便攜式測控系統淺談
深圳市厚物科技有限公司 楊誠
PXI 便攜式測控系統是一種基于 PXI 總線的便攜式測試測控系統，它填補了現有臺式及機架式儀器在外場測控和便攜測控應用上的空白，在軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等各個領域的外場測控 場合和科學試驗研究場合 都有廣泛的應用。由于 PXI 便攜式測控系統的特殊性，不同的測控項目，要求各異，測控領域國內外著名廠商很難專門投入研發去設計滿足這類小批量多樣化的定制需求。
本文從介紹 NI 和 PXI 總線入手，逐步展開，深入淺出分析了 PXI 便攜式測控系統的需求背景，同時對其需求特殊性和定制化特點做了詳細的說明。本文還全面系統地介紹了 PXI 便攜式測控系統的方案特點和技術路線，它們是如何被越來越多的用戶認可和使用的，作為臺式及機架式儀器平臺的強有力補充，它們又是如何配合測控領域國內外著名廠商在各種便攜式測控場合發揮著越來越重要的作用。
本文提綱如下：
測控系統無處不在 NI 在測控行業具有領導地位 PXI 總線的由來 從 PXI 總線到 PXIe 總線 PXI 和 PXIe 總線持續推動測控系統升級 測控系統對便攜式的需求 PXI 便攜式測控系統應運而生 面向 PXI 便攜式測控系統的深度定制服務
一、測控系統無處不在
測控系統，是一類兼具測量和控制功能的系統，在各個行業里都有廣泛的應用。在不同的測控環境下，針對不同的測控對象，測控系統會有不同的測控任務，系統中內置不同的功能模塊，涵蓋從數字信號到模擬信號、從低頻信號到高頻信號、從低吞吐量數據到高吞吐量數據等，測控系統內的軟件和功能模塊互相配合，執行用戶預先開發好的各項測控程序。
二、 NI 在測控行業具有領導地位
創立于 1976 年 的 National Instruments（美國國家儀器有限公司，簡稱 NI ） 是測控行業行業的領導者 ， 其 總部設于 美國 德克薩斯州首府 奧斯汀 ，是一家測量行業的上市公司，在世界各地設有 50 多個分公司和辦事處。 40 多年來， NI 發布的軟件開發平臺和一系列硬件測控功能模塊 幫助測試、控制、設計領域的工程師與科學家解決了從設計、原型到發布過程中所遇到的種種挑戰 。 NI 為遍布全球各地的 30000 家不同的 用戶 提供多種應用選擇 ，構建了許多滿足不同功能需求的測控系統。需要特別指出的是， NI 的 PXI 產品系列在成千上萬的測控系統中扮演了舉足輕重的地位，是 NI 最活躍的明星產品系列。
三、 PXI 總線的由來
NI在 1997 年開發并發布了 PXI 規范，并在 1998 年正式推出，它是為了滿足日益增加的對復雜儀器系統的 測控 需求而推出的一種開放式工業標準。 NI 是 PXI系統聯盟（ PXI Systems Alliance ， 簡稱 PXISA） 的發起者和領導者。 如今 ， PXI標準由 PXISA 管理 ， 該聯盟由 全球 7 0多家公司組成，共同推廣 PXI 標準，確保 PXI 的互換性，并維護 PXI 規范。
深圳市厚物科技有限公司是國際 PXISA 正式成員，嚴格遵照 PXISA 規則，開發一系列嚴格滿足 PXI 標準規范的產品。厚物科技立足中國深圳，十多年持續專注研發和生產基于 PXI 模塊化儀器總線的測控產品，尤其是全系列專業完善的便攜式測控系統平臺解決方案，做到行業第一。
PXI是以 PCI （ Peripheral Component Interconnect ） 及 CPCI 為基礎再加上一些 PXI 特有的信號組合而成的一個架構。 PXI 繼承了 PCI 的電氣信號，使得 PXI 擁有如 PCI 總線 的極高傳輸數據的能力，因此能夠有高達 132M B /s到 528M B /s的傳輸性能，在軟件上是完全兼容的。另一方面， PXI 采用和 CPCI 一樣的機械外型結構，能同樣享有高密度、堅固外殼及高性能連接器的特性。
四、從 PXI 總線到 PXIe 總線
