PXI Express–將PCI Express技術(shù)整合到PXI背板
作為最新的PC總線技術(shù)，PCI Express在與PCI保持兼容的同時(shí)，提供更高的總線帶寬，同時(shí)擁有非常低的傳輸延遲，這一點(diǎn)在LAN、USB和GPIB等其他設(shè)備上都是無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。在x1的模式下，PCI Express能夠在一個(gè)基本通信通道的單個(gè)方向上提供250Mb/s的帶寬，而在x16的模式下，帶寬更可以高達(dá)4Gb/s。與PCI的共享總線帶寬不同，基于PCI Express的I/O設(shè)備與CPU之間的通路帶寬可以是獨(dú)享的，從而進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的總帶寬。

圖3 所有PCI Express插槽具有專用的帶寬來連接PC內(nèi)存，無須像傳統(tǒng)PCI那樣共享帶寬

依靠高性能、模塊化的硬件架構(gòu)以及良好的兼容性，PCI Express已經(jīng)有能力解決許多測試測量應(yīng)用中的新問題。而之前這些問題都只能依靠昂貴的專用設(shè)備，例如通信系統(tǒng)測試中的高帶寬IF儀器、高速數(shù)字協(xié)議接口（包括基于LVDS的專用協(xié)議、CameraLink、以及其他接口）、多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。

NI繼將PCI技術(shù)帶入基于PC的測量和測試應(yīng)用之后，又將PCI Express技術(shù)整合到PXI中，推出PXI Express，同時(shí)確保對原有PXI平臺提供長期支持。通過在背板上利用PCI Express技術(shù)，PXI Express大大提高了PXI帶寬，且與PXI模塊保持軟件和硬件上的兼容性（PXI Express定義的“混合插槽”允許在同一個(gè)插槽中安裝PXI或PXI Express模塊）。除了PXI現(xiàn)有的定時(shí)和同步功能，PXI Express還提供了附加的定時(shí)和同步功能，包括100MHz差分系統(tǒng)時(shí)鐘、差分信號、以及差分星形觸發(fā)（見圖4）。通過使用差分時(shí)鐘和同步，PXI Express系統(tǒng)增加了對儀器時(shí)鐘的抗噪聲能力，并能傳輸更高頻率的時(shí)鐘信號。

圖4 在PXI平臺現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，PXI Express提供了附加的定時(shí)和同步功能，實(shí)現(xiàn)了更高精度的測量

此外，PCI Express還引入Peer-to-Peer的通訊方式，使得系統(tǒng)中的不同PCI Express模塊之間可以不經(jīng)過控制器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。NI已將這一技術(shù)運(yùn)用于PXI Express系統(tǒng)，相關(guān)硬件和軟件支持PXI模塊之間數(shù)據(jù)的直接傳輸——例如，PXIe數(shù)字化儀可以將采集到的數(shù)據(jù)直接通過背板傳輸給帶有FPGA的PXIe模塊進(jìn)行自定義處理，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力。