Giriş Yap

MENÜ

Blog

MAY

30

2022
Değişim Sorunu: PXI Express (PXIe) ile PXI Karşılaştırması

İletişim ve hücresel endüstride ekipman ihtiyaçları hızla değişmektedir. Özellikle konu iletişim testleri olduğunda, uzun ömürlü ekipmanlara yatırım yapmak her zaman işe yaramıyor. Sonuçta, gelecek ay farklı bir telefon türünü test edeceksiniz ve gelecek yıl farklı bir baz istasyonu konfigürasyonu olacak.  Test konfigürasyonlarının yıllar veya on yıllar sürdüğü aviyonik veya makinelerden farklı olarak iletişimdeki bir test kurulumunun ömrü birkaç ay veya birkaç yıl olabilir.

Bu nedenle, iletişim test sistemleri, tüm sistemi değiştirmek yerine tek tek bileşenleri yükseltmenize izin veren modüler enstrümantasyon sistemlerine giderek daha fazla güveniyor. Eski PXI standardı, son yirmi yılda iletişim endüstrisinde daha geniş çapta benimsenen bir modüler enstrümantasyon standardıdır. PXI, bileşenleri yükseltmek için daha kolay bir yol sağlayarak sektöre iyi hizmet etmiştir.

Bununla birlikte, endüstri ilerledikçe, PXI veri yolunun eski performans sınırlamaları, yeni test sistemleri için daha yeni, daha yüksek performanslı PXI Express (PXIe) standardının avantajlarını dikkate almayı önemli hale getiriyor. PXIe'nin performans iyileştirmeleri ve eski PXI bileşen kullanılabilirliği nedeniyle, cihaz üreticileri eski PXI standardı için gelişmiş bileşenler oluşturmaya daha az eğilimlidir, bu nedenle günümüzün üst düzey ve modern test ekipmanlarının çoğu yalnızca PXIe standardında mevcuttur. PCIe veri yolu PXIe, daha geleceğe  dönük çözümler sunar – her yeni nesil PCIe, PCIe/PXIe bağlantısının fiziksel arayüzünü değiştirmeden daha hızlı veri çıkışı sunar.

Bu teknik incelemede, özellikle iletişim ekipmanlarının test edilmesiyle ilgili olduğu için PXIe standardının PXI standardına göre avantajlarını tartışıyoruz. PXIe'deki iyileştirmelerin çoğu, iletişim endüstrisinin ötesinde diğer endüstrileri de etkiler. Bununla birlikte, özellikle iletişim endüstrisinde, yeni teknoloji standartlarının diğer endüstrilere göre daha hızlı benimsendiği  görülmektedir. Bu durum, test gereksinimlerinin daha hızlı değiştiğini ve daha sık olarak mevcut en yeni enstrümantasyon teknolojisini gerektirdiği anlamına gelir. Bu belge, bir iletişim test sisteminde bulunan bazı tipik test bileşenlerinin ana hatlarını vermekte ve PXIe'nin eski PXI cihazlarına göre nasıl daha yüksek performanslı testler sağladığını açıklamaktadır.

Arkaplan: PXIe Nedir?

PCI eXtensions for Instrumentation (PXI), test ve ölçüm sistemleri için bilgisayar tabanlı bir donanım ve yazılım platformudur. Açık standart, 1990'ların sonlarında PCI bilgisayar veri yolu standardından bir yan ürün olarak ortaya çıktı, çünkü bir enstrümantasyon sistemi daha karmaşık zamanlama ve senkronizasyon ve daha sağlam donanım gerektiriyor. 2005 yılında, PXI Express (PXIe) standardı, daha yeni PCIe iletişim veri yolundan yararlanan daha hızlı iletişim protokollerine duyulan ihtiyacı karşılamak için geliştirildi. PXI ve PXIe standardı, yüzlerce satıcının cihazlarının birlikte çalışabilirliğini sağlamak için standardın gelişimini sürdüren ve kontrol eden PXI Systems Alliance (PXISA) tarafından yönetilmektedir.

Sonunda eski protokol geçerliliğini yitirecek, ancak bugün PXI ve PXIe aynı kasada bile tam anlamıyla yan yana yaşıyor. Günümüzde birçok PXIe kasası, PXI, PXI hybrid veya PXIe modüllerini birlikte içeren modül yuvaları içerir. Bu hibrit sistemler, aynı kasa içinde her iki standardın da kullanılmasına izin vererek, daha yeni PXIe cihazlarının daha eski, mevcut PXI bileşenleriyle bir arada var olmasına izin verir. Bu hibrit sistemler, eski PXI enstrümantasyon yatırımını korurken yükseltmelere imkan sağlarken ,uzun vadede, bu eski yuvalar, yalnızca PXIe'de bulunan daha yeni değişim modülleri ile modası geçecektir.

