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Comprendre et utiliser le PXI Valentin BERTRON Chef d équipe Ingénieurs d Application National Instruments France Certified LabVIEW Developer
Instrumentation traditionnelle 3
Attentes Davantage de fonctionnalités Coûts réduits Encombrement moindre Distribution accélérée Crédit image : Wade Lowdermilk, BAE Systems 4
Problèmes avec les instruments traditionnels Mesures définies par le fournisseur Intégration logicielle insuffisante Encombrement important Consommation élevée Synchronisation insuffisante entre les matériels 5
La solution : le PXI Organisé en 1997 Fondé en 1998 Les objectifs du groupe PXISA : Maintien des spécifications PXI Garantie de la compatibilité Promotion du standard PXI Le groupe PXISA est constitué de plus de 70 membres Site web PXISA (www.pxisa.org) Spécifications Tutoriaux, notes d'application et white papers Localiser les sociétés membres et leurs produits Nouveautés et annonces 6
PXI : le standard de fait pour l'instrumentation 7
PXI : plate-forme phare de l'industrie pour la mesure, le test et le contrôle/commande Modules PXI : plus de 1 500 options proposées par plus de 70 fournisseurs PXI Logiciel : API de drivers flexibles, exemples de code, faces-avant logicielles et configuration Châssis PXI : options allant des matériels de bureau 4 empl., faible coût aux matériels montés en baie 18 empl., hautes performances Contrôleurs PXI : performances embarquées, OS Windows ou temps réel, contrôle distant via ordinateur de bureau ou portable 8
Des capacités modulaires pour chaque application DAQ et contrôle E/S multifonctions FPGA E/S numériques Entrées/sorties analogiques Commande d'axes et vision Compteur/timer/horloge Mesures par capteur E/S reconfigurables Conditionnement du signal Instruments Oscilloscopes E/S numériques haute vitesse Multimètres numériques Générateurs de signaux Commutation Analyseurs et générateurs RF Alimentations Analyseurs de signaux dynamiques Unités de source et mesure Interfaces GPIB, USB, LAN RS232 / RS485 CAN, LIN, FlexRay Bus avioniques I2C/SPI Boundary Scan/JTAG DeviceNet, PROFIBUS SCSI, Ethernet VXI - VME NI propose plus de 600 produits PXI Et il y a plus de 1500 modules PXI proposés par plus de 70 fournisseurs sur le marché 9
Spécifications PXI PXI = PCI extensions for Instrumentation Mécanique Connecteurs hautes performances Conditionnement durci Refroidissement à air forcé Blindage des modules optionnel Tests environnementaux Tests électromagnétiques Compatibilité parfaite Électrique Bus PC standard Horloges de référence système Bus de déclenchement en étoile Bus de déclenchement PXI Logiciel Framework logiciel Microsoft Windows Composants logiciels qui définissent la configuration et les capacités matérielles Implémentation de l'architecture VISA (Virtual Instrument Software Architecture) 10
Architecture
Châssis PXI Performances et bande passante élevées Disponibilité accrue Portable, encombrement réduit et faible niveau de bruit Bande passante système jusqu'à 12 Go/s Versions 8 et 18 emplacements dans un espace de baie 5U de 19 pouces Alimentations DC (disponibles) redondantes et échangeables à chaud Ventilateurs de refroidissement redondants, accessibles par la faceavant et échangeables à chaud Idéal pour une utilisation sur le bureau Option de contrôle MXI intégré Versions 4 et 5 emplacements 13
Le fond de panier PXI Express Emplacement du contrôleur système Emplacement de cadencement système Emplacements pour périphériques (compatible 14 hybrides)
PXI Express : vitesse de transfert de données très élevée 15
Architecture à 2 liens du PXIe-1085 Empl. 1 contrôleur PXI Express x8 x4 x16 x4 Liaison PCIe Gen2 x8 (4 Go/s/direction) Liaison PCIe Gen2 x16 (8 Go/s/direction) Bande passante système 12 Go/s Liaison Gen2 x8 (4 Go/s) Switch PCIe Sxitch PCIe x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 x8 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PCIe vers PCI Légende : couleur de l'emplacement PCIe vers PCI Emplacement hybride PXIe Emplacement de cadencement 16 système PXIe
