深圳市厚物科技有限公司 楊誠

PXI便攜式測控系統(tǒng)是一種基于PXI總線的便攜式測試測控系統(tǒng)，它填補(bǔ)了現(xiàn)有臺式及機(jī)架式儀器在外場測控和便攜測控應(yīng)用上的空白，在軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等各個領(lǐng)域的外場測控場合和科學(xué)試驗(yàn)研究場合都有廣泛的應(yīng)用。由于PXI便攜式測控系統(tǒng)的特殊性，不同的測控項(xiàng)目，要求各異，測控領(lǐng)域國內(nèi)外著名廠商很難專門投入研發(fā)去設(shè)計滿足這類小批量多樣化的定制需求。

本文從介紹NI和PXI總線入手，逐步展開，深入淺出分析了PXI便攜式測控系統(tǒng)的需求背景，同時對其需求特殊性和定制化特點(diǎn)做了詳細(xì)的說明。本文還全面系統(tǒng)地介紹了PXI便攜式測控系統(tǒng)的方案特點(diǎn)和技術(shù)路線，它們是如何被越來越多的用戶認(rèn)可和使用的，作為臺式及機(jī)架式儀器平臺的強(qiáng)有力補(bǔ)充，它們又是如何配合測控領(lǐng)域國內(nèi)外著名廠商在各種便攜式測控場合發(fā)揮著越來越重要的作用。

本文提綱如下：

1. 測控系統(tǒng)無處不在
2. NI在測控行業(yè)具有領(lǐng)導(dǎo)地位
3. PXI總線的由來
4. 從PXI總線到PXIe總線
5. PXI和PXIe總線持續(xù)推動測控系統(tǒng)升級
6. 測控系統(tǒng)對便攜式的需求
7. PXI便攜式測控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生
8. 面向PXI便攜式測控系統(tǒng)的深度定制服務(wù)

一、測控系統(tǒng)無處不在

測控系統(tǒng)，是一類兼具測量和控制功能的系統(tǒng)，在各個行業(yè)里都有廣泛的應(yīng)用。在不同的測控環(huán)境下，針對不同的測控對象，測控系統(tǒng)會有不同的測控任務(wù)，系統(tǒng)中內(nèi)置不同的功能模塊，涵蓋從數(shù)字信號到模擬信號、從低頻信號到高頻信號、從低吞吐量數(shù)據(jù)到高吞吐量數(shù)據(jù)等，測控系統(tǒng)內(nèi)的軟件和功能模塊互相配合，執(zhí)行用戶預(yù)先開發(fā)好的各項(xiàng)測控程序。

二、NI在測控行業(yè)具有領(lǐng)導(dǎo)地位

創(chuàng)立于1976年的National Instruments（美國國家儀器有限公司，簡稱NI）是測控行業(yè)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，其總部設(shè)于美國德克薩斯州首府奧斯汀，是一家測量行業(yè)的上市公司，在世界各地設(shè)有50多個分公司和辦事處。40多年來，NI發(fā)布的軟件開發(fā)平臺和一系列硬件測控功能模塊幫助測試、控制、設(shè)計領(lǐng)域的工程師與科學(xué)家解決了從設(shè)計、原型到發(fā)布過程中所遇到的種種挑戰(zhàn)。NI為遍布全球各地的30000家不同的用戶提供多種應(yīng)用選擇，構(gòu)建了許多滿足不同功能需求的測控系統(tǒng)。需要特別指出的是，NI的PXI產(chǎn)品系列在成千上萬的測控系統(tǒng)中扮演了舉足輕重的地位，是NI最活躍的明星產(chǎn)品系列。

三、PXI總線的由來

NI在1997年開發(fā)并發(fā)布了PXI規(guī)范，并在1998年正式推出，它是為了滿足日益增加的對復(fù)雜儀器系統(tǒng)的測控需求而推出的一種開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。NI是PXI系統(tǒng)聯(lián)盟（PXI Systems Alliance，簡稱PXISA）的發(fā)起者和領(lǐng)導(dǎo)者。如今，PXI標(biāo)準(zhǔn)由PXISA管理，該聯(lián)盟由全球70多家公司組成，共同推廣PXI標(biāo)準(zhǔn)，確保PXI的互換性，并維護(hù)PXI規(guī)范。