Eski PXI standardı yerine PXIe kullanmanın bazı faydaları şunlardır:

• Uzun Ömür: Yeni standart, nihayetinde eski standardın yerini alacak
• Daha yüksek veri çıkışı: PCIe veri yolu, PXIe modül yuvası başına 8 GB/sn'ye kadar, önemli ölçüde daha hızlı arka plan veri hızları sağlar
• Daha düşük gecikmeli arka panel iletişimi
• İyileştirilmiş arka panel zamanlaması ve tetik veriyolu
• Her modül için daha yüksek güç sağlar

İletişim Test Cihazları

İletişim testi endüstrisinde hız ve performans önemlidir. PXIe cihazları, iletişim testi uygulamaları için daha hızlı veri çıkış hızları, daha fazla güç, daha geniş bir frekans aralığı ve daha iyi doğruluk sunar. Aşağıda  iletişim testi için kullanılan bazı yaygın araçlar ve eski PXI standardına dayalı olanlar yerine PXIe tabanlı araçların kullanılmasının faydalarından bahsedilmiştir: 
Sinyal Anahtarları ve Programlanabilir Dirençler
Anahtarlar genellikle bir test sisteminin çok önemli bir parçasıdır çünkü daha fazla kanalı ölçmek için yüksek maliyetli enstrümanları daha uygun maliyetli bir şekilde kullanmanıza, aynı anda birden fazla DUT'u (Device Under Test) test etmenize veya herhangi bir fiziksel kablolama değişikliği yapmadan birden fazla cihazı aynı kaynak sinyaline bağlamanıza izin verir. Programlanabilir dirençler (diğer adıyla direnç merdiveni), dirençli sensörlerin ve değişken dirençlerin kullanımını taklit etmek için tasarlanmıştır ve gerilim, sıcaklık, basınç, arıza ekleme ve daha fazlasını simüle etmek gibi birçok uygulamada kullanılabilir.

  

Anahtarlar ve programlanabilir direnç modülleri, PXI tarafından sağlanan daha düşük güce kıyasla daha yeni PXIe standardının daha yüksek güç çıkışından yararlanır. Modül yuvası başına daha fazla güç, cihazın daha fazla röleyi etkinleştirmesine olanak tanır; bu, aksi takdirde aynı anda kaç yolun etkinleştirilebileceği konusunda kısıtlamaları olan yüksek yoğunluklu anahtar modülleri için özellikle faydalıdır. Ek olarak, PXIe'nin gelecekteki uzun ömürlülüğü, daha fazla satıcının yalnızca PXIe'ye odaklandığı, parçaların daha kolay bulunacağı ve PXIe anahtarlarının ve programlanabilir dirençlerin beklenen desteklenebilir ömrünün eski PXI tabanlı alternatiflerden çok daha uzun olacağı anlamına gelir.


Veri Toplama, Genel Amaçlı Analog Girişler/Çıkışlar ve Dijital Girişler/Çıkışlar
Eski PXI cihazlarıyla karşılaştırıldığında, veri toplama ve genel amaçlı analog giriş/çıkış kanalları için kullanılan daha yeni PXIe cihazları aşağıdaki avantajları sunar:

• Eski PXI modüllerinden daha hızlı örnekleme ve güncelleme oranları
• Daha geniş voltaj aralıkları
• Daha yüksek kanal yoğunluğu (modül başına daha fazla kanal)
• Daha yüksek doğruluk
• Daha hızlı veri indirme oranları

Teknik olarak, bu özelliklerin çoğu eski PXI modüllerine yerleştirilebilir, ancak artık PXI platformunun giderek eskimesi nedeniyle yapılmamaktadır.

