本文先詳細(xì)介紹了PXI,而后在機(jī)械特性、電氣特性、堅(jiān)固性設(shè)計(jì)等等各個(gè)方面詳細(xì)的比較了工業(yè)計(jì)算機(jī)（工控機(jī)）和PXI，末了附上相關(guān)詞匯解釋。
一、什么是PXI？
PXI是一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺(tái)，具備機(jī)械、電氣與軟件等多方面的專業(yè)特性。PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）充分利用了當(dāng)前最普及的臺(tái)式計(jì)算機(jī)高速標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)——PCI。PXI規(guī)范是CompactPCI規(guī)范的擴(kuò)展。CompactPCI定義了封裝堅(jiān)固的工業(yè)版PCI總線架構(gòu)，在硬件模塊易于裝卸的前提下提供優(yōu)秀的機(jī)械整合性。
因此，PXI產(chǎn)品具有級(jí)別更高、定義更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)沫h(huán)境一致性指標(biāo)，符合工業(yè)環(huán)境下振動(dòng)、撞擊、溫度與濕度的極限條件。PXI在CompactPCI的機(jī)械規(guī)范上強(qiáng)制增加了環(huán)境性能測(cè)試與主動(dòng)冷卻裝置，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成并確保不同廠商產(chǎn)品之間的互用性。此外，PXI還在高速PCI總線的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了測(cè)量與自動(dòng)化系統(tǒng)專用的定時(shí)與觸發(fā)特性。
總的來說，PXI是一種堅(jiān)固的模塊化儀器平臺(tái)，它提出了基于計(jì)算機(jī)的高性能標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量與自動(dòng)化方案。以合理的價(jià)位提供比原有系統(tǒng)架構(gòu)出色得多的性能。PXI用戶自然地享有很多便利，如廉價(jià)、易用、靈活的PC技術(shù)；開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及與CompactPCI產(chǎn)品的完全互用性。
PXI系統(tǒng)聯(lián)盟(System Alliance)
PXI平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)是由PXI系統(tǒng)聯(lián)盟維護(hù)管理的。該聯(lián)盟（www.pxi.org
推廣PXI標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)多廠商的軟硬件支持；
在維護(hù)與CompactPCI的完整互用性的同時(shí)，確保PXI產(chǎn)品在機(jī)械、電氣與軟件等各個(gè)層面的眾廠商互用性；
維護(hù)PXI規(guī)范，必要時(shí)進(jìn)行修訂，并保證對(duì)符合前期PXI規(guī)范的產(chǎn)品向下兼容。
這些工作旨在簡(jiǎn)化與改善用戶對(duì)PXI的使用。聯(lián)盟的首要任務(wù)是確保PXI平臺(tái)內(nèi)部及PXI平臺(tái)與臺(tái)式計(jì)算機(jī)、CompactPCI、VXI等其它平臺(tái)之間的簡(jiǎn)易集成性。
PCI
PXI平臺(tái)是基于PCI總線的。PCI總線作為開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)試與測(cè)量工程上具有不少優(yōu)勢(shì)。很多為傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)開發(fā)的設(shè)備其都是基于PCI總線的。目前已經(jīng)有數(shù)以千計(jì)的PCI設(shè)備，而PCI總線本身也采納了諸多最新的計(jì)算技術(shù)，得以不斷優(yōu)化。這對(duì)PXI而言意味著有大量的設(shè)備元件可以使用，這些元件：
與最常用的操作系統(tǒng)與軟件完全兼容；
針對(duì)最高速的處理器和總線進(jìn)行了優(yōu)化，以提高數(shù)據(jù)流量。
一個(gè)決定系統(tǒng)流量的關(guān)鍵因素是測(cè)量設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的接口總線。盡管系統(tǒng)性能由于處理器速度與系統(tǒng)內(nèi)存的增加而大幅提升，卻依然受到與儀器與外部設(shè)備的通信因素限制。GPIB是最常見的儀器接口總線，但其數(shù)據(jù)傳輸速率比VXI和PCI慢得多�；赩XI的測(cè)量系統(tǒng)具有高于GPIB的性能，但用戶必須為之付出高昂的代價(jià)。相比之下，PCI是為新型處理器設(shè)計(jì)的，數(shù)據(jù)傳輸速率比GPIB和VXI高得多。