Contrôleurs système PXI Contrôleurs embarqués Contrôleurs montés en baie Contrôleurs distants Système complet au sein d'un seul et même châssis Compatibles avec OS standard et temps réel Périphériques intégrés Processeurs multicœurs hautes performances Configurations disque dur RAID 0 pour streaming haute vitesse sur disque Facteur de forme 1U Utilisent les tous derniers PC hautes performances Étendent les bus PCI ou PCI Express existants Tirent parti du contrôle sur PC portable pour les solutions portables 17
Contrôleurs embarqués PXI Meilleures performances de l'industrie et gamme plus étendue Tout derniers processeurs Intel Mise à niveau aisée des performances du système Large éventail d'options : du plus performant au meilleur rapport qualité/prix Exécution des systèmes d'exploitation et des logiciels d'application Connectivité d'e/s DoubleGigabit Ethernet, Super Speed USB 3.0, série, parallèle, GPIB Ports affichage avec support multi-moniteurs 18
Contrôleurs embarqués PXI Gamme des OS proposés 19
GFLOPs 80 Architecture modulaire : mise à jour des performances 70 60 50 Offre PXI de NI 40 30 20 10 Instruments traditionnels 0 1997 2001 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2012 20
Modules PXI Basé sur le facteur de forme Eurocard (IEC 60297-3 et IEC 60297-4 et IEEE 1101.10.) 2 facteurs de forme : 3U et 6U Dimensions : 160 mm (6,3 ) de largeur, 100 mm (4 ) de hauteur Direction du refroidissement du bas vers le haut de la carte 21
Emplacements PXI, hybride PXI et PXI Express Emplacement PXI standard Emplacement PXI Express Emplacement hybride PXI Alimentation Déclenchement Déclenchement en étoile Horloge 10 MHz Broche réservée 64/66 PCI Bus local (généralement inutilisé) Liaison PCIe Gen2 x8 (jusqu'à 4 Go/s) Horloge différentielle 100 et décl. en étoile 32/33 PCI (132 Mo/s par système) 22
Compatibilité des emplacement PXI et hybrides Oscilloscope/numériseur Multimètre numérique NI PXIe-5162 NI PXI-4071haute vitesse 23
Plate-forme PXI de NI - Instruments modulaires Multimètres numériques/lcr Échantillonnage 5½, 6½, 7½ chiffres jusqu'à 1,8 Méch./s E/S reconfigurables Basées sur LV FPGA E/S analogiques, numériques et diverses Analyseurs et générateurs RF Génère jusqu'à 6,6 GHz, Analyse jusqu'à jusqu'à 26,5 GHz Générateurs de fonctions/arb. Jusqu'à 16 bits, 400 Méch./s Alimentations Jusqu'à 16 bits, 120 W E/S numériques haute vitesse Jusqu'à 1 Gbit/s, Tension programmable Numériseurs/oscilloscopes Jusqu'à 24 bits, 12,5 Géch./s SMU/PMU Sorties quatre quadrants Résolution de 100 fa ou 100 nv Commutateurs, matrices, relais >150 configurations Analyseur de signaux dyamiques Jusqu'à 16 voies, 24 bits, 204,8 kéch./s Série haute vitesse Jusqu'à 8 voies, 12,5 Géch./s 24
Emplacement de cadencement système PXI Express PXI_Trig0..PXI_Trig7 connectivity Module de cadencement système ou périphérique PXIe Cadencement et déclenchement PXI-1 et PXI Express 1 déclenchement en étoile et 3 paires de déclenchements en étoile différentiels par emplacement Optionnel pour les châssis PXIe 25
Intègre aisément des centaines de voies de mesure PXI Instruments traditionnels 26
Cadencement et synchronisation PXI 27
Plusieurs options de synchronisation 28
Extension du PXI avec RASM Maximiser la disponibilité et la facilité d'entretien des matériels Châssis NI PXIe-1066DC Contrôleur monté en baie NI RMC-8355 Disques durs redondants Alimentations et ventilateurs redondants échangeables à chaud Disques durs amovibles 29
