}

• 立即建立 PXI 系統
• 探索 PXI 嵌入式控制器的設計優勢
• 深入了解建立測試系統的基本概念

^{Windows 是 Microsoft Corporation 在美國與其他國家/地區的註冊商標。}

^{Linux® 註冊商標係根據 LMI 的轉授權許可使用；Linus Torvalds 持有此商標在全球的擁有權，LMI 則取得了 Linus Torvalds 的獨家授權。}

^{Thunderbolt 與 Thunderbolt 標誌是 Intel Corporation 或其子公司在美國和/或其他國家/地區的商標。}