除了提高流量，PCI還能夠與所有的主流操作系統(tǒng)兼容。PXI利用這一點(diǎn)將GPIB和VXI也集成到PXI系統(tǒng)。有了這樣的開放性，不同廠商開發(fā)的PXI設(shè)備都可以在一個(gè)集成的系統(tǒng)上工作。為了維護(hù)這種不同廠商之間的互用性，PXI規(guī)范還制定了相應(yīng)的對(duì)軟件標(biāo)準(zhǔn)。最主要的要求之一就是PXI設(shè)備必須能在Windows操作系統(tǒng)下工作，并配套驅(qū)動(dòng)軟件。這項(xiàng)要求不但保證了廠商兼容性，還能夠加快用戶集成和應(yīng)用開發(fā)的速度。舊的系統(tǒng)架構(gòu)迫使每個(gè)用戶根據(jù)一套特定的函數(shù)調(diào)用方法開發(fā)各自的驅(qū)動(dòng)程序，PXI規(guī)范則將這個(gè)負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到了設(shè)備廠商一方。
最后，為了完全利用PCI的優(yōu)勢(shì)，PXI規(guī)范指明所有的PXI設(shè)備須和CompactPCI完全兼容。CompactPCI模塊使用的封裝和PXI相同，而且也是建立在PCI總線上的；PXI較之增加了更為嚴(yán)格的環(huán)境測(cè)試，軟件標(biāo)準(zhǔn)和一些額外的觸發(fā)特性。這項(xiàng)嚴(yán)格的兼容性規(guī)定意味著當(dāng)用戶的應(yīng)用不需要所有的模塊都具有PXI專有的特性時(shí)，可以有更多的模塊選擇；這還意味著工程師可以將他們已經(jīng)在使用的CompactPCI模塊集成到PXI系統(tǒng)里。
物理特性
PXI是一個(gè)模塊化的平臺(tái)。系統(tǒng)的物理主機(jī)是一個(gè)擁有2至31個(gè)槽位的機(jī)箱，有的機(jī)箱還帶有內(nèi)置的顯示器和鍵盤。機(jī)箱的第一槽（Slot 1）是控制器槽。目前可以使用的控制器有很多，最常見的兩種是嵌入式控制器和MXI-3總線橋。嵌入式控制器是專為PXI機(jī)箱空間設(shè)計(jì)的常規(guī)計(jì)算機(jī)。MXI-3則是一種通過臺(tái)式計(jì)算機(jī)控制PXI機(jī)箱的擴(kuò)展器，這會(huì)在后面的內(nèi)容中詳細(xì)描述。機(jī)箱中的其它槽位被稱為外部設(shè)備槽，用于插置功能模塊，就像計(jì)算機(jī)里的PCI槽一樣。
PXI模塊的支架和臺(tái)式計(jì)算機(jī)的PCI槽有所不同，模塊被上下兩側(cè)的導(dǎo)軌和“針－孔”式的接插端牢牢的固定住。事實(shí)上，PXI采納了CompactPCI首先啟用的高級(jí)“針－孔”式接插端結(jié)構(gòu)。這種由國際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission）定義的高密度（2mm間距）阻抗匹配接插端（IEC-1076）提供了在所有情況下可以達(dá)到的的最佳電氣性能。這些接插端已經(jīng)被廣泛采納于各種高性能的應(yīng)用，尤其是通信領(lǐng)域。
最后，PXI模塊化、前插式的結(jié)構(gòu)給維護(hù)和升級(jí)帶來的極大的便利。如果系統(tǒng)中的一個(gè)模塊需要修理，工程師可以將其取出，而不影響其它任何模塊。模塊化減少的的停機(jī)時(shí)間降低了系統(tǒng)壽命內(nèi)的維護(hù)成本。
電氣特性
PXI的背板提供了一些專為測(cè)試和測(cè)量工程設(shè)計(jì)的獨(dú)到特性。專用的系統(tǒng)時(shí)鐘用于模塊間的同步；8條獨(dú)立的觸發(fā)線可以精確同步兩個(gè)或多個(gè)模塊；槽與槽之間的局部總線可以節(jié)省PCI總線的帶寬；最后，可選用的星形觸發(fā)特性適用于極高精度的觸發(fā)。相比之下，觸發(fā)線、時(shí)鐘和局部總線在臺(tái)式計(jì)算機(jī)、工業(yè)計(jì)算機(jī)和CompactPCI的機(jī)箱里都是沒有的。
集成化、可擴(kuò)展的系統(tǒng)
通過使用諸如MXI-2和MXI-3這樣的遠(yuǎn)程控制接口技術(shù)，PXI系統(tǒng)能夠輕易地與已有的測(cè)試與測(cè)量系統(tǒng)相集成。利用這些接口，工程師既可以享有PXI結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了更換整個(gè)系統(tǒng)帶來的的高額支出。
一個(gè)PXI系統(tǒng)通過MXI-2連接VXI機(jī)箱，就像在VXI背板上直接插入了一個(gè)VXI嵌入式控制器一樣。工程師可以由PXI控制器設(shè)置所有的系統(tǒng)設(shè)備并與之通信，從而將一個(gè)已有的VXI系統(tǒng)合并到一個(gè)新的PXI系統(tǒng)中。工程師們可以根據(jù)需要逐步的將他們的VXI系統(tǒng)升級(jí)到PXI。
使用MXI-3，臺(tái)式計(jì)算機(jī)上的CPU可以透明地設(shè)置和控制PXI/CompactPCI模塊。在BIOS和操作系統(tǒng)看來，PXI模塊就像插在PC上的PCI板卡一樣。MXI-3和PXI機(jī)箱組合是擴(kuò)展系統(tǒng)I/O的一個(gè)極佳選擇。從結(jié)構(gòu)上說，MXI-3是一個(gè)PCI到PCI的橋（PCI-PCI bridge）。一塊PCI MXI-3板卡插在臺(tái)式計(jì)算機(jī)上，并與插在PXI機(jī)箱控制器槽內(nèi)的PXI MXI-3模塊通過電纜相連，實(shí)現(xiàn)通信。
