¿Qué es un PXI?

Este tutorial proporciona un panorama general del PXI, incluyendo la arquitectura del hardware y software y la introducción a la configuración de los sistemas PXI.

Introducción

PXI (PCI eXtention for Instrumentation) es una plataforma robusta basada en PC para sistemas de automatización y medición. PXI combina características del bus eléctrico PCI con el empaque modular y robusto Eurocard del CompactPCI y añade sincronización especial de buses y características especiales de software. PXI provee una plataforma para sistemas de medición y automatización con un alto desempeño y un bajo costo. Este sistema funciona para aplicaciones tan diversas como pruebas de manufactura, militares, aeroespaciales, monitoreo de equipos, automotriz e industrial.

Desarrollado en 1997 y a la venta desde 1998, PXI fue introducido como un estándar industrial abierto que podía cubrir los requisitos de demanda de sistemas complejos de instrumentación. Hoy, PXI está regido los Sistemas Alianza PXI (PXISA), un grupo de más de 65 compañías unidas para promover el estándar PXI, asegurar su interoperabilidad y mantener las especificaciones. Para mayores informes referentes al PXISA, incluyendo la especificación PXI, refiérase al sitio de Internet PXISA.

Arquitectura del Hardware

Los sistemas PXI constan de tres componentes: el chasis, el controlador, y los módulos periféricos (Figura 1):

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Figura 1. Un chasis PXI estándar de 8-Slot con un controlador de sistema integrado y siete módulos periféricos.

Chasis del PXI

El chasis proporciona el empaque modular robusto para el sistema. El chasis generalmente tiene un rango de tamaño de 4 a 18 ranuras, y se encuentran también disponibles con características especiales como una fuente de CD y acondicionamiento de señales integrado. El chasis contiene un plano trasero de alto desempeño para el PXI, que incluye el bus PCI y buses de sincronización y disparo (Figura 2). Dichos buses de sincronización y disparo permiten a los usuarios desarrollar sistemas para aplicaciones que requieren una sincronización de precisión.Para mayores informes respecto a la funcionalidad de los buses de sincronización y disparo del PXI, refiérase a la Especificación de Hardware de PXI  .

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Figura 2. Buses de Sincronización y Disparo PXI. PXI combina los componentes PC estándares en la industria, como el bus PCI, con las avanzadas extensiones de disparo y sincronización en el plano trasero.

Controladores PXI

Como se definió en la especificación de hardware PXI, todos los chasis PXI contienen una ranura para controlar el sistema localizado en la parte extrema izquierda del chasis (ranura 1). Las opciones del controlador incluyen control remoto desde una computadora o un control de alto desempeño incluido ya sea con un sistema operativo Mirosoft (como Windows XP/Vista) o un sistema operativo en tiempo real (como LabVIEW Real-Time).

Controladores Remoto PXI

Con MXI-4 (instrumentación para extensiones de medición) los paquetes de interfase y sistemas PXI son controlados directamente de una PC o algún otro sistema PXI con una liga serial transparente y de alta velocidad. El set de interfase MXI-4 proporciona un puente PCI de 78 MB/s de su PC al chasis PXI. Durante el arranque, la PC reconocerá todos los módulos periféricos en su sistema PXI como dispositivos PCI.

Figura 3. Control remoto con MXI-4 que permite a la PC controlar el PXI, así como sistemas multi-chasis PXI. Las uniones de cobre se encuentran disponibles a un bajo costo, así como uniones de fibra óptica tanto para extensas distancias como para aislamiento eléctrico. MXI-4 es un software transparente y por lo tanto no requiere de programación adicional.

Los usuarios pueden maximizar el desempeño de procesadores a un mínimo costo utilizando una PC y controlando de manera remota el sistema PXI. Puede usted adquirir cualquier PC, y después controlar de forma remota su sistema PXI utilizando una liga serial MXI-4 de cobre o fibra óptica.

Como se muestra en la Figura 3, los sistemas PXI multi-chasis pueden construirse también con el MXI-4. Utilizando la liga MXI-4, puede implementar una cadena (daisy chain) o una topología de estrella para construir sistemas multi-chasis. Para mayor información refiérase al Manual de Usuario MXI-4.

Controlador Integrado PXI

Los controladores integrados eliminan la necesidad de PCs externos, por tanto se cuenta con un sistema completo contenido dentro del chasis PXI. Los controladores integrados PXI están construidos típicamente utilizando componentes estándar de PC en un factor pequeño de forma PXI. Por ejemplo, el controlador PXI-8106 de NI tiene un procesador Intel Dual Core de 2.16 GHz, con hasta 2 GB de DDR2 RAM, un disco duro, periféricos estándar PC como USB 2.0, Ethernet, puertos seriales y paralelos, así como una Ranura ExpressCard y puerto GPIB. Adicionalmente, usted puede instalar el sistema operativo de su elección en el controlador PXI, incluyendo Windows XP/Vista o LabVIEW Real-Time.

Figura 4. Controlador integrado PXI-8106 Intel Dual Core 2.16 GHz de National Instruments. Note los periféricos PC familiares como las conexiones USB 2.0, así como el disco duro, Ethernet, serial, y otro periféricos de la PC estándar. Este controlador ejecuta sistemas operativos estándar Windows XP/Vista o bien pueden ejecutarse con LabVIEW Real-Time.

