PXI란?

본 튜토리얼은 PXI 하드웨어 아키텍처, 소프트웨어 아키텍처 및 PXI 시스템 구성 소개 등 PXI의 개요에 대해 설명합니다.

소개

PXI (PCI eXtensions for Instrumentation)는 측정 및 자동화 시스템을 위한 견고한 PC 기반 플랫폼입니다. PXI는 PCI 전기 버스 기능을 CompactPCI의 견고하며 모듈형의 Eurocard 패키지와 통합한 후, 특화된 동기화 버스 및 주요 소프트웨어 기능을 추가하였습니다. PXI는 측정 및 자동화 시스템을 위한 고성능 및 저가형의 배포 플랫폼입니다. 본 시스템은 제조 테스트, 군사 및 우주항공, 머신 모니터링, 자동차 및 산업 테스트와 같은 어플리케이션에 사용됩니다.

1997년에 개발되어 1998년에 도입된 PXI는 복합적인 계측 시스템의 날로 증가하는 요구에 부합하는 개방형의 산업 표준입니다. 현재, PXI는 PXI Systems Alliance (PXISA)에서 관리되고 있습니다. PXISA는 PXI 표준을 장려, 상호 운용성 보장, PXI 스펙 유지를 위해 공인 받은 65개 이상의 회원사로 구성된 단체입니다. PXI 스펙을 포함한 PXISA에 관한 더욱 자세한 정보는 www.pxisa.org 웹사이트를 참조하십시오.

 

하드웨어 아키텍처

PXI 시스템은 섀시, 시스템 컨트롤러 및 주변 모듈의 세 가지 기본 요소로 구성되어 있습니다.

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그림 1. 임베디드 시스템 컨트롤러 및 7개의
주변 모듈 탑재된 표준 8-슬롯 PXI 섀시

PXI 섀시
PXI 섀시는 시스템을 위한 견고한 모듈형 패키지를 제공합니다. 4 슬롯에서 18 슬롯까지 크기의 섀시는 DC 전원 공급 및 통합된 신호 컨디셔닝과 같은 특별 기능과 함께 사용 가능합니다. 섀시에는 PCI 버스와 타이밍 및 트리거링 버스를 갖춘 고성능 PXI 백플레인이 있습니다. (그림 2) 본 타이밍 및 트리거링 버스를 사용하면 정확한 동기화가 필요한 어플리케이션용 시스템을 개발할 수 있습니다.

• PXI 섀시에 대해 더 자세히 살펴보십시오.
• PXI 타이밍 및 트리거링 버스의 기능에 대한 더욱 자세한 정보는 www.pxisa.org/specs.htm에서 PXI 하드웨어 스펙을 참조하십시오.

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그림 2. PXI 타이밍 및 트리거링 버스 – PXI는 백플레인에서
고급 트리거링 및 동기화를 제공하는 PCI 버스와 같은
산업 표준 PC 컴포넌트를 통합합니다.

PXI 컨트롤러
PXI 하드웨어 스펙에 명시된 바와 같이 모든 PXI 섀시에는 섀시의 가장 왼쪽 슬롯에 시스템 컨트롤러 슬롯이 있습니다. (슬롯 1) 컨트롤러 옵션에는 리모트 컨트롤러(데스크탑, 워크스테이션, 서버 또는 노트북) 및 Microsoft OS (Windows 2000/XP) 또는 리얼타임 OS (LabVIEW Real-Time)가 있는 고성능 임베디드 컨트롤러가 포함됩니다.

PXI 리모트 컨트롤러
PXI 리모트 컨트롤러에는 두 가지 타입이 있습니다.

• 노트북에서 PXI 컨트롤
• PC에서 PXI 컨트롤

노트북에서 PXI 컨트롤
ExpressCard MXI (Measurement eXtensions for Instrumentation) 및 PCMCIA CardBus 인터페이스 키트가 있으면, 사용자는 노트북 컴퓨터로부터 PXI 시스템을 직접 컨트롤할 수 있습니다. 부팅하는 동안 노트북은 PXI 시스템 내에 있는 모든 주변 모듈을 PCI 디바이스로 인식합니다.

