PXI Express bietet eine modulare Architektur, die den PCI Express-Bus mit dem CompactPCI Express-Formfaktor für eine breite Palette von PC-basierenden Test- und Messanwendungen nutzt. Die Zahl der Anwender, die von PXI auf PXI Express umsteigen, ist nach anfänglichem Zögern in den letzten Jahren stetig gewachsen. Ein Grund hierfür ist die Nachfrage nach einer höheren Datenübertragungsrate, die PXI Express im Vergleich zu PXI bietet.

Eine der  Herausforderungen bei der Entwicklung einer PXI Express-Backplane, dem Herzstück des Systems, zeigt sich beispielsweise in der Kombination von PXI Express, PCI Express-, CompactPCI- oder PXI-Karten in einem System. Um die altbewährten CPCI- und PXI-Karten mit den neuen CPCI Express-und PXIe-Karten zu kombinieren, und die Slots anzusprechen, wird eine PCIe-to-PCI-Bridge benötigt. Ein weiterer Punkt ist der notwendige System-Slot mit einer nur geringen Anzahl an PCIe-Lanes. Um größere System mit mehr als vier System-Slots aufzubauen, wird ein PCIe-Switch benötigt, der dann weitere Slots ansprechen kann. Die dritte Herausforderung ist die sogenannte Clock-Generierung bei PXI Express. Im Vergleich zu PXI sind die Trigger- und Clock-Signale um den Faktor 10 schneller, von 10 MHz Clock zu 100 MHz Clock. Dieser schnelle Clock muss entweder auf der Backplane generiert werden, oder von einem Board oder einer externen Quelle kommen. Und im laufenden Betrieb muss das Umschalten zwischen diesen Quellen innerhalb der Taktfrequenz möglich sein.

Diese Anforderungen verursachen eine relativ aufwendige Beschaltung, die bei vielen derzeit auf dem Markt erhältlichen aktiven Backplanes direkt integriert ist. Änderungen und Anpassungen werden so sehr aufwendig. Pentair hat für seine PXI Express-Backplane einen anderen Weg gewählt. Die Backplane ist so passiv wie möglich gestaltet und die PCI Bridge-, PCIe Switch- und Clock-Funktionen werden als separate Module ausgeführt und auf der Rückseite der Backplane zwischen oder über den Slots angeordnet. Dadurch ist im Vergleich zu aktiven Backplanes ein kompakterer Aufbau möglich. Durch das modulare Konzept können Standardkomponenten eingesetzt und jede Konfiguration einer PXI Express-Backplane einfach realisiert werden. Nur der passive Teil der Backplane muss angepasst werden, so dass sich auch bei kleineren Stückzahlen die Kosten im Rahmen halten. Die von Pentair entwickelten PCI Bridge-, PCIe Switch- und Clock-Module sind getestet und verifiziert. Das PCIe Switch-Modul ist bereits mit einem PCI Express Gen3 Switch ausgerüstet, damit ersparen sich Anwender ein später eventuell notwendiges Update.

Das komplette Schroff PXI Express-System basiert auf dem modularen, 44 TE breiten und 4 HE hohen Schroff RatiopacPRO Air-Gehäuse mit integrierten Lüftungskonzept und Lüfterregelung. Als Netzgerät wird ein industrietaugliches Netzteil mit den üblichen PC-Spannungen (3,3 V, 5 V, ±12 V und 5 V Standby) eingesetzt. Wenn der Hauptschalter eingeschaltet ist, kann das System per Push Button gestartet bzw. heruntergefahren werden. Sollte es in bestimmten Anwendungen notwendig sein, können jederzeit auch stärkere Lüfter oder ein anderes Netzgerät eingesetzt werden, denn die Modularität bezieht sich nicht nur auf die Backplane, sondern auf das gesamte System.

Weitere Informationen: schroff.pentair.com