深圳市厚物科技有限公司是國際PXISA正式成員，嚴(yán)格遵照PXISA規(guī)則，開發(fā)一系列嚴(yán)格滿足PXI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的產(chǎn)品。厚物科技立足中國深圳，十多年持續(xù)專注研發(fā)和生產(chǎn)基于PXI模塊化儀器總線的測控產(chǎn)品，尤其是全系列專業(yè)完善的便攜式測控系統(tǒng)平臺解決方案，做到行業(yè)第一。

PXI是以PCI（Peripheral Component Interconnect）及CPCI為基礎(chǔ)再加上一些PXI特有的信號組合而成的一個架構(gòu)。PXI繼承了PCI的電氣信號，使得PXI擁有如PCI總線的極高傳輸數(shù)據(jù)的能力，因此能夠有高達(dá)132MB/s到528MB/s的傳輸性能，在軟件上是完全兼容的。另一方面，PXI采用和CPCI一樣的機(jī)械外型結(jié)構(gòu)，能同樣享有高密度、堅固外殼及高性能連接器的特性。

四、從PXI總線到PXIe總線

2005年底，商業(yè)PC機(jī)行業(yè)的總線技術(shù)從PCI演進(jìn)到PCI Express（簡稱PCIe），提高了總線的可用帶寬。與此同時，PXI也引入了PXI Express（簡稱PXIe）技術(shù)，顯著提高了總線帶寬。PXI將PCIe集成到PXI標(biāo)準(zhǔn)中，可以滿足更多的應(yīng)用需求。PCIe技術(shù)可以集成到背板中，同時維持與現(xiàn)有系統(tǒng)的后向兼容性。除了x1、x4和x8 PCIe鏈路外，PXIe系統(tǒng)控制器插槽還支持高達(dá)x16的PCIe鏈路，可以為PXIe背板提供最高24GB/s甚至更高的帶寬。利用PCIe技術(shù)，PXIe將PXI中的可用帶寬提高了45倍多，即從132MB/s提高到24GB/s甚至更高。厚物科技研制推出的業(yè)界首款支持雙固態(tài)硬盤（1個NMVe接口SSD用于系統(tǒng)盤及1個SATA接口SSD用于數(shù)據(jù)盤）的四核八線程高性能控制器PXIe-9170，就支持PCIe Gen3.0鏈路，提供高達(dá)16GB/s的鏈路帶寬，可以滿足高帶寬、大數(shù)據(jù)量吞吐的測試要求。

五、PXI和PXIe總線持續(xù)推動測控系統(tǒng)升級

PXI總線產(chǎn)品為測控系統(tǒng)提供了高性能、高堅固性、低成本的配置方案。PXI將PCI電氣總線與CPCI中堅固的、模塊化的歐式機(jī)械封裝結(jié)合在一起，增加專門的同步總線和一些關(guān)鍵的軟件性能，非常適合于開發(fā)大型測試測控系統(tǒng)。此外，PXI增加的一些機(jī)械、電氣和軟件方面的性能，定義了用于測試測量、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)制造等應(yīng)用的完整系統(tǒng)，這些系統(tǒng)為生產(chǎn)測試、

軍事和航空航天、機(jī)器監(jiān)測、自動化和工業(yè)測試等測控應(yīng)用提供最完善、最專業(yè)的服務(wù)。PXI可以快速方便升級替換傳統(tǒng)的CPCI，更進(jìn)一步，升級后的高速PXIe總線產(chǎn)品還可以維持與PXI模塊間的軟件、硬件兼容性。正是由于此性能的增強(qiáng)，PXI和PXIe產(chǎn)品持續(xù)在推動各行業(yè)領(lǐng)域測控系統(tǒng)的升級換代，而且還不斷部署在以前只能由昂貴的專用硬件實(shí)現(xiàn)的眾多測控領(lǐng)域。

