PXI平臺(tái)在電子制造業(yè)的應(yīng)用

前言

隨著技術(shù)的演進(jìn)及市場(chǎng)需求的改變，電子制造及測(cè)試的方式也隨之變化. 二十一世紀(jì)人們對(duì)產(chǎn)品技術(shù)的要求提升,以及產(chǎn)品生命周期的短縮和價(jià)格的壓力讓電子制造業(yè)者不得不思考是否有另一種測(cè)試平臺(tái)，可以比傳統(tǒng)PC，GPIB或VXI為基準(zhǔn)的測(cè)試平臺(tái)更具競(jìng)爭(zhēng)力。

本文將簡(jiǎn)單介紹電子制造測(cè)試平臺(tái)的需求,并從一,二個(gè)在電子制造業(yè)應(yīng)用的案例來探討新的PXI平臺(tái)如何滿足對(duì)價(jià)格敏感又有大量生產(chǎn)需求的應(yīng)用,讓讀者可以更了解PXI做為生產(chǎn)測(cè)試平臺(tái)的特性及優(yōu)點(diǎn)。

生產(chǎn)測(cè)試平臺(tái)的需求

當(dāng)有需要架設(shè)新的生產(chǎn)測(cè)試平臺(tái)時(shí)，應(yīng)從某些特定的要素來重新思考對(duì)生產(chǎn)測(cè)試平臺(tái)的需求,這些特定的要素包含以下幾點(diǎn)。

1.系統(tǒng)面積

大量電子制造商或代工廠最常煩惱的就是如何在有限的空間內(nèi)達(dá)成更高的產(chǎn)能,也就是說同樣的一片地,如何能生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品?當(dāng)然大部份的工廠空間多數(shù)是被生產(chǎn)設(shè)備所占據(jù),但不可諱言,各式各樣的測(cè)試設(shè)備也會(huì)是空間上的一大考慮因素. 通常在考慮縮小生產(chǎn)空間,尤其是測(cè)試系統(tǒng)面積這個(gè)因素時(shí),測(cè)試工程師多會(huì)采取模塊式或基于插卡的系統(tǒng),例如PC, VXI 或PXI平臺(tái). 下表提供讀者一個(gè)VXI與PXI平臺(tái)功能密度的比較。

PXI系統(tǒng)組態(tài)提供較高功能密度比,因此可以提供較密實(shí)的測(cè)試系統(tǒng).但若使用者的系統(tǒng)需要許多外加的GPIB儀器設(shè)備,那PXI在空間與價(jià)格的優(yōu)勢(shì)則不易表現(xiàn)出來.但與傳統(tǒng)的PC/PCI-based的系統(tǒng)或VXI系統(tǒng)來比較,PXI平臺(tái)仍然提供測(cè)試工程師更有靈活性的選擇。

2.測(cè)試模塊

對(duì)于模塊類產(chǎn)品的生產(chǎn)測(cè)試,測(cè)試模塊會(huì)是另一個(gè)選擇平臺(tái)時(shí)會(huì)考量的因素.一般對(duì)測(cè)試模塊的要求有：

可靠的機(jī)構(gòu)界面及接頭

接收器與模塊間接頭的多樣化

模塊與測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)間的整體性

目前在市面上已有一些廠商提供有含模塊及接收器的PXI系統(tǒng),多為3U PXI 尺寸. 然而在整合接收器接口與PXI平臺(tái)時(shí)最大的挑戰(zhàn)是在于連結(jié)儀器與測(cè)試系統(tǒng)的I/O. 譬如對(duì)目前一些高密度測(cè)試應(yīng)用,SCSI型態(tài)的接頭是最常被使用的,要做出可以匹配的纜線組件并不困難,但若要在PXI系統(tǒng)上放上接收器的接口則會(huì)需要更可靠及更有彈性的架構(gòu),難度也就相對(duì)提高. 總的來說,I/O的考量不論是現(xiàn)在或未來對(duì)選擇特定的接收器或治具都將會(huì)是一個(gè)重要的指標(biāo)。

3.系統(tǒng)控制器

系統(tǒng)控制器有外接式及嵌入式的選擇.大部分的測(cè)試系統(tǒng)采用外接式的系統(tǒng)控制器,如桌上型計(jì)算機(jī).使用外接式系統(tǒng)控制器的好處如下：
1.不占VXI或PXI主機(jī)槽數(shù),可提供更多的周邊槽給儀器設(shè)備或切換器使用。

2.簡(jiǎn)化與計(jì)算機(jī)外設(shè)設(shè)備的聯(lián)機(jī)管理

3.桌上型計(jì)算機(jī)在價(jià)格上較有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

4.系統(tǒng)功能容易升級(jí)