2005年底 ， 商業 PC 機行業的總線技術從 PCI 演進到 PCI Express （ 簡稱 PCIe ） ，提高了總線的可用帶寬。與此同時， PXI 也 引入了 PXI Express （ 簡稱 PXIe ） 技術，顯著提高了總線帶寬。 PXI 將 PCI e 集成到 PXI 標準中，可以滿足更多的應用需求。 PCI e 技術可以集成到背板中，同時維持與現有系統的后向兼容性。除了 x1 、 x4 和 x8 PCI e 鏈路外， PXIe 系統控制器插槽還支持高達 x16 的 PCI e 鏈路，可以為 PXI e 背板提供最高 24 GB/s 甚至更高 的帶寬。利用 PCI e 技術， PXI e 將 PXI 中的可用帶寬提高了 45 倍多，即從 132MB/s 提高到 24 GB/s 甚至更高。厚物科技研制推出的業界首款支持雙固態硬盤（ 1 個 NMVe 接口 SSD 用于系統盤及 1 個 SATA 接口 SSD 用于數據盤）的四核八線程高性能控制器 PXIe-9170 ，就支持 PCIe Gen3.0 鏈路，提供高達 16GB/s 的鏈路帶寬，可以滿足高帶寬、大數據量吞吐的測試要求。
五、 PXI 和 PXIe 總線持續推動測控系統升級
PXI 總線產品為測控系統提供了 高性能、高堅固性、低成本的配置方案 。 PXI將 PCI 電氣總線與 CPCI 中堅固的、模塊化的歐式機械封裝結合在一起，增加專門的同步總線和一些關鍵的軟件性能 ，非常適合于開發大型測試測控系統 。 此外， PXI增加 的 一些機械、電氣和軟件方面的性能，定義了用于測試測量、數據采集、生產制造等應用的完整系統 ， 這些系統為生產測試、
軍事和航空航天、機器監測、自動化和工業測試等 測控 應用提供 最完善、最專業的 服務。 PXI 可以快速方便升級替換傳統的 CPCI ，更進一步 ， 升級后的高速 PXIe 總線產品 還可以維持與 PXI 模塊間的軟件、硬件兼容性。正是由于此性能的增強， PXI 和 PXIe 產品持續在推動各行業領域測控系統的升級換代，而且還不斷部署在以前 只能由昂貴的專用硬件實現 的眾多測控 領域。
六、測控系統對便攜式的需求
在軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等各個領域 等野外實戰應用場合和科學試驗研究場合 ，被測對象往往越來越復雜，這對測控系統也提出了越來越高的要求，比如測控系統的穩定性、輕量化、加固性、維護性、便攜性等。上述領域的大部分測控任務在具體開展時，被測對象往往并不在室內，因為試驗環境場地的特殊性，測控設備往往是室內調試好后再長途運輸到復雜惡劣的戶外環境進行現場部署和調試。目前測控領域的國外廠商只提供基于臺式和機架式的標準測控儀器平臺，并沒有專門針對上述特殊測控場合推出便攜式測控系統平臺。深圳市厚物科技有限公司十多年來持續專注研發和生產便攜式測控系統平臺，其全系列專業完善的產品，已做到行業第一。
便攜式測控系統需要具備專業的結構一體化設計，不但需要集成測控系統所需的各功能模塊，而且需要集成全鋁鎂合金結構的加固機箱、高質量寬溫測控電源、工業寬溫顯示屏、工業電阻觸摸屏（或工業電容觸摸屏）、工業硅膠防水鍵盤、工業觸控板、加固把手、硅膠防撞包角、調理及接口轉接模塊、航插接口適配器和硅膠 IO 防護擋條等。結構一體化設計其目的是為用戶減輕繁瑣的設備拆卸、搬運和組件搭建調試等工作，堅固便攜式設計，非常方便用戶在不同地點不同使用環境中快速對測控系統進行調試和操作。厚物科技 HW-1683 測控平臺集成度很高，便攜性優勢明顯，專業的加固設計和合理的散熱設計，即便在惡劣的外場環境中，也可以為測控系統正常工作保駕護航，順利完成各項測控任務。
七、 PXI 便攜式測控系統應運而生
復雜的外場環境和測控應用的特殊性需要一套專業穩定的便攜式測控系統，該系統還需要具備最為重要的一個特點是，需要支持測控行業占主導地位的測控總線： PXI 總線和 PXIe 總線。 對于大部分復雜的測控系統應用場合，由于用戶對測控系統的集成度要求非常高，要求系統平臺加固性，要求整機輕便化，要求內置多個 PXI 或 PXIe 模塊實現多通道高密度，為此就要專門為 PXI 便攜機研發堆棧式結構的 PXIe/PXI 背板（ 比如厚物科技 研制推出的 業界首款 3U 6槽 13.3 寸 PXIe筆記本 HW-1363 ）。
