PXIe平台多机箱同步采集系统：基于定时和同步时钟卡

"本文主要介绍了在医疗电子等领域的多机箱同步采集系统，特别是基于定时和同步时钟卡的解决方案。系统采用PXI Express平台，利用PS PXIe-3102定时和同步模块，通过触发总线、星形触发和系统参考时钟实现多设备高级同步。文章详细阐述了如何配置路由关系来同步两个PXIe-9108机箱，重点讲解了多机箱同步的基本原理和实施步骤，包括共享时钟源、同步触发信号和同步脉冲信号的处理方法。" 在现代的复杂系统测试中，尤其是在汽车电子、航空、航天和工业监测等高精度需求的领域，数据采集系统的同步性至关重要。当面临大量I/O点的监控任务时，单个工业计算机的插槽数量往往无法满足需求，而CompactPCI系统又无法实现各测试模块的同步。因此，本系统选择了PXI Express架构，它能够提供更丰富的插槽和更高效的同步机制。 PXI Express平台的多机箱同步采集系统主要依赖于定时和同步时钟卡，如PS PXIe-3102模块，该模块内置高精度的恒温晶振，确保了时间基准的准确性和稳定性。实现多机箱同步的关键在于确保所有机箱内的板卡在同一时钟沿启动采集，这就需要共享同一时钟源、同步触发信号以及同步脉冲。 1. 多机箱同步原理 - 共享时钟源：通过将主机箱的高精度时钟信号路由到从机箱，替代原有的背板参考时钟，使得所有板卡都能基于同一时钟源工作。 - 同步触发：使用触发总线和星形触发结构，确保每个机箱的板卡在接收到同步触发信号后开始数据采集。 - 同步脉冲：同步脉冲的共享能消除因时钟源分频产生的相位差，保证所有设备的同步性。 以泛华PSPXIe-3102为例，该模块的10MHz时钟可以被路由到多个机箱，成为各板卡的采样时基。在实际操作中，需要在主从机箱的星形触发槽中安装时钟卡，并正确配置路由设置，如图1和图2所示。 2. 实现步骤 - 首先，确定主机箱并将其时钟源（例如PSPXIe-3102的10MHz时钟）输出到从机箱。 - 其次，配置触发总线，使触发信号能够从主机箱传递到从机箱，确保同步触发。 - 最后，调整同步脉冲信号的路由，以消除不同机箱之间的相位差异。 通过以上步骤，可以成功地实现两个PXIe-9108机箱的数据采集同步，从而在医疗电子等应用中实现高效、精确的整体测试系统。这种同步技术不仅适用于医疗电子，还广泛应用于其他需要大规模数据采集和同步的领域，为复杂系统的测试提供了可靠的解决方案。