หลายท่านที่ทำงานในแวดวงการวัดและทดสอบอาจจะเคยได้ยินชื่อ PXI มานานแต่ไม่ทราบความหมาย PXI เป็นคำย่อของ PCI eXtensible for Instruments เป็นเทคโนโลยีที่ประยุกต์ใช้บัส PCI กับเครื่องมือวัด ทำให้ได้เครื่องมือวัดที่มีคุณสมบัติโดดเด่นดังต่อไปนี้
- มีขนาดเล็ก ใช้พื้นที่ในการติดตั้งน้อย
- มีความสามารถในการวัดหลากหลายและสามารถเลือกได้ตามการใช้งานจริงเนื่องจากสามารถเปลี่ยนการ์ดเครื่องมือวัดได้ตามต้องการ
- สามารถโอนถ่ายข้อมูลและซิงโครไนซ์ระหว่างเครื่องมือวัดแต่ละตัวได้ด้วยความเร็วสูงเนื่องจากเครื่องมือวัดแต่ละตัวอยู่บนบัสเดียวกัน
- มีความทนทานสามารถใช้งานได้เป็นเวลายาวนานเหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมเป็นอย่างยิ่ง
ในปัจจุบันระบบบัส PCI ได้พัฒนาไปเป็น PCI Express ซึ่งมีการพัฒนามาหลากหลายรุ่นให้มีความเร็วสูงขึ้น PXI เองก็ได้พัฒนาไปเป็น PXI Express (PXIe) เพื่อให้สามารถรองรับความต้องการของเครื่องมือวัดที่มีความเร็วสูงมากขึ้นเช่นกัน ในระบบ PXI นั้นจะมีองค์ประกอบหลัก ๆ 3 ส่วน ได้แก่
1. Controller: ในส่วนนี้จะมีทั้งแบบรีโมทซึ่งเชื่อมต่อไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านบัส PCI/PCI Express, USB 3.0, LAN (LXI/LAN eXtensible for Instruments) หรือ ThunderBolt และ embedded controller ซึ่งสามารถรันระบบปฏิบัติการได้บนตัวมันเอง ทำให้เราสามารถใช้งาน PXI ได้ในรูปแบบที่ปล่อยเป็นอิสระในพื้นที่ห่างไกลได้
2. Chassis: เป็นชิ้นส่วนที่เอาไว้ประกอบ controller และ peripheral modules เข้าด้วยกัน โดย chassis จะมีให้เลือกใช้หลากหลายขนาดตั้งแต่ 2 ถึง 18 ช่องและสามารถเชื่อมต่อหากันได้เพื่อขยายจำนวนช่องใส่เครื่องมือวัดให้เป็นระบบเดียวกัน
3. Peripheral modules: การ์ดของเครื่องมือวัดต่าง ๆ นั่นเอง ซึ่ง PXI นั้นมีเครื่องมือวัดให้เลือกใช้งานหลากหลาย เช่น oscilloscope, DMