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基于定时和同步时钟卡的多机箱同步采集系统

发布时间:2019-05-21 14:23 来源:未知 编辑:admin

  在汽车电子、航空、航天以及工业监测等领域中,整体测试系统通常所需要同时监控的I/O非常庞大,如此庞大的测试点需要大量的数据采集卡进行同步。由于工业计算机插槽数量有限以及CompactPCI无法同步各个测试模块,所以本系统选用 PXI Express平台通过定时和同步利用触发总线、星形触发以及系统参考时钟来实现高级的多设备同步。本文以带有高精准度恒温晶振的PS

  多机箱同步与多板卡同步类似,同样需要保证各个机箱间的板卡都在同一个时钟沿开始启动采集,即共享同一个时钟源和同步触发信号,同时为了消除对时钟源分频后的相位差,也要共享同步脉冲信号。因此,在实现多机箱同步时,需要考虑的主要问题就是如何在多机箱间共享这三个信号:时钟源、同步触发、同步脉冲。

  对于两机箱同步,选择其中一个机箱作为主机箱,同时分别在主从机箱的星型触发槽中插入一块时钟卡,该时钟卡可以路由时钟信号和触发信号。在此以泛华PSPXIe-3102定时和同步模块举例说明。

  PSPXIe-3102本身自带一个温度补偿晶振,相比背板参考时钟可以提供更高精度的时钟卡(PS PXIe-3102时钟卡引脚图如图2所示)。因此可以将PS PXIe-3102的10MHz时钟路由到两个机箱中,替代机箱背板的参考时钟,然后各个槽位的板卡都选用背板参考时钟作为采样时基。具体配置过程如下:

  (3)将主机箱中的背板参考时钟源(PXI_CLK10)路由到3102的输出端(CLKOut)。背板参考时钟源的路由软件配置如图5所示;

  (4)如图3所示,通过同轴线的时钟输出端CLKOut和从机箱中时钟卡3102的时钟输入端;

  (5)将从机箱中时钟卡3102的时钟输入端(CLKIn)的信号路由至背板参考时钟输入(PXI_CLK10_In)来代替背板参考时钟源。软件配置如图6所示。

  共享同步脉冲的目的是为了消除板卡采样时钟之间的相位差。同步脉冲在每张板卡启动时都会产生,为保证产生的同步脉冲有效,在多机箱同步中也需要考虑同步脉冲在机箱间的路由关系。

  将主机箱中的动态信号采集卡作为主卡,将其产生的同步脉冲信号路由到背板的PXITrig线上,实现同机箱中同步脉冲信号的共享。同时,需要将此脉冲信号通过本机箱星型触发槽中PS PXIe-3102的MFIO端口输出路由到从机箱中(MFIO是用于静态数字输入、静态数字输出、AI/AO/DI/DO 或计数器/定时器所需的时钟输入及时钟输出的多功能数字I/O),具体配置过程如下:

  (1)选择主机箱中的任意一块卡作为主卡,将其产生的同步脉冲信号路由到背板PXITrig0上(也可选择PXITrig0..7中的其它触发线所示;

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