六、測控系統(tǒng)對便攜式的需求

在軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等各個領(lǐng)域等野外實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用場合和科學(xué)試驗(yàn)研究場合，被測對象往往越來越復(fù)雜，這對測控系統(tǒng)也提出了越來越高的要求，比如測控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、輕量化、加固性、維護(hù)性、便攜性等。上述領(lǐng)域的大部分測控任務(wù)在具體開展時，被測對象往往并不在室內(nèi)，因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)境場地的特殊性，測控設(shè)備往往是室內(nèi)調(diào)試好后再長途運(yùn)輸?shù)綇?fù)雜惡劣的戶外環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場部署和調(diào)試。目前測控領(lǐng)域的國外廠商只提供基于臺式和機(jī)架式的標(biāo)準(zhǔn)測控儀器平臺，并沒有專門針對上述特殊測控場合推出便攜式測控系統(tǒng)平臺。深圳市厚物科技有限公司十多年來持續(xù)專注研發(fā)和生產(chǎn)便攜式測控系統(tǒng)平臺，其全系列專業(yè)完善的產(chǎn)品，已做到行業(yè)第一。

便攜式測控系統(tǒng)需要具備專業(yè)的結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，不但需要集成測控系統(tǒng)所需的各功能模塊，而且需要集成全鋁鎂合金結(jié)構(gòu)的加固機(jī)箱、高質(zhì)量寬溫測控電源、工業(yè)寬溫顯示屏、工業(yè)電阻觸摸屏（或工業(yè)電容觸摸屏）、工業(yè)硅膠防水鍵盤、工業(yè)觸控板、加固把手、硅膠防撞包角、調(diào)理及接口轉(zhuǎn)接模塊、航插接口適配器和硅膠IO防護(hù)擋條等。結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計其目的是為用戶減輕繁瑣的設(shè)備拆卸、搬運(yùn)和組件搭建調(diào)試等工作，堅固便攜式設(shè)計，非常方便用戶在不同地點(diǎn)不同使用環(huán)境中快速對測控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和操作。厚物科技HW-1683測控平臺集成度很高，便攜性優(yōu)勢明顯，專業(yè)的加固設(shè)計和合理的散熱設(shè)計，即便在惡劣的外場環(huán)境中，也可以為測控系統(tǒng)正常工作保駕護(hù)航，順利完成各項(xiàng)測控任務(wù)。

七、PXI便攜式測控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生

復(fù)雜的外場環(huán)境和測控應(yīng)用的特殊性需要一套專業(yè)穩(wěn)定的便攜式測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)還需要具備最為重要的一個特點(diǎn)是，需要支持測控行業(yè)占主導(dǎo)地位的測控總線：PXI總線和PXIe總線。對于大部分復(fù)雜的測控系統(tǒng)應(yīng)用場合，由于用戶對測控系統(tǒng)的集成度要求非常高，要求系統(tǒng)平臺加固性，要求整機(jī)輕便化，要求內(nèi)置多個PXI或PXIe模塊實(shí)現(xiàn)多通道高密度，為此就要專門為PXI便攜機(jī)研發(fā)堆棧式結(jié)構(gòu)的PXIe/PXI背板（比如厚物科技研制推出的業(yè)界首款3U6槽13.3寸PXIe筆記本HW-1363）。

由于便攜式測控平臺內(nèi)部空間有限，需要專門為PXI便攜機(jī)研發(fā)符合PXI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的配套系統(tǒng)電源（比如厚物科技研制推出的業(yè)界首款3U18槽18.5寸PXIe/PXI加固便攜式測控平臺HW-19183）。

有些外場測試項(xiàng)目中需要便攜式測控系統(tǒng)自帶電池，甚至要求可不中斷測控工作前提下更換電池以達(dá)到長期續(xù)航，這就需要便攜式測控平臺具有智能鋰電池系統(tǒng)，專業(yè)有效地管理便攜式測控平臺的電源系統(tǒng)（比如厚物科技研制推出的業(yè)界首款3U6槽13.3寸PXIe一體機(jī)HW-1363i和3U 6槽15.6寸PXIe筆記本HW-1663）。

