PXI在重离子加速器－冷却存储环控制系统的应用(04-100)

　　·PXI总线具有10MHz同步时钟，可以作为多路数据获取的同步时钟。

　　如图5所示，PXI背板上有一个非常精准的10MHz时钟(误差小于<100ppm)。10MHz时钟源与每个槽位相连，在背板布线上也保证每个槽位距离时钟源的布线长度严格一致。这样可以实现槽间精准同步。

　　在HIRFL-CSR控制系统中的束流检测中，要求在进行多路数据获取时的时钟节拍一致，不能有相位差。使用PXI总线上的10MHz同步时钟可以做为多块PXI数据采集卡的同步时钟节拍。

　　·PXI总线的带宽为133MB/s~512MB/s，远远大于VME总线的40MB/s带宽。

　　在HIRFL-CSR控制系统中，每个数据采集子单元要同时对多路信号进行长时间高速采集。由于数据采集卡的板载缓存通常较小，要实现长时间数据采集必须要求系统总线带宽足够大。这样才能保证数据的实时传送。PXI总线基于PCI总线，总线带宽为133MB/s~512MB，数倍于VME总线。这样如果数据采集子单元选用PXI总线，在同等采样速率和采样深度情况下，可以连接更多的传感器。这样提高了系统密度，节省了硬件投资，增强了整个控制系统的性能。

　　·PXI总线数据采集产品种类多，产品性价比高。

　　PXI总线自1997年诞生以来，由于其具备性能先进性、开放性和低成本，越来越多的厂家宣布支持PXI总线。目前全世界已经有百余家PXI设备生产厂家提供上千种PXI数据采集产品。这样用户可以自由的选择组合自己的PXI数据采集系统。PXI的硬件和软件基于开发架构，因此和VME相应产品对比，用户的软硬件投资大大降低。

　　HIRFL-CSR对PXI硬件产品的需求

　　在HIRFL-CSR控制系统中，大量PXI数据采集子单元通过网络构成一个大的数据获取集群，完成对整个HIRFL-CSR的的数据获取。为了满足系统设计要求，对于PXI硬件平台，HIRFL-CSR控制系统的设计者要求满足如下要求：

　　·Pentium 4 以上的CPU处理能力，CPU功耗低，无风扇设计。

　　每个PXI数据获取子单元需要进行高速数据采集与初步处理，并将数据通过网络发送给後端服务器。这样要求对于PXI每个数据获取子单元具有很强的数据处理能力。CPU风扇是系统长期运行的不稳定因素，通常而言在恶劣环境下系统死机的原因大部分是由于CPU风扇停转导致。为了保证每个数据获取子单元长期可靠运行，要求控制器的CPU功耗低，仅靠散热片就能满足系统散热要求。

　　·控制器具有千兆网。

　　为了保证数据传输的实时性，按照HIRFL-CSR控制系统的设计要求，PXI控制器必须具有千兆以太网口。每个数据获取子单元通过千兆网与後端服务器相连，传递数据或响应指令。