تاریخچه سیستم‌های PXI

از روز پیدایش کامپیوترها تا به امروز اتصال تجهیزات سخت‌افزاری به کامپیوتر جزئی جدایی ناپذیر از دنیای رایانه یا کامپیوتر بوده است. انواع پورت‌های اتصال مانند PCI ،PCIe ،USB و غیره از جمله پورتهای اتصال بودند که برای این منظور ساخته شدند. هر کدام از این پورتها ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. این ویژگی‌های منحصر به فرد هر پورت باعث شده تا هر کدام از پورت‌ها دارای کاربردهای مخصوص به خود باشند. یکی از این پورت‌ها که درواقع انشعابی از PCI هست، درگاه اتصال (یا پورت) PXI است. بر خلاف پورت‌های قبلی که کاربردی عمومی‌تر دارند، درگاه PXI برای کاربردهای ابزار دقیق و تجهیزات اندازه‌گیری پیشرفته ساخته شد. در این مقاله به بررسی تاریخچه سیستم‌های PXI و سپس کاربردهای آن در تجهیزات شرکت NI خواهیم پرداخت.

تاریخچه سیستم‌های PXI

تاریخچه سیستمهای PCI eXtensions for Instrumentation که به اختصار PXI نامیده می‌شوند با پیدایش سیستم‌های PCI آغاز می‌شود. درگاه PCI یکی از انواع پورت‌های اتصال کامپیوتری است که ابتدا در سال 1992 و برای اتصال تجهیزات سخت افزاری به رایانه معرفی شد. درگاه PCI همان ویژگی‌هایی که پورت‌های پردازنده (processor bus) داشتند را ارائه میداد با این تفاوت که درگاه‌های PCI استانداردسازی شده و مستقل از نوع پردازنده بکار رفته در کامپیوتر بودند. با ظهور درگاه‌های PCI کامپیوترهای صنعتی از درگاهی با عنوان CompactPCI استفاده کردند که از ترکیب توزیع سیگنال بکار رفته در PCI و Eurocard-style connector ساخته شده بود.

تصویر 1: نمایی از Eurocard-style connector

تصویر 2: نمایی از CompactPCI

در نهایت، نیاز به وجود یک درگاه اتصال که هم سرعت انتقال اطلاعات بالایی داشته باشد. و هم درایور آن به راحتی هم قابل توسعه و هم قابل استفاده باشد، مهندسان را به توافق برای ایجاد پلتفرم PXI به عنوان یک استاندارد برای کامپیوترهای صنعتی رساند. بواسطه این پلتفرم پای کامپیوترها با هزینه‌ای کمتر، کیفیتی بالاتر و عملکردی بهتر به دنیای اندازه‌گیری باز شد.

معرفی جهانی پلتفرم PXI

مفهوم PXI ابتدا در یک کنفرانس فروش در ژانویه 1971 معرفی شد. در آن سال تیمی از متخصصان شرکت نشنال اینسترومنتز، از جمله مدیر عامل وقت شرکت دکتر جیمز تروچارد، بسیار کوشیدند یک استاندارد مکتوب همراه با تمام دستورالعمل‌های فنی را ارائه دهند. بطوریکه تنها 8 ماه بعد از کنفرانس ژانویه یعنی در آگوست 1971، هم استاندارد و هم کاربرد پلتفرم PXI در کنفرانس مطبوعاتی “NIWeek” به جهانیان معرفی شدند.

در همان کنفرانس شرکت نشنال اینسترومنتز اعلام کرد پلتفرم PXI یک پلتفرم باز است و انجمن PXI Systems Alliance (PXISA) را بنیان گذاشت. شرکت NI انجمن PXISA را با این هدف تاسیس کرد تا پلتفرم PXI به عنوان یک پلتفرم باز و بدون نیاز به پرداخت حق Patent به شرکت نشنال اینسترومنز مورد استفاده سایر تولیدکنندگان تجهیزات اندازه‌گیری قرار بگیرد. در نتیجه این کار، نه تنها سایر تولیدکنندگان تشویق می‌شدند از این پلتفرم در تجهیزات خود استفاده کنند، همچنین دامنه وسیع‌تری از امکانات برای کاربران فراهم می‌شد. امروزه بیش از 60شرکت از پیشروترین شرکت‌های دنیا عضو انجمن PXISA هستند.

اجزای تشکیل دهنده یک سیستم PXI

سیستم‌های PXI شرکت NI از سه جزء سخت‌افزاری اصلی تشکیل شده‌اند:

1. شاسی (Chassis)
2. کنترلر (Controller)
3. ماژول‌ها (Modules)

1- شاسی

شاسی دستگاه توان (Power)، سیستم خنک کنندگی (Cooling systems) و درگاه‌های ارتباطی را برای سیستم فراهم می‌کند.

تصویر 3: نمایی از شاسی یک دستگاه PXI

2- کنترلر

کنترلرهای یک سیستم PXI به دو صورت Embedded یا 2. Remote هستند.

کنترلرهای Embedded همانند یک کامپیوتر مجزا و مستقل درون شاسی قرار میگیرند و وظیفه کنترل ماژولها، دریافت و پردازش داده‌های دریافت شده را انجام میدهند. در حالی که کنترلرهای ریموت به شما اجازه میدهد تا سیستم PXI را با کامپیوتر دسکتاپ، لپ‌تاپ یا کامپیوتر سرور خود کنترل نمایید

تصویری 4: کامپیوتر Embedded یک سیستم PXI

تصویر 5: نمایی از یک کنترلر Remote سیستم PXI

3- ماژول‌ها

ماژولهای یک سیستم PXI اجزای اندازه‌گیری هستند که متناسب با نیاز کاربر انواع متفاوتی دارند. شرکت NI بیش از 600 نوع ماژول PXI متفاوت دارد. این ماژول‌ها تقریبا تمام نیازهای اندازه‌گیری تحقیقات علمی و صنعتی را پوشش می‌دهند. همچنین با توجه به اینکه PXI یک استاندارد باز (Open Standard) است بیش از 1500 ماژول متنوع توسط 60 شرکت در بازار وجود دارند.

تصویر 6: نمونه‌ای از ماژولهای NI

در نهایت یک سیستم PXI به صورت کلی مشابه تصویر زیر خواهد بود:

تصویر 7: نمایی کامل از یک سیستم PXI