厚物科技創(chuàng)始人楊誠畢業(yè)于清華大學(xué)自動化系，曾在NI工作多年，對PXIe/PXI規(guī)范、測控總線標(biāo)準(zhǔn)和加固便攜式產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)有較為深入的研究。近幾年，針對PXI便攜式測控系統(tǒng)需求，厚物科技直接與NI及NI的眾多系統(tǒng)集成商深度合作，持續(xù)研發(fā)推出一系列PXIe/PXI便攜式測控系統(tǒng)平臺，外形設(shè)計美觀，結(jié)構(gòu)設(shè)計堅固，品質(zhì)嚴(yán)格保證，專業(yè)性強(qiáng)，比如15.6寸3U8槽PXIe/PXI便攜式測控設(shè)備HW-1683、18.5寸3U8槽PXIe/PXI便攜式測控設(shè)備HW-1983和18.5寸3U 18槽PXIe/PXI便攜式測控設(shè)備HW-19183等。厚物科技開發(fā)的這一系列嚴(yán)格滿足測控行業(yè)需求的安全、可靠、易于管理的PXI便攜式測控系統(tǒng)，填補(bǔ)了現(xiàn)有的臺式及機(jī)架式儀器在外場測控及便攜測控應(yīng)用上的空白，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

八、面向PXI便攜式測控系統(tǒng)的深度定制服務(wù)

對于PXI便攜式測控系統(tǒng)，厚物科技還為用戶提供全面專業(yè)的深度定制服務(wù)，包括定制設(shè)備的尺寸、定制設(shè)備的規(guī)格性能、定制設(shè)備滿足高低溫工作條件、定制設(shè)備以滿足特殊的環(huán)境適應(yīng)性、定制設(shè)備的外觀顏色、定制設(shè)備的鐳雕和絲印、定制PXIe/PXI控制器及其功能模塊的外部航插接口、定制設(shè)備配套的航空拉桿箱、定制堆棧式結(jié)構(gòu)PXIe/PXI背板，甚至定制特殊的PXIe/PXI控制器或功能模塊等，這類深度定制的PXI便攜式測控系統(tǒng)非常適用于軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等野外實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用場合和科學(xué)試驗(yàn)研究場合。

關(guān)于厚物科技

深圳市厚物科技有限公司立足中國深圳，持續(xù)專注于PXIe PXI CPCI VPX模塊化儀器測控系統(tǒng)平臺的研發(fā)與生產(chǎn)，提供便攜式、車載式、臺式、手持式、機(jī)架式五大系列MCS測控系統(tǒng)平臺，包括外場便攜式測試設(shè)備、加固機(jī)架式測試設(shè)備、手持式儀器、車載式設(shè)備等，多款創(chuàng)新型設(shè)備已列裝到軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等裝備保障領(lǐng)域，是行業(yè)第一測控系統(tǒng)平臺服務(wù)商。

厚物科技是國際PXISA正式成員，持續(xù)開發(fā)嚴(yán)格滿足行業(yè)需求的、安全可靠的、易于管理的測量測試測控設(shè)備及儀器，在軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載、智能航電、核電工程、軌道交通、智慧互聯(lián)等行業(yè)積累了十幾年產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對儀器設(shè)備、總線標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)有深入研究，具有專業(yè)的PXIe PXI CPCI VPX模塊化儀器技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊，來自國內(nèi)外測控儀器行業(yè)知名企業(yè)，團(tuán)隊帶頭人有海外留學(xué)及在國外頂級技術(shù)公司工作的背景。

厚物科技量身定制，快速響應(yīng)，堅持用最快的速度、最先進(jìn)的技術(shù)為行業(yè)用戶提供一攬子解決方案，持續(xù)為各行業(yè)用戶提供專業(yè)完善的一站式交鑰匙ODM定制服務(wù)，交付嚴(yán)格符合用戶要求的全生命周期的產(chǎn)品及技術(shù)解決方案。

厚物科技既服務(wù)于國家重點(diǎn)行業(yè)，也服務(wù)于軍工國防領(lǐng)域。自強(qiáng)不息、厚德載物，是厚物科技的企業(yè)文化；專業(yè)專注、極致完美，是厚物科技的敬業(yè)態(tài)度。作為中國的民族企業(yè)，厚物科技將牢記使命，為科技的進(jìn)步和民族的復(fù)興貢獻(xiàn)所有力量。