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PXI und PXIe

PXI und PXIe (kurz für PCI(e) eXtensions for Instrumentation) sind zwei der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Standards in der modernen Messtechnik. PXI wurde 1997 von National Instruments entwickelt, ist heute jedoch ein frei zugänglicher und vor allem neutraler Standard.

In diesem Blogpost möchten wir Ihnen erklären, was PXI/PXIe ist und wo diese Standards zum Einsatz kommen. Um aber zu verstehen wie PXI/PXIe funktioniert, müssen wir zu den Grundlagen der Computersysteme zurückkehren.

Was ist ein Bus?

Informatiker:innen sind in Fachkreisen unter anderem für ihre Fähigkeit zur originellen Namensgebung bekannt. Auch der Begriff Bus fiel dieser Namensgebung zum Opfer. Ein Bus ist ein Transportmittel, mit dem man viele Menschen gleichzeitig transportieren kann. Dabei kann jede Person dort aussteigen, wo sie gerne möchte.

Ganz ähnlich verhält es sich auch mit einem Bus in der Informatik. Ein solcher Bus transportiert jedoch keine Personen, sondern Daten oder sogar Strom. Ein Bus ähnelt in diesem Zusammenhang einem gewöhnlichen Anschluss. Bei einem gewöhnlichen Anschluss kann ein Gerät mit einem anderen Gerät verbunden werden. Ein Bus ermöglicht im Gegensatz dazu das Verbinden eines Gerätes mit mehreren anderen.

In Computersystemen wird zwischen zwei Arten von Bussen unterschieden:

  • Systembus: Der Systembus überträgt Daten innerhalb des Systems. Der Prozessor eines Computers kommuniziert über einen Systembus mit anderen Teilen des Systems, wie beispielsweise dem Zentralspeicher.
  • Erweiterungsbus: Dieser dient zur Verbindung von externen Komponenten mit dem System. Beispielsweise können über den Erweiterungsbus Grafikkarten oder zusätzliche Speichermodule angeschlossen werden.

Bis vor wenigen Jahren war PCI einer der am häufigsten verwendeten Erweiterungsbusse. PCI ermöglichte unter besten Bedingungen eine Übertragungsbandbreite von 533 MB/s. Da Grafikkarten und andere Komponenten jedoch eine immer höhere Datenrate erfordern, ist heutzutage der PCIe-Bus (PCI-Express) gängig. Dieser bietet eine Bandbreite von bis zu 8 GB/s pro Kanal, also 16-mal mehr als der Standard-PCI-Bus.

PXI- und PXIe-Standard

PXI und PXIe sind extra für messtechnische Anwendungen entwickelte Bussysteme, die auf PCI bzw. PCIe basieren. Dies wird auch durch den voll ausgeschriebenen Namen PCI(e) eXtensions for Instrumentation klar.

PXI connection

Ein PXI Anschluss

Obwohl die Namen für PXI und PXIe sehr ähnlich klingen, unterscheiden sie sich hardwaretechnisch sehr stark. So bietet PXIe aufgrund eines parallelen Bussystems eine deutlich höhere Bandbreite und geringere Latenz. Auch sind beide Systeme nicht miteinander kompatibel, außer man verwendet sogenannte PXI-Hybridmodule, welche beide Standards unterstützen.

Für die Messtechnik von großer Bedeutung sind die im PXI/PXIe-Bus zusätzlich integrierten Timing- und Triggermodule. Durch diese Module ist eine Synchronisation im Nanosekundenbereich oder eine ereignisgesteuerte Messaufzeichnung möglich. Zusätzlich verfügen PXI-Systeme meist über rüttelfeste und feuchtigkeitsdichte Stecker, was sie besonders robust macht.

Vorteile gegenüber anderen in der Messtechnik verbreiteten Bussystemen sind die hohe Bandbreite, geringe Latenz und gleichzeitig kompakte Bauform. Somit ist der PXI/PXIe-Standard vor allem für Anwendungen mit hoher Kanalzahl und hohem Datendurchsatz die optimale Wahl.

Ganz allgemein besteht ein PXI/PXIe-System aus drei Komponenten:

  • Einem robusten und stabilen Gehäuse
  • Einem Systemcontroller, der den Datenfluss des Systems regelt
  • Externen Modulen, wie etwa Messkarten oder Stromversorgung

Die Kombination von Leistung und Robustheit machen den PXI/PXIe-Bus zum optimalen und vielseitigsten Bussystem in der Messtechnik.

TRION- und TRION(3)-Messkarten

Wir bei DEWETRON stellen hochpräzise Mess- und Prüfsysteme her. Ein großer Fokus liegt dabei auf Verlässlichkeit und Modularität der Systeme. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, benutzen unsere TRION-Messkarten den PXI-Standard.

Unsere TRION(3)-Messkarten gehen aber noch einen Schritt weiter und bieten Ihnen den PXI-Express-Standard an. Somit sind Sie für alle möglichen Anwendungen, egal wie datenhungrig, gerüstet.

Auch unsere Powermeter und All-In-One-Messsysteme verwenden den PXI/PXIe-Standard. Hierbei haben wir auf eine Rückwärtskompatibilität unserer Produkte geachtet. So bieten unsere DEWE3-Messsysteme sogar PXI-Hybrid-Anschlüsse. Es ist somit egal ob Sie nun ein PXI- oder PXIe-Modul mit ihnen verwenden wollen.

PXIe compatibility

DEWE3 Systeme benutzen PXI-Hybridslots

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