ExpressCard MXI 인터페이스 키트

PCMCIA CardBus 인터페이스 키트
그림 3. 노트북에서 PXI 컨트롤

ExpressCard MXI 인터페이스 키트는 노트북 컴퓨터에서 PXI 섀시로 110 MB/s PCI Express -to- PCI 브리지를 제공합니다. PCMCIA CardBus 인터페이스 키트는 노트북 컴퓨터에서 PXI 섀시로 50 MB/s PCI -to- PCI 브리지를 제공합니다. 사용자들은 이제 노트북에서 PXI를 컨트롤함으로써 모바일/휴대용 PXI 시스템을 활용할 수 있습니다. ExpressCard MXI 호환 노트북 또는 PCMCIA CardBus 호환 노트북을 구입하여 PXI 시스템을 원격으로 컨트롤할 수 있습니다. 더욱 자세한 정보는 노트북에서 PXI 컨트롤을 참조하십시오.

PC에서 PXI 컨트롤
MXI-Express 및 MXI-4 인터페이스 키트를 사용하여 데스크탑, 워크스테이션 또는 서버 컴퓨터에서 PXI 시스템을 직접 컨트롤할 수 있습니다. 부팅하는 동안 컴퓨터는 PXI 시스템 내에 있는 모든 주변 모듈을 PCI 디바이스로 인식합니다.

그림 4a. 2-포트 MXI-Express로 리모트 컨트롤하면
통합 160 MB/s 처리량으로 두 개의 PXI 섀시를 컨트롤할 수 있습니다.

MXI-Express 인터페이스 키트는 PC에서 PXI 섀시로 110 MB/s PCI Express -to- PCI 브리지를 제공합니다. NI PXI-PCIe8362 2- 포트 인터페이스 키트로, 사용자는 단일 PC로부터 두 개의 PXI 시스템을 동시에 컨트롤할 수 있습니다.

그림 4b. MXI-4로 리모트 컨트롤하면 PC로 PXI 및 멀티섀시 PXI 시스템을 컨트롤할 수 있습니다.

MXI-4 인터페이스 키트는 PC에서 PXI 시스템으로 78 MB/s PCI -to- PCI 브리지를 제공합니다. MXI-4 인터페이스 키트는 확장된 거리 및 전기 절연을 위해 저가형 구리선 또는 광섬유 연결로 구성됩니다. 그림 4b에서와 같이, MXI-4로 멀티섀시 PXI 시스템을 구축할 수 있습니다. MXI-4 링크를 사용하면 다중 섀시 시스템 구축을 위해 데이지 체인 또는 스타 토폴로지를 실행할 수도 있습니다. 멀티 섀시 구성을 위한 토폴로지에 관한 자세한 정보는 MXI-4 시리즈 사용자 매뉴얼을 참조하십시오. 모든 데스크탑, 워크 스테이션 또는 서버 컴퓨터를 구입하면, MXI-Express 또는 구리선/광섬유 MXI-4 시리얼 링크를 사용하여 원격으로 PXI 시스템을 컨트롤할 수 있습니다. 더욱 자세한 정보는 PC에서 PXI 컨트롤을 참조하십시오.

PXI 리모트 컨트롤러가 있으면, PXI 시스템을 원격으로 컨트롤하기 위해 데스크탑 컴퓨터나 노트북을 사용하여 최소의 비용으로 최대의 프로세서 성능을 획득할 수 있습니다. 모든 리모트 컨트롤 제품은 소프트웨어 투명하므로 추가의 프로그래밍이 필요하지 않습니다.

