PXI Express: Hohe Datenübertragungsraten für Messtechnik und Simulation
STRAUBENHARDT: Schroff erweitert seine Produktpalette um ein modular aufgebautes SCHROFF PXI Express System für Messtechnik und Simulation. Wie bei allen Produkten von Schroff gewährleisten die Optionen der Standardkomponenten Flexibilität und kosteneffiziente Anpassung zahlreicher Kunden- oder Anwendungsanforderungen.
PXI Express bietet eine modulare Architektur, die den PCI Express Bus mit dem CompactPCI Express Formfaktor für eine breite Palette von PC-basierten Anwendungen der Messtechnik und Simulation nutzt. Die Zahl
der Benutzer*innen, die von PXI auf PXI Express umsteigen, ist nach anfänglichem Zögern in den letzten Jahren stetig gewachsen. Ein Grund hierfür ist die Nachfrage nach einer höheren Datenübertragungsrate, die PXI Express im Vergleich zu PXI bietet.
Eine der Herausforderungen bei der Entwicklung einer PXI Express Backplane, dem Herzstück des Systems, zeigt sich beispielsweise in der Kombination von PXI Express mit PCI Express Karten, CompactPCI Karten oder PXI Karten in einem System. Um die altbewährten CPCI und PXI Karten mit den neuen CPCI Express und PXIe Karten zu kombinieren, und die Slots anzusprechen, wird eine PCIe-to-PCI-Bridge benötigt. Ein weiterer Punkt ist der notwendige Systemslot mit einer nur geringen Anzahl an PCIe Lanes. Um größere Systeme mit mehr
als vier Systemslots aufzubauen, wird ein PCIe Switch benötigt, der dann weitere Slots ansprechen kann. Die dritte Herausforderung ist die sogenannte Clock-Generierung bei PXI Express. Im Vergleich zu PXI sind die Trigger- und Clocksignale um den Faktor 10 schneller, von 10 MHz Clock zu 100 MHz Clock. Dieser schnelle Clock muss entweder auf der Backplane generiert werden, oder von einem Board oder einer externen Quelle kommen. Und im laufenden Betrieb muss das Umschalten zwischen diesen Quellen innerhalb der Taktfrequenz möglich sein. Diese Anforderungen verursachen eine relativ aufwendige Beschaltung, die bei vielen derzeit auf dem Markt erhältlichen aktiven Backplanes direkt integriert ist. Änderungen und Anpassungen werden so sehr aufwendig. nVent SCHROFF hat für seine PXI Express Backplane einen anderen Weg gewählt. Die Backplane ist so passiv wie möglich gestaltet und die Funktionen von PCI Bridge, PCIe Switch und Clock werden als separate Module ausgeführt und auf der Rückseite der Backplane zwischen oder über den Slots angeordnet. Dadurch ist im Vergleich zu aktiven Backplanes ein kompakterer Aufbau möglich.
Durch das modulare Konzept können Standardkomponenten eingesetzt und jede Konfiguration einer PXI Express Backplane einfach realisiert werden. Nur der passive Teil der Backplane muss angepasst werden, so dass sich auch bei kleineren Stückzahlen die Kosten im Rahmen halten. Die von nVent SCHROFF entwickelten PCI Bridge, PCIe Switch und Clock-Module sind getestet und verifiziert. Das PCIe Switch Modul ist bereits mit einem PCI Express Gen3 Switch ausgerüstet, damit ersparen sich Anwender*innen ein später eventuell notwendiges Update.
Das komplette PXI Express System von nVent SCHROFF basiert auf dem modularen, 44 TE breiten und 4 HE hohen RatiopacPRO Air Gehäuse von nVent SCHROFF mit integriertem Lüftungskonzept und integrierter Lüfterregelung. Als Netzgerät wird ein industrietaugliches Netzteil mit den üblichen PC-Spannungen (3,3 V, 5 V, ±12 V und 5 V Standby) eingesetzt. Wenn der Hauptschalter eingeschaltet ist, kann das System per Tastendruck gestartet bzw. heruntergefahren werden. Sollte es in bestimmten Anwendungen notwendig sein, können jederzeit auch stärkere Lüfter oder ein anderes Netzgerät eingesetzt werden, denn die Modularität bezieht sich nicht nur auf die Backplane, sondern auf das gesamte System.