Los controladores integrados son ideales para sistemas portátiles y aplicaciones contenidas en una sola caja donde el chasis se mueve de un lugar a otro.

Módulos Periféricos PXI

National Instruments ofrece más de 100 módulos PXI diferentes, y como PXI es un estándar de la industria, hay disponibles más de 1000 módulos de los más de 65 miembros de Sistemas Alianza PXI.

Una lista de módulos por categorías ofrecidos por National Instruments y nuestros compañeros de productos PXI, se encuentra disponible dando clic aqui. 

PXI es directamente compatible con CompactPCI, así que cualquier módulo CompactPCI 3U puede utilizarse en un sistema PXI. Adicionalmente, las tarjetas bus y tarjetas PMC (PCI Mezzanine Card) pueden ser instaladas en sistemas PXI utilizando módulos adaptadores. Por ejemplo, la tarjeta adaptador PC PXI-8221 de National Instruments puede ser utilizada para conectar tarjetas Bus y dispositivos PCMCIA a sistemas PXI.

PXI también conserva las inversiones de instrumentos autónomos o sistemas VXI al proporcionar hardware y software para comunicación estándar con estos sistemas. Por ejemplo, haciendo una interfase con el sistema PXI a instrumentación basada en GPIB no es muy diferente al módulo PXI-GPIB que al módulo PCI-GPIB. El software es idéntico. Adicionalmente, hay cierto número de métodos disponibles para crear interfases entre PXI y VXI. Para mayores informes, refiérase al Evento Web en Sistemas VXI e Híbridos PXI.

Arquitectura del Software

Debido a que el hardware PXI está basado en tecnologías PC estándar, como el bus PCI, así como CPUs y periféricos estándar, el software de Windows resulta una arquitectura familiar y fácil de usar. El desarrollo y operación de Windows basado en sistemas PXI no es muy diferente al Windows basado en PC. Adicionalmente, como el plano trasero PXI utiliza un bus PCI estándar, escribir software para comunicarse con dispositivos PXI, es en la mayoría de los casos, idéntico a los dispositivos PCI. Por ejemplo, el software que comunica módulos multifunción de adquisición de datos NI PXI-6251 es idéntico al del tablero NI PCI-6251 en una PC. Por tanto, el software de aplicación, ejemplos, y técnicas de programación no requieren rescribirse o reutilizarse al mover software de un sistema basado en PC al basado en PXI.

Figura 5. Dos distintos factores de forma, pero un software estándar. En software, la comunicación con módulos PXI es idéntica a los módulos PCI.

Como alternativa a los sistemas basados en Windows, la arquitectura del software en tiempo real puede utilizarse para aplicaciones de tiempos críticos que requieren tasas cíclicas determinísticas y sin necesidad de usar teclado, ratón o monitor. Información adicional referente al uso de LabVIEW Real-Time con los sistemas PXI se encuentra disponible aqui.

Configuración del Sistema

Configure en Línea los Sistemas PXI con el Asesor PXI. 

La manera más rápida y fácil para especificar y configurar su nuevo sistema PXI es utilizar los asesores en línea PXI Advisor o PXI/SCXI Advisor. Los asesores lo guían a través de una serie de preguntas que le ayudan a crear su nuevo sistema PXI con controlador, software, módulos, accesorios y combinación de chasis PXI o PXI/SCXI. Usted puede construir su sistema contestando preguntas sencillas y seleccionando los productos que satisfacen a sus necesidades, puede usted imprimir o exportar la imagen de su sistema PXI para utilizarlo en propuestas o revisión de diseño. Adicionalmente, los asesores brindarán recomendaciones en materia técnica, como la colocación específica de módulos, accesorios terminales y cables y paquetes de software. Los asesores también utilizan escenarios lógicos para prevenir configuraciones incompatibles. Por ejemplo, si usted selecciona un controlador PXI LabVIEW Real-Time, los asesores restringirán automáticamente la selección del módulo de medición PXI con sólo aquellos que tienen soporte LabVIEW Real-Time.

Cuando esté satisfecho con su configuración, puede pasar esta configuración a un representante de National Instruments para colocar su orden, o puede también ordenar directamente a través de las tiendas en línea. Con los Servicios de Instalación Empresariales NI, usted recibirá su sistema PXI tal como lo configuró. Nosotros instalamos en su chasis cualquier Módulo PXI seleccionado, aunado a las actualizaciones de memoria, cualquier software de aplicación National Instruments, y cualquier software requerido en su controlador integrado.

Resumen

La instrumentación modular PXI define una plataforma de cómputo robusta para medición y automatización, lo que claramente utilizan los usuarios para aprovechar los avances tecnológicos de la industria del PC. Al utilizar el bus estándar PCI, los sistemas de instrumentación modular PXI pueden beneficiarse de componentes de software y hardware ampliamente disponibles. Las aplicaciones de software y sistemas operativos que son ejecutados en sistemas PXI son ya familiares para los usuarios pues son utilizados en computadoras de escritorio comunes. PXI cumple con sus necesidades al adicionar empaque industrial robusto, suficientes ranuras para E/S, y características que proporcionan capacidades avanzadas de sincronización y disparo.

Visite la página principal de PXI  para mayor información en PXI, incluyendo ligas a páginas, costos, hojas de datos y especificaciones de producto.

Si tiene preguntas adicionales, puede contactar a nuestros Representantes Técnicos de Ventas por teléfono o por correo electrónico aquí. 

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