Comparaison des formats PXI et VXI

Systèmes de test : voilà pourquoi il est grand temps de passer du VXI au PXI






  • L’instrumentation modulaire au format VXI, créé en 1987, a longtemps donné la preuve de ses performances dans les systèmes de test automatique.
  • Avec l’avènement du standard PXI en 1997 et les nombreux instruments ayant adopté ce format, on ne peut que constater que les nouvelles cartes au format VXI lancées sur le marché se font bien rares.
  • Outre son coût moindre, l’instrumentation PXI présente bien d’autres avantages qui doivent inciter les concepteurs de systèmes de test électronique à envisager, pour ceux qui ne l’ont pas encore fait le passage du VXI au PXI.
  • Pickering Interfaces, spécialiste des systèmes de commutation au format PXI , en expose dans cet article les principales raisons. 

 
A une époque, la technologie VXI a permis de réaliser un véritable bond en avant dans le domaine du test électronique. Reposant sur le bus informatique modulaire VME, le standard VXI (VME eXtensions for Instrumentation pour extension du bus VME à l’instrumentation), a contribué à réduire l’encombrement des systèmes de test avancés tout en en dopant leurs performances. En remplaçant les instruments traditionnels volumineux, pilotés par une interface GPIB opérant à un débit relativement lent, les systèmes VXI ont intégré une instrumentation modulaire exploitant les capacités du bus VME qui ont été adaptées aux exigences de test. Ce qui leur permettait d’offrir des taux de transfert de données plus élevés et des aptitudes temps réel dont il était impossible de disposer avec avec les systèmes de test exploitant des instruments traditionnels montés en rack.

Le bus VXI a bel et bien rendu service aux ingénieurs de test et de mesure, mais après trente ans de bons et loyaux service, il est sans doute temps de passer à une plate-forme plus moderne. Aujourd’hui, de plus en plus de concepteurs de systèmes de test optent pour l’instrumentation PXI (PCI eXtensions for Instrumentation, Extension du bus PCI pour l’instrumentation) pour concevoir de nouveaux systèmes de test modulaires, remplacer ou faire évoluer des systèmes de test existants. Initialement conçu en 1997 par National Instruments, le standard PXI est maintenant adopté par près de 70 sociétés réunies sous l’égide de la PXI Systems Alliance (PXISA), qui publie les spécifications PXI qui assurent l’interopérabilité des instruments.

Principal avantage de PXI: son coût réduit
Le plus important atout du PXI par rapport au VXI est le large éventail de produits disponibles sur le marché. Depuis l’introduction du VXI il y a près de 30 ans, le nombre d’entreprises du consortium gérant les spécifications VXI est passé de plus de 40 membres à seulement onze. Pickering a notamment abandonné sa ligne de produits VXI en raison de l’obsolescence des composants essentiels à leur réalisation et de la diminution des demandes du marché. Un grand nombre des produits qui étaient disponibles au format VXI par le passé sont maintenant obsolètes et ne sont souvent disponibles seulement sur le marché du matériel d’occasion. Cela ne signifie pas que le VXI n’est plus viable. Pour certaines applications spécifiques comme l’acquisition de données, des fournisseurs VXI lancent de nouveaux produits. Le VXI est surtout recommandé pour d’anciennes applications existantes mais pas pour la conception de nouveaux systèmes.

La deuxième raison de se s’intéresser de plus près au PXI est que les coûts matériels sont inférieurs à ceux du VXI. Puisque le PXI repose sur le bus PCI qui est exploité par de nombreux ordinateurs personnels, il profite des évolutions de ce bus massivement employé sur le marché des PC. Comme de nombreux composants embarqués dans les modules PXI sont également utilisés par les cartes PCI, leur coût est moindre du fait de leur fabrication en plus grand nombre. Cela conduit à la réduction du coût global des modules PXI par rapport aux modules VXI. Au final, les systèmes PXI coûtent généralement entre la moitié et le tiers du coût d’un système VXI équivalent.
 
Multiplexeur PXI de la gamme 40-785B de Pickering

Multiplexeur PXI de la gamme 40-785B de Pickering Interfaces

 
Voici quelques autres avantages du PXI par rapport au VXI :

  • Transfert de données. Le standard PXI peut transfèrer des données d’une largeur de 8,16,32 ou 64 bits alors qu’elle est limitée à 8,16 ou 32 bits en VXI.
  • Débit de données. Comme les systèmes PXIe (version Express du PXI) transfèrent des données sur des bus série à grande vitesse, le débit maximum pour les systèmes PXI est supérieur à celui des systèmes VXI. Alors qu’il atteint 160 Mo/s pour les systèmes VXI, il peut grimper à 12 Go/s avec les systèmes PXIe.
  • Dimensions. Les modules PXI sont de plus faibles dimensions que les modules VXI équivalents. Ils présentent davantage de compacité que tout autres solutions d’instrumentation reposant sur une architecture ouverte. Il s’agit là d’un avantage indéniable pour les systèmes de test PXI car, à mesure que les systèmes de test gagnent en complexité, les développeurs doivent intégrer davantage de fonctionnalités dans leurs systèmes de test. Le format PXI leur permet de le faire tout en conservant une dimension de système de test gérable.
  • Disponibilité des instruments. Mis à part peut-être quelques instruments très spécifiques (comme par exemple les systèmes d’acquisition de données spécifiques de Bustec), toutes les solutions disponibles sur le marché au format VXI, existent également au format PXI. Une tendance évidente se dessine. Il y a moins de nouveaux modules VXI en cours de développement que de nouveaux modules PXI. Cette tendance s’accentuera à l’avenir car davantage de concepteurs de systèmes de test s’orientent vers les solutions PXI plutôt que le VXI. Pour certaines applications, comme l’insertion de défauts lors de la simulation, aucun module VXI n’est disponible sur le marché. De plus, comme le format PXI repose sur la spécification CompactPCI, des cartes CompactPCI peuvent être employées dans un système PXI.