由于 便攜式測控平臺 內部空間有限，需要專門為 PXI 便攜機研發符合 PXI 標準規范的配套系統電源（ 比如厚物科技 研制推出的 業界首款 3U 18槽 18.5 寸 PXIe/PXI加固 便攜式測控平臺 HW-19183 ）。
有些外場測試項目中需要便攜式測控系統自帶電池，甚至要求可不中斷測控工作前提下更換電池以達到長期續航，這就需要便攜式測控平臺具有智能鋰電池系統，專業有效地管理便攜式測控平臺的電源系統（ 比如厚物科技研制推出的業界 首款 3U 6槽 13.3 寸 PXIe 一體機 HW-1363 i 和 3U 6 槽 15.6 寸 PXIe 筆記本 HW-1663 ）。
厚物科技創始人 楊誠畢業于清華大學自動化系， 曾在 NI 工作多年，對 PXI e/PXI 規范、 測控 總線標準和 加固便攜式 產品 設計 開發有 較為 深入的研究 。近幾年，針對 PXI 便攜式測控系統需求，厚物科技直接與 NI 及 NI 的眾多系統集成商深度合作，持續研發推出一系列 PXIe/PXI 便攜式測控系統平臺，外形設計美觀，結構設計堅固，品質嚴格保證，專業性強， 比如 15 .6 寸 3U 8槽 PXIe/PXI 便攜 式測控設備 HW-1683 、 1 8.5 寸 3U 8槽 PXIe/PXI 便攜 式測控設備 HW-1983 和 1 8.5 寸 3U 1 8槽 PXIe/PXI 便攜 式測控設備 HW-19183 等 。厚物科技開發的這一系列嚴格滿足測控行業需求的 安全、可靠、易于管理的 PXI 便攜式測控系統，填補了現有的臺式及機架式儀器在外場測控及便攜測控應用上的空白，已經得到了廣泛應用。
八、面向 PXI 便攜式測控系統的深度定制服務
對于 PXI 便攜式測控系統，厚物科技還為用戶提供全面專業的深度定制服務，包括定制設備的尺寸、定制設備的規格性能、定制設備滿足高低溫工作條件、定制設備以滿足特殊的環境適應性、定制設備的外觀顏色、定制設備的鐳雕和絲印、定制 PXIe/PXI 控制器及其功能模塊的外部航插接口、定制設備配套的航空拉桿箱、定制堆棧式結構 PXIe/PXI 背板，甚至定制特殊的 PXIe/PXI 控制器或功能模塊等，這類深度定制的 PXI 便攜式測控系統非常 適用于軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等野外實戰應用場合和科學試驗研究場合。
關于厚物科技
深圳市厚物科技有限公司立足中國深圳，持續專注于 PXIe PXI CPCI VPX 模塊化儀器 測控系統平臺 的研發與生產， 提供便攜式、車載式、臺式、手持式、機架式五大系列 MCS 測控系統平臺，包括外場便攜式測試設備、加固機架式測試設備、手持式儀器、車載式設備等，多款創新型設備已列裝到軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載等裝備保障領域， 是行業第一測控系統 平臺 服務商。
厚物科技是國際 PXISA 正式成員， 持續開發嚴格滿足行業需求的、安全可靠的、易于管理的測量測試測控設備及儀器， 在軍工國防、航空航天、兵器電子、船舶艦載、 智能航電 、 核電工程 、 軌道交通 、 智慧互聯 等行業積累了十幾年產品開發經驗，對儀器設備、總線標準 、產品 設計及開發有深入研究，具有專業的 PXIe PXI CPCI VPX 模塊化儀器技術研發團隊，來自國 內外測控儀器行業知名企業 ，團隊帶頭人有海外留學及在國外頂級技術公司工作的背景 。
厚物科技量身定制，快速響應，堅持用最快的速度、最先進的技術為行業用戶提供一攬子解決方案，持續為各行業用戶提供專業完善的一站式交鑰匙 ODM 定制服務，交付嚴格符合用戶要求的全生命周期的產品及技術解決方案。
厚物科技既服務于國家 重點行業 ，也服務于軍工國防 領域 。自強不息、厚德載物，是厚物科技的企業文化；專業專注、極致完美，是厚物科技的敬業態度。作為中國的民族企業，厚物科技將牢記使命，為科技的進步和民族的復興貢獻所有力量。
