PXI – Eine Bestandsaufnahme

Entscheidende Etappen in der Entwicklung der messtechnischen Schnittstellen waren die Standardisierung des mittlerweile fest etablierten GPIB vor 20 Jahren, sowie die Einführung des VXI-Busses vor rund zehn Jahren. Mit der Vorstellung des offenen PXI-Standards von National Instruments wurde 1997 ein weiterer Meilenstein gesetzt. Hinter der Bezeichnung PXI verbirgt sich eine zukunftsweisende Technologie, welche die bestehenden PCI- bzw. CompactPCI-Standards mit den erweiterten Anforderungen an messtechnische Systeme verbindet und die Lücke zwischen der klassischen PC-Messtechnik und dem High-End VXI-Bereich schließt. Als Erweiterung zu der PCI- bzw. CompactPCI-Spezifikation definiert PXI zusätzliche Bereiche wie z. B. Umgebungsbedingungen (Erschütterung, Schock, Temperatur und hohe Luftfeuchtigkeit) und mechanische Erweiterung (aktive Kühlung), die für den industriellen Einsatz von großer Bedeutung sind. Zusätzlich beinhaltet das PXI-Konzept einen speziellen internen Trigger-Bus sowie Referenz-Kanäle zur Synchronisation mehrerer Karten, einen Star Trigger-Bus für präziseres Timing sowie einen Local Bus für die Slot-zu-Slot-Kommunikation benachbarter Karten.

Die PXI Systems Alliance, eine Organisation von Herstellern, Anwendern und Förderern der PXI-Technologie mit mittlerweile mehr als 50 Mitgliedsunternehmen, gab im August 2000 die neue Version 2.0 der PXI-Spezifikation heraus. Sie enthält Updates der Anforderungen und Richtlinien in den Bereichen Mechanik, Elektronik und Software. Die Interoperabilität mit der Version 1.0 bleibt hierbei erhalten. PXI 2.0 nutzt die neuesten Änderungen bei CompactPCI (PICMG 2.0 R3.0) und bietet u. a. auch die Möglichkeit zur Ausführung von 66-MHz-PCI-Operationen. Außerdem enthält PXI 2.0 Updates der elektromagnetischen Spezifikationen und Windows-2000/98-Software-Frameworks. Am wichtigsten sind sicherlich die Richtlinien für die Erstellung eines PXI-Chassis mit mehr als acht Steckplätzen.

Soweit die technischen Hintergründe. Wie ist es nun um den praktischen Einsatz und die Akzeptanz dieser Hardware-Plattform bestellt? PXI-Systeme werden mittlerweile für die Lösung unterschiedlichster Automatisierungsaufgaben eingesetzt. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Zum einen ermöglicht es die hohe Bandbreite an verfügbaren Modulen, die optimalen Komponenten miteinander zu verknüpfen. Insbesondere durch die Kombination von Messtechnik mit z. B. der Bildverarbeitung, Motorensteuerung, Feldbussystemen, etc. ergeben sich Möglichkeiten, die ehemals nur mit teuren, großen Spezialsystemen zu schaffen waren. Zum anderen verlangt der ständig steigende Automatisierungsgrad in der Industrie immer mehr Technik auf kleinstem Raum. PXI zeichnet sich durch seine robuste und vor allem kompakte Bauweise aus. Dadurch kann der Platzbedarf z. B. für Prüfsysteme deutlich reduziert werden.

Betrachtet man das Ganze aus der reinen Anwendersicht, so zeigt sich, dass eine Applikation nicht aus den unterschiedlichsten von Herstellern geprägten Kategorien wie z. B. Bildverarbeitung, Echtzeitanwendung, Prozessvisualisierung, etc. besteht, sondern vielmehr aus so genannten Mischapplikationen, die alle Bereiche berühren. Gerade in solchen Anwendungsfeldern kommen die Vorteile von PXI voll zum Tragen: Modularität, Robustheit, Vernetzbarkeit der Module untereinander sowie die Vielseitigkeit der verfügbaren Module. Damit werden insbesondere die in der Praxis häufig vorkommenden Mischanwendungen direkt adressiert. Diese Verlagerung von einem Produkt mit seinen Eigenschaften hin zu konkreten Lösungen fördert vor allem die Produktivität des Anwenders und reduziert letztlich die Gesamtkosten.

Dipl.-Ing. Rahman Jamal

Technical & Marketing Director

National Instruments Germany GmbH