 
Faire le bon choix
Si la disponibilité des modules de commutation et d’instrumentation PXI rend les choix relativement faciles, la migration des programmes de test des systèmes VXI vers les applications PXI pose problème, en particulier dans les applications de commutation. Il est important de pouvoir reproduire les configurations de test d’origine afin de prendre en charge les FRU existantes (unités remplaçables sur le terrain) pour continuer à exploiter les programmes de test plus anciens tout en prévoyant les exigences futures.

Pour faciliter cette transition, Pickering a mis au point des modules de commutation et de simulation PXI qui correspondent étroitement au fonctionnement des modules de commutation VXI de Racal, VTI Instruments, Agilent (Keysight) et d’autres fabricants. De plus, la politique de Pickering visant à assurer le support de ses produits de commutation au format PXI pendant 15 à 20 ans, voire sur une plus longue période, signifie que vos systèmes de test de la prochaine génération auront une durée de vie aussi importante que celle de leurs prédécesseurs. Voici par exemple ci-dessous un exemple de tableau d’équivalence entre les modules de Pickering aux formats VXI et PXI.
 

Références croisées des modules VXI de Pickering vers leur équivalent PXI

Ancien module VXI de Pickering

Module PXI équivalent de Pickering

Type de multiplexeur

Référence

Configuration

Spécifications

Référence

Configuration

Spécifications

Matrice

30-510A

88×8 – 1 pôle, 2 pôles ou 1 pôle scruté

Tension max. : 100 VDC

Courant max. : 1 A chaud, 1,2 A froid

Puissance max. 10 W

40562A-021-

88×8

88×8, 1 pôle

Tension max. : 150 VDC/100VAC

Courant max. : 1 A chaud, 1,2 A froid

Puissance max. 20 W

40562A-022-

88×8

88×8, 2 pôle

30-725

Matrice 8×9

Bande passante : 100MHz

Impédance : 50 ou 75 Ohms

Tension max. : 100 VDC

Courant max. : 0,5 A chaud, 1,2 A froid

Puissance max. 10 W

40-725

Matrice 8×9

Bande passante : 500MHz

Impédance : 50 ou 75 Ohms

Tension max. : 100 VDC

Puissance max. 10 W

Courant max. : 0,5 A chaud/froid

30-728

Double Matrice 8×9

Bande passante : 400MHz

Impédance : 50 ou 75 Ohms

Tension max. : 100 VDC

Courant max. : 0,5 A chaud, 1,2 A froid

40-725 (2 requises)

 
Les modules PXI de Pickering présentés dans le tableau ci-dessus équivalent dans de nombreux cas aux modules VXI. En raison de la grande surface de circuit imprimé disponible sur des modules VXI de taille C, le nombre de canaux peut être différent et les spécifications peuvent ne pas correspondre exactement. Selon votre application, un autre module PXI de Pickering peut être plus proche de vos exigences que celui qui est indiqué dans le tableau ci-dessus. Veuillez vous adresser à l’équipe de support technique de Pickering pour obtenir de plus amples renseignements sur le module qui convient le mieux à vos besoins.
 

Faces avant logicielles (IHM) de Pickering
Faces-avant logicielles de Pickering Interfaces

 
Problématiques liées à la migration
Bien que le PXI soit clairement la plate-forme modulaire à privilégier pour la conception de nouveaux systèmes de test ou la mise à niveau de systèmes existants, certaines problématiques doivent être cependant mentionnées. L’une d’entre elles concerne la taille du module. Une carte VXI de taille C présente sans conteste une surface supérieure pour y implanter des composants. Certains modules VXI peuvent donc disposer de davantage de fonctionnalités qu’une carte PXI que vous pourriez choisir pour le remplacer. Cependant, les conceptions de modules VXI ne sont pas, dans l’ensemble, aussi denses en composants que les modules PXI actuels. Cela ne constitue donc pas véritablement un problème.

Le câblage est un autre problème qui pourrait se poser lors de la migration vers des solutions PXI. Les modules VXI présentent une plus large face avant (3 cm) que leurs homologues PXI (2 cm). Ce qui signifie que de nombreux connecteurs utilisés sur les systèmes VXI ne peuvent pas être employés sur un système PXI. Prévoyez donc de concevoir ou d’acheter de nouveaux câbles ou d’acquérir des adaptateurs appropriés.

Si vos instruments dissipent beaucoup d’énergie, vous pourriez avoir des problèmes de refroidissement lors de la migration vers un système PXI. La spécification PXI relative au refroidissement est moins stricte que celle du VXI en la matière. Généralement, les châssis PXI ne disposent pas de la même capacité de refroidissement que leurs homologues VXI. Vous pouvez cependant utiliser plusieurs emplacements pour obtenir le refroidissement nécessaire.

L’aspect logiciel est une autre source de préoccupation. Il n’existe pas de solution évidente pour la migration des programmes de test. Mais, étant donné le nombre de progiciels performants pour le développement d’applications de test disponibles tournant sur plate-forme PC, cela ne présente peut-être pas un obstacle aussi important qu’il n’ y paraît.

Malgré ces inconvénients, si vous êtes un développeur de système de test automatique, il ne s’agit évidemment plus de se demander s’il faut passer du VXI au PXI mais quand vous devez le faire. La réponse est tout aussi évidente : dès à présent.