PXI 임베디드 컨트롤러
임베디드 컨트롤러는 외부 PC가 필요하지 않으므로, PXI 섀시 내에서 전체 시스템을 구현합니다. PXI 임베디드 컨트롤러는 일반적으로 소형의 PXI 패키지에서 표준 PC 구성요소를 사용하여 구성됩니다. 예를 들어 NI PXI-8187 컨트롤러에는 Pentium 4-M 2.5 GHz 프로세서, 최고 1 GB DDR RAM, 하드 드라이브, 표준 PC 주변기기 (USB 2.0, 이더넷, 시리얼, 병렬 포트)등이 있습니다. 또한, PXI 컨트롤러에 사용자가 선택한 OS (Windows 2000/XP 또는 LabVIEW Real-Time 등)를 설치할 수 있습니다.

그림 5. NI PXI-8187 펜티엄 4 M 2.5 GHz 임베디드 컨트롤러
키보드/마우스, 모니터 연결은 물론
하드 드라이브, USB 2.0, 이더넷, 시리얼, 및 기타 표준 PC 주변기기 등
친숙한 PC 주변기기가 있음을 알 수 있습니다.
본 컨트롤러는 표준 Windows 2000/XP OS에서
실행되거나 LabVIEW Real-Time으로 타겟팅합니다.

임베디드 컨트롤러는 휴대용 시스템에 이상적이며, 섀시가 한 곳에서 다른 곳으로 이동해야 하는 "단일 박스" 어플리케이션에 이상적입니다. 더욱 자세한 정보는 PXI 컨트롤러를 참조하십시오.

PXI 주변 모듈
내쇼날인스트루먼트는 100개 이상의 다양한 PXI 모듈을 제공합니다. PXI는 개방형의 산업 표준이므로 70개 이상의 PXI Systems Alliance 회원사에서 제공되는 1000개 이상의 제품을 사용할 수 있습니다.



내쇼날인스트루먼트 및 PXI 파트너가 제공하는 항목별 모듈 목록은 ni.com/pxi에서 확인할 수 있습니다.

PXI는 CompactPCI와 직접 호환하므로, 모든 3U CompactPCI 모듈을 PXI 시스템에서 사용할 수 있습니다. 또한, CardBus/PCMCIA 및 PMC (PCI Mezzanine Card) 카드는 캐리어 모듈을 사용하여 PXI 시스템에 설치될 수 있습니다. 예를 들어, 내쇼날인스트루먼트의 PXI-8221 PC Card Carrier는 CardBus 및 PCMCIA 디바이스를 PXI 시스템에 연결하는 데 사용됩니다.

PXI는 또한 독립형 계측기 또는 VXI 시스템과 통신하기 위한 표준 하드웨어 및 소프트웨어를 제공함으로써 시스템에 대한 투자를 보호합니다. 예를 들어, PXI 시스템을 GPIB-기반 계측에 인터페이스할 때 PXI-GPIB 모듈을 사용하는 것과 PCI-GPIB 모듈을 사용하는 것이 차이가 없습니다. 소프트웨어는 동일합니다. 또한, PXI와 VXI를 인터페이스하기 위한 다른 여러 방법도 있습니다. 자세한 정보는 하이브리드 PXI 및 VXI 시스템을 참조하십시오.

 

소프트웨어 아키텍처

PXI 하드웨어는 PCI 버스, 표준 CPU 및 주변기기와 같은 표준 PC 기술에 기반하고 있으므로 표준 Windows 소프트웨어 아키텍처는 사용자에게 친숙합니다. Windows-기반 PXI 시스템을 개발하고 운영하는 것은 표준 Windows-기반 PC의 개발 및 운영과 다르지 않습니다. 또한 PXI 백플레인은 산업 표준 PCI 버스를 사용하기 때문에 PXI 디바이스와 통신하기 위해 소프트웨어를 작성하는 것이 대부분의 경우 PCI 디바이스의 경우와 동일합니다. 예를 들어, NI PXI-6251 다기능 데이터 수집 모듈과 통신하기 위한 소프트웨어는 PC에서 NI PCI-6251 보드와 동일합니다. 따라서, PC 기반 시스템과 PXI 기반 시스템 간에 소프트웨어를 이동할 때 기존 어플리케이션 소프트웨어, 예제 코드 및 프로그래밍 기술을 재작성할 필요가 없습니다.

