将USB引入PXI测试环境中

关于将PXI产品和LXI以及VXI相集成来创建混合测试系统的想法在业内经常被讨论,这样做可以充分利用每一种标准,将之与模块化仪器最主要的标准相结合。Pickering Interfaces注意到PXI和LXI之间具有很大的协同效应,利用LXI可以为要求高性能的大规模开关系统提供更好的解决方案,而PXI则可以为较小规模且更多样化的开关系统提供更好的解决方案。

关于在测试系统中将PXI和USB相结合来设计产品的想法在业内是非常少有的 —— 尽管USB在消费产品和专业产品以及移动设备上都是非常常用的接口。这意味着需要测试的设备上可能具有本机控制连接 —— 也就是说一个测试系统最理想的是能具有支持USB的功能。

40-737-901模块的示意图
40-737是基于继电器的USB开关,允许前面板上的USB常用端口连接到8个USB输出连接器上的任何一个
40-737的前面板

USB标准也经常用于测试目的的精巧的高性价比的解决方案中,比如说许多厂商都提供基于USB的射频功率计,而其他厂商生产数据采集系统和一些更基本的示波器和数字万用表。这些仪器常常获益于可以单独支持USB电源,而不需要交流电源的功能。因此它们通常具有较低的功率要求以及小巧的尺寸。

它们通常还可以被直接放在需要被测量的连接中,比如说功率计传感器可以被放置于射频连接器上,而不是安装在机箱上。只要相距在5米以内,USB设备可以被放置于离测量点更近的位置,而不是放置于距离用机箱装配的设备更近的位置。这意味着USB设备可以为测试系统带来一些完全不同的功能,就像是LXI,一个PXI系统加入USB功能则会具有很大的优势。

显然,通过系统控制器上USB端口,USB设备可以被添加进测试系统中。如果系统控制器在机箱的外部,那么就意味着USB设备不会成为机箱系统的一部分。如果使用PXI嵌入式控制器时由于会占用面板空间从而限制USB接口的数量,那么就还需要一个单独的USB集线器,以及一个交流电源连接来为USB集线器提供电力。进行这项工作通常并不方便。

在设备需要测试的情况下,把测试设备直接连接到一个昂贵的PXI控制器上并不是明智之举 —— 无论是直接在机箱中嵌入或远程连接。认为有故障时才需要测试设备,否则没必要进行测试,其中的一些故障可以证明控制器有损坏。当在一个系统中添加故障设备时,包括把控制器悬挂起来,会出现异常的情况。

USB有一个被诟病的问题是时而会出现鲁棒性不好的情况,比如不能正确地连接到控制器上。在手动系统中,这个问题很容易被修复 —— 拔下然后重新连接,许多用户都有过这样的经验。然而在测试系统中,情况并不像这么简单,它们大部分情况下是自动的,手动干预对于测试系统吞吐量来说并没有帮助。

Pickering Interfaces可为USB开关提供基于PXI的解决方案,比如40-737可提供一个将单个USB连接切换到8个USB设备的其中一个的USB开关。通过使用Pickering Interfaces的标准开关驱动,可以将测试系统通过程序从大量的USB设备中选择一个连接到USB公共端。

然而,要同时连接所有的USB输出是不可能的,除非使用USB集线器 —— 通过基于机械继电器的开关,简单地将一个USB公共端连接到8个USB输出连接的其中一个上。Pickering Interfaces设计生产的40-738 USB集线器可以改变上述过程,并使得在PXI机箱上可以直接连接USB测试设备和USB测试装置。

40-738 USB 集线器

40-738模块的功能示意图

40-738 USB集线器允许PXI系统控制器的PCI总线通过USB连接到一个或多个USB输出

40-738的前面板

40-738是一个单槽3U PXI模块,具有一个可提供八个USB 2的集线器,以及USB数据/功率开关,可以在PXI控制器的PCI接口(PXI背板)和USB产品之间提供可控制的连接。跟40-737不同的是,40-738是连接到PXI机箱的PCI背板上,而不是连到控制器的USB端口。跟其他PXI模块的连接方式一样,40-738通过机箱上的PCI总线连到控制器的内部PCI总线。控制器的设备列表中出现的集线器跟其他任何USB集线器的连接方式也是完全一样的,但40-738是完全集成在机箱中的。

连接到40-738的USB产品初始化时跟所有USB用户第一次连接时所熟悉的驱动安装过程是一样的。当产品被连接到控制器本身的USB端口时,PXI控制器。远程的或嵌入式的,会检测到USB设备然后安装供应商的驱动。这个过程对于所有的个人计算机用户都是非常熟悉的,这个过程不需要用到Pickering Interfaces的软件。

40-738可提供额外的控制功能,可以将USB数据和功率连接单独连接或断开连接,允许用户在Pickering Interfaces的PXI开关驱动的程序控制下,在USB接口上仿真故障条件或将USB产品完全断开连接 —— 就像USB连接器被实际拔掉一样。 

除了可以提供可编程管理的USB连接之外,使用40-738之后就不需要在系统中添加独立式动力集线器 —— 通过其创建的系统可通过机箱提供USB连接,而不需要单独的USB集线器。这种方式还可以保证用户在断开连接时,在物理端口上连接的USB设备会被释放。



总结

除了可以辅助USB产品的测试之外,40-738还允许在PXI上添加额外的USB仪器,比如功率计,示波器,以及数据采集产品 —— 扩展了可被支持的测试产品类型。在一些情况下,可以增加新的仪器功能,比如功率计,在其他一些情况下还可能可以集成一些产品,比如直接接到机箱上为不是接到控制器的低成本的USB数据采集。

40-738 USB集线器可以简化USB设备和测试装置集成进PXI测试环境的过程,还可以为采用了PXI测试解决方案的用户们提供更多的选择。

40-738连接USB测试设备的示意图
40-738连接USB测试设备的示意图

其他有用的链接:

通过 USB 控制 LXI

USB 和以太网开关

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