Высококачественный pxie4940 внешний контроллер нулевого слота

Когда речь заходит о внешних контроллерах нулевого слота, многие сразу представляют себе что-то вроде стандартного PXI-контроллера, но с выносным исполнением. На деле же разница куда существеннее — особенно если говорить про модели уровня PXIe-4940. У нас в лаборатории долгое время считали, что это просто ?коробка с разъёмами?, пока не столкнулись с проблемами синхронизации в составе стенда для испытания РЛС.

Конструктивные особенности и первые сложности

Плата PXIe-4940 изначально привлекла нас поддержкой стандарта PCI Express 3.0 и возможностью организации до 8 независимых каналов передачи данных. В теории — идеально для распределённых измерений. Но на практике выяснилось, что при работе с высокочастотными сигналами (выше 2 ГГц) начинаются проблемы с перекрёстными помехами, которые в документации упоминались лишь мельком.

Мы пытались использовать этот контроллер в системе мониторинга ЭМС, где критична стабильность тактовой частоты. При внешнем питании от стандартного блока обнаружили дрейф фазы около 0.5° — неприемлемо для измерений по ГОСТ Р 51318.22. Пришлось заказывать специальный источник питания с фильтрацией, что увеличило стоимость проекта почти на 40%.

Интересно, что в технических характеристиках от ООО Сиань Минси Тайда Информационные Технологии (их продукцию мы начали использовать позже) подобные нюансы были расписаны подробнее — включая рекомендации по конкретным моделам ИП. Видимо, сказывается их специализация на измерительном оборудовании.

Опыт интеграции в существующие системы

При подключении к нашему старому стенду на базе PXIe-1075 возникла несовместимость протоколов инициализации. Контроллер определялся, но не мог работать с цифровыми модулями серии 65xx. Оказалось, проблема в версии firmware — пришлось вручную обновлять через утилиту NI MAX, причём процесс занял почти два часа с тремя перезагрузками.

Коллеги из смежного отдела пробовали использовать PXIe-4940 для многоканальной регистрации акустических сигналов. Столкнулись с тем, что при одновременной работе всех 8 каналов на максимальной часторе дискретизации начинался перегрев чипа синхронизации. Решили установкой дополнительного кулера, но это потребовало модификации корпуса.

На сайте mxtd.ru позже нашли интересное решение — они предлагают модификацию с пассивным охлаждением для работы в условиях вибрации, где вентиляторы нежелательны. Жаль, не знали об этом варианте тогда.

Сравнение с аналогами и выбор конфигурации

Пробовали сравнивать с контроллерами нулевого слота от National Instruments (PXIe-8398) и ADLINK (PXES-2790). У NI стабильнее работа с их же программным обеспечением, но цена в 1.8 раза выше. У ADLINK проблемы с драйверами для Linux — пришлось бы переписывать половину кода наших тестовых скриптов.

В ООО Сиань Минси Тайда Информационные Технологии предложили кастомную версию с поддержкой специализированных протоколов синхронизации — как раз то, что нужно для наших задач с когерентной обработкой сигналов. Правда, ждали поставку почти три месяца.

Сейчас используем их контроллер в модификации с оптическим интерфейсом для работы на расстоянии до 15 метров от основной стойки. Пока нареканий нет, хотя первые две недели были сбои при резких перепадах температуры в лаборатории — видимо, нужно было прогреть оборудование.

Практические рекомендации по настройке

Обнаружили, что настройки задержек сигнала в конфигурации по умолчанию не оптимальны для высокоскоростных АЦП. Пришлось экспериментально подбирать параметры latency — в итоге выиграли около 12% по скорости передачи без потери данных.

Важный момент: при использовании внешних источников тактирования нужно обязательно отключать внутренний PLL, иначе возникают биения частоты. В документации на PXIe-4940 этот момент описан слишком общо, мы узнали о нём только после консультации с инженерами производителя.

Для задач, требующих точной временной привязки, рекомендуем использовать режим распределённой синхронизации через дополнительный модуль — мы применяли GPS-модуль от того же производителя, синхронизация получилась стабильнее, чем по внутреннему генератору.

Перспективы применения в новых проектах

Сейчас рассматриваем использование этих контроллеров в системе тестирования бортовой аппаратуры — там требуется одновременная работа с аналоговыми и цифровыми интерфейсами. Особенно интересует возможность каскадирования нескольких внешних контроллеров через оптоволокно.

В ООО Сиань Минси Тайда Информационные Технологии анонсировали новую версию с поддержкой стандарта 6G-SDI для видеоизмерений — возможно, будем апгрейдить часть оборудования. Хотя пока не совсем понятно, как это совместить с нашими текущими задачами.

Из недостатков — всё же чувствуется некоторая ?сыроватость? драйверов для специализированных ОС. При переходе на VxWorks пришлось самостоятельно допиливать библиотеки, техническая поддержка помогала, но не слишком оперативно.