Applications Produits Technologie Évoluez avec le PXI Équilibre entre innovation et protection de l'investissement des utilisateurs PC de bureau Windows DAQ sur PC Bus PCI Déclenchement CPU de bureau OS temps réel C A/N et C N/A CPU multicœurs PCI Express FPGA Cadencement et synchronisation avancés PCI Express Gen2 Pont non transparent (PXImc) RASM Architectures RIO, PXImc, Série haute vitesse Châssis PXI, contrôleurs Pentium, multivoies A/N GPIB/série, commande d'axes/vision Contrôleur?? 2 GHz Pentium 4, Arbitraire, numériseur DSA, DMM, E/S num. haute vitesse, RF jusqu'à 2,7 GHz Contrôleurs quadruple cœur, châssis à bande passante élevée, Matrices RAID, FlexRIO, RF 6,6 26,5 GHz, numériseurs (12,5 Géch./s) Bande passante système 12 Go/s, Alimentation et refroidissement système redondants Instruments conçus par logiciel, Contrôleur PXImc 1997 2007 2014 2002 2012 Test audio Acquisition de données Contrôle d'instruments Inspection optique statique Tests polyvalents Simulation HIL Test temps réel Vidéo haute vitesse SIGINT Test sans fil 2G, 3G, LTE, WIFI Analyse vidéo temps réel Test de semi-conducteurs Test en production à cadence élevée, critique Déploiements à grande échelle Critique, test en production de semiconducteurs Déploiements à grande échelle 30
Développement d'applications avec le PXI
MATÉRIEL LOGICIEL Éléments d'un système de test automatique NI TestStand Gestion de test, déploiement de test NI LabVIEW LabWindows /CVI Autres logiciels Measurement Studio, Visual Studio.NET, IVI, VISA, NI-DAQ, NI-DMM, NI-SCOPE, NI-FGEN, NI-HSDIO, PC ou contrôleur embarqué Châssis PXI Commutation Connectique/ interconnexions à la masse Génération de signaux Mesures RF Interfaces de bus (GPIB/LXI/série) Unité/matériel sous test 32
Installation rapide du système et premières mesures Measurement & Automation Explorer (MAX) Faces-avant logicielles NI-SCOPE et NI-FGEN 33
Commencez à personnaliser votre système avec des exemples de projets LabVIEW Points de départ recommandés pour les applications LabVIEW courantes Indique clairement à quel endroit ajouter ou modifier des fonctionnalités Montre les bonnes pratiques pour la conception, la documentation et l'organisation du code Ajoute des modèles et des exemples de projets personnalisés 34
NI TestStand : logiciel de gestion de tests prêt à l'emploi Environnement d'édition graphique de séquences Automatisation des tests écrits dans n'importe quel langage Exécution de séquences multithread Génération de rapports ASCII, HTML/Web, XML et ATML Connectivité avec les bases de données Access, Oracle et SQL Server Capacité de personnalisation étendue 35
Exemples d applications
Qualcomm Atheros améliore la cadence et la couverture des tests WLAN L'objectif : Maintenir le faible coût et la précision élevée des tests WLAN tout en réduisant les temps de caractérisation tandis que la complexité des matériels augmente. La solution : Réduire les temps de test d'un facteur 200 à l'aide d'un système de test WLAN flexible développé sur la plate-forme PXI de NI avec le VST et le module LabVIEW FPGA. En savoir plus sur la façon dont NI aide Qualcomm. Rendez-vous sur /case-study/qualcomm 37
Un traitement révolutionnaire contre le cancer minimise les dommages causés aux tissus sains L'objectif : Maximiser la destruction des cellules cancéreuses tout en minimisant les dommages sur les tissus sains des patients. La solution : Utiliser la plate-forme PXI de NI pour proposer une forme de traitement contre le cancer unique et plus précise dans laquelle des faisceaux de particules accélérées ciblent précisément des cellules cancéreuses profondément ancrées dans les tissus. En savoir plus sur la façon dont NI aide CNAO. Rendez-vous sur /cancertherapy 38
Impact au travers des industries Siemens Test Hardware-in-the-Loop Microsoft Test d'électronique grand public Harris Test RF et communications Sony Test multimédia ON Semiconductor Test de semi-conducteurs Lockheed Martin Test d'électronique militaire Dans tous les domaines industriels, les ingénieurs de test doivent relever deux défis à la fois : améliorer les performances des systèmes tout en réduisant leur taille et leur coût. NI a aidé plus de 35 000 sociétés dans le monde entier à améliorer leurs stratégies de test automatique et de mesure. 39
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