그림 6. 두 개의 다른 패키지,
하나의 소프트웨어 표준 소프트웨어에서
PXI 모듈 (아래) 통신 은 PCI 보드 (위)와 동일합니다.

결정성있는 루프 속도 및 헤드리스 작업 (키보드, 마우스 또는 모니터 없는 작업)이 요구되는 시간에 민감한 어플리케이션을 위해 Windows 기반 시스템을 대신하여 리얼타임 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. PXI 시스템에서 LabVIEW Real-Time 사용에 대한 보다 자세한 정보는 ni.com/realtime를 참조하십시오.

 

시스템 구성

PXI 어드바이저로 PXI 시스템 온라인 구성하기 >>ni.com/pxiadvisor
새로운 PXI 시스템을 정의하고 구성하기 위한 가장 빠르면서 편리한 방법은 온라인 PXI 어드바이저 또는 PXI/SCXI 어드바이저를 사용하는 것입니다. 어드바이저는 시스템 컨트롤러, 소프트웨어, 모듈, 액세서리, PXI/SCXI 통합 섀시로 새로운 PXI 시스템을 구축하는 것을 돕기 위해 일련의 질문을 통해 진행합니다. 따라서 사용자는 간단한 질문을 답하고, 자신의 요구에 가장 적합한 제품을 선택함으로써 시스템을 구축할 수 있으며, 제안서나 설계 리뷰에 사용하기 위해 PXI 시스템의 이미지를 프린트하거나 반출할 수도 있습니다. 또한, 어드바이저는 모듈의 특정 슬롯 배치, 케이블 및 터미널 액세서리, 통합 소프트웨어 패키지 등의 기술적인 문제에 대한 권장 사항을 제공합니다. 어드바이저는 또한 호환되지 않는 구성이 생기지 않도록 방지를 위해 배후의 로직을 사용합니다. 예를 들어, LabVIEW Real-Time PXI 컨트롤러를 선택하면, 어드바이저는 자동적으로 PXI 측정 모듈 선택에 제한을 두어 LabVIEW Real-Time과 호환하는 모듈만을 선택하도록 합니다.

구성에 만족하였다면, 내쇼날인스트루먼트 담당자에게 구성을 보내어 주문하거나, 또는 온라인 상점을 통해 자동 주문할 수도 있습니다. 주문의 일환으로 NI Factory Installation Services (FIS)를 통해, 사용자가 구성한 그대로 PXI 시스템을 제공받을 수 있습니다. NI는 사용자의 섀시에 선택된 PXI 모듈을 설치하며 모든 메모리 업그레이드, NI 어플리케이션 소프트웨어, 임베디드 컨트롤러에서 요구되는 드라이버 소프트웨어를 설치합니다.

 

요약

PXI 모듈형 계측은 PC 업계의 발전되는 기술을 활용하는 측정 및 자동화 사용자를 위한 견고한 연산 플랫폼을 정의합니다. 표준 PCI 버스를 사용함으로써 PXI 모듈형 계측 시스템은 광범위하게 사용가능한 소프트웨어 및 하드웨어 요소의 혜택을 얻을 수 있습니다. PXI 시스템에서 실행되는 소프트웨어 어플리케이션 및 OS는 일반 데스크탑 컴퓨터에서 사용되기 때문에 사용자에게 매우 친숙합니다. PXI는 견고한 산업용 패키지, 여러 개의 I/O용 슬롯, 고급 타이밍 및 트리거링 기능을 제공 등으로 사용자의 요구를 충족합니다.

ni.com/pxi에 방문하여 제품 페이지, 가격, 데이터 시트, 스펙 등을 포함한 PXI에 대한 보다 자세한 정보를 살펴보십시오.

기타 문의 사항은 NI 기술 영업 담당자에게 전화 (02) 3451-3400 또는 infokorea@ni.com 으로 이메일 주십시오.

관련 링크
PXI 스펙 튜토리얼
PXI 브로셔

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