Güç Kaynakları, Kaynak Ölçüm Birimleri (SMU'lar) ve Dijital Multimetreler (DMM'ler):

Daha yeni PXIe güç ve hassas ölçüm cihazları, daha yeni PXIe standardının modül başına daha yüksek güç çıkışından yararlanır. Modüle sağlanan daha fazla güç, SMU'nun veya güç kaynağının çıkışına daha fazla güç sağlanabileceği anlamına gelir. PXIe güç ve hassas ölçüm cihazları, daha eski PXI tabanlı cihazlara göre aşağıdaki avantajları sunar:

• Daha yüksek çıkış voltajı aralığı
• Daha fazla toplam güç çıkışı
• Daha yüksek doğruluk
• Daha yüksek kanal yoğunluğu (tek bir PXIe modülünde birden çok kanal)

Vektör Sinyal Analizörleri (VSA'lar), Vektör Ağ Analizörleri (VNA'lar) ve Spektrum Analizörü
VSA'lar, VNA'lar ve spektrum analizörleri genellikle bir iletişim test sistemi için en kritik bileşendir. Bu araçlar, daha yeni PXIe veri yolunun veri çıkışı performansı iyileştirmelerinden büyük ölçüde yararlanır. RF test komut dosyaları genellikle çok miktarda veri elde eden çok sayıda ölçüm gerektirir, bazen tam bir karakterizasyon testi üzerinden düzinelerce GB'a kadar ham veri. Ayrıca, bu enstrümanların çoğu, kasadaki diğer enstrümanlara ham veri akışı gerektirir. Daha hızlı PXIe veri yolu, bu verilerin daha eski bir PXI tabanlı cihaza kıyasla çok daha kısa sürede yakalanabileceği, aktarılabileceği ve işlenebileceği anlamına gelir. Bu, daha hızlı test süreleri anlamına gelir, bu da daha düşük maliyet ve daha kısa pazara sunma süresi anlamına gelir.
PXIe tabanlı RF cihazları, eski PXI tabanlı muadillerine göre aşağıdaki avantajları sunar:

• Daha yüksek frekanslar, 26,5 GHz'e kadar ve üzeri
• Daha geniş anlık bant genişliği
• Daha yüksek doğruluk
• Yerleşik FPGA yapılandırması
• Daha hızlı ayar süreleri
• Daha iyi çözünürlük bant genişliği
• Daha hızlı veri işleme, daha hızlı veri işleme ve daha düşük test süreleri sağlayan daha hızlı veri çıkışı

Yüksek Hızlı Sayısallaştırıcılar ve Osiloskoplar

Yukarıda bahsedilen RF cihazlarına benzer şekilde, yüksek hızlı sayısallaştırıcılar ve osiloskoplar, PXIe standardının geliştirilmiş veri çıkışından büyük ölçüde yararlanır. Bu, çok daha hızlı veri aktarımı ve işleme sunar, bu da daha hızlı test süreleri sağlar.
Genel olarak, PXIe tabanlı sayısallaştırıcılar, eski PXI sayısallaştırıcılara göre aşağıdaki avantajlara sahiptir:
• 2 GHz'e kadar daha yüksek maksimum bant genişliği
• 12,5 GSa/s'ye kadar daha yüksek maksimum örnekleme hızı
• Daha fazla yerleşik bellek
• Daha büyük giriş voltajı aralığı
• Yerleşik FPGA yapılandırması
• Daha az ayak izi 
• Daha yüksek doğruluk

 Sinyal Üreteçleri ve Keyfi Dalga Biçimi Üreteci (AWG)
Daha yeni PXIe platformunu temel alan sinyal oluşturucular (hem Vektör/RF oluşturucular hem de RF olmayan oluşturucular) ve AWG'ler, eski PXI tabanlı seçeneklere göre benzer avantajlara sahiptir:
• Daha yüksek maksimum bant genişliği
• Daha yüksek güncelleme oranları
• Daha geniş voltaj aralıkları
• Daha yüksek frekanslarda daha karmaşık dalga biçimlerine izin veren daha büyük yerleşik bellek
• Yüksek kanal yoğunluğu (tek bir modülde daha fazla çıkış kanalı)
Çözüm
İletişim ekipmanının test edilmesi söz konusu olduğunda, enstrümantasyon üreticileri eski PXI standardını geride bırakarak en yüksek performanslı enstrümanlarını PXIe formatında ürettikçe PXIe'ye geçiş giderek daha önemli hale geliyor. PXIe, daha hızlı veri çıkışı ve daha düşük gecikme süresinden yararlanan araçlar için bir performans avantajı sunar. Diğer enstrümanlar için PXIe, daha kolay bulunabilen, daha ucuz bileşenler ve daha uzun bir öngörülebilir kullanım ömrü ile daha yeni bir standart olma avantajını sunar. Yeni test sistemleri tasarlarken mühendisler, yeni iletişim test sistemlerinin uzun ömürlü olmasını sağlamak, eskime riskini azaltmak ve en son enstrümantasyon teknolojilerinden yararlanmak için eski PXI muadillerinin aksine daha yeni PXIe tabanlı enstrümanları kullanmaya odaklanmalıdır.