使用外接式控制器連接PXI機(jī)箱時(shí),如何維持PCI總線的高速傳輸速度,同時(shí)必須具備軟件透明化的特性,就如同另一個(gè)PCI 總線上的橋接器? PCI總線的延伸套件在此時(shí)就扮演著非常重要的角色. 然而在空間有所限制時(shí)或在數(shù)據(jù)采集/流程控制的專門應(yīng)用上,使用嵌入式或單板計(jì)算機(jī)在模塊式的系統(tǒng)會(huì)是更好的選擇。

4.儀器與信號(hào)切換器

毫無疑問，傳統(tǒng)儀器所能提供的功能及供貨商的選擇最為廣泛,但受限于GPIB 總線的傳輸速度,因此對(duì)儀器的測(cè)試功能的要求通常比測(cè)試速度來得多. 一般而言,制造商會(huì)選擇VXI或PXI這類平臺(tái)作為功能測(cè)試系統(tǒng),多半是因?yàn)樗鼈兙哂心K化,高密度儀器整合及高速數(shù)據(jù)傳輸速度的特性. 而除了儀器的評(píng)估及考慮,信號(hào)切換器會(huì)是另一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者要考慮的要點(diǎn),尤其當(dāng)使用者的系統(tǒng)需要相當(dāng)可觀的信號(hào)切換器甚至或使用者需要另一個(gè)機(jī)箱來處理信號(hào)切換,如何選擇適合的平臺(tái)規(guī)格將會(huì)影響使用者的系統(tǒng)尺寸及價(jià)格.

PXI平臺(tái)在電子制造業(yè)的應(yīng)用

對(duì)許多測(cè)試部門來說如何架構(gòu)一個(gè)能符合現(xiàn)有功能需求又具有未來擴(kuò)充性的測(cè)試系統(tǒng)是多數(shù)測(cè)試工程師所關(guān)心及有興趣的. 一般而言,電子制造測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)可用下圖來區(qū)分成幾部分. 第一部分為硬件架構(gòu),包含系統(tǒng)平臺(tái)(3U或6U ),系統(tǒng)控制器(外接式-桌上型計(jì)算機(jī),需搭配PCI/PXI 延伸套件以連接PXI系統(tǒng)機(jī)箱或嵌入式PXI控制器),測(cè)試儀器(獨(dú)立式儀器或PXI模塊式)及切換器. 第二部分為軟件驅(qū)動(dòng)程序,硬件需提供可支持LabView/VB/VC/DAQBench/PnP等驅(qū)動(dòng)程序. 第三部分則為連接待測(cè)物的測(cè)試治具。

以近幾年頗受爭(zhēng)議的藍(lán)牙模塊為例,從功能面而言,藍(lán)牙模塊對(duì)個(gè)人通訊或外圍設(shè)備的連結(jié)是相當(dāng)方便且有助益的,但因其測(cè)試成本居高不下,使得其價(jià)格始終無法降到消費(fèi)者認(rèn)為合理的范圍,所以無法大量推廣到許多消費(fèi)性商品. 但隨著更具性價(jià)比的測(cè)試方式及平臺(tái)的產(chǎn)生,藍(lán)牙模塊的生產(chǎn)測(cè)試成本的降低,藍(lán)牙模塊將會(huì)有新的發(fā)展機(jī)會(huì). 一套以PXI平臺(tái)為基礎(chǔ)的藍(lán)牙模塊測(cè)試系統(tǒng),其架構(gòu)上通常包括一臺(tái)工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)內(nèi)含GPIB適配卡用來控制外接的儀器設(shè)備,一片PCI接口延伸卡用以延伸PCI 總線的信號(hào)到PXI平臺(tái),PXI機(jī)箱內(nèi)則含PCI接口延伸模塊,一至二片的RF 切換模塊用來做信號(hào)切換及A/D, D/A模塊用來做數(shù)據(jù)采集,并配合多個(gè)含模塊的隔離箱所組成. 而在整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中較昂貴的應(yīng)屬外接的RF測(cè)試儀器,但應(yīng)用這種架構(gòu)可增加外接儀器的使用率,而達(dá)到降低成本的目的。

結(jié)論

PXI平臺(tái)因其結(jié)合了開放而高效能的PCI總線，CompactPCI強(qiáng)健的結(jié)構(gòu)性能及高密度整合的優(yōu)勢(shì),對(duì)大量生產(chǎn)的電子制造測(cè)試系統(tǒng)而言,PXI平臺(tái)無疑是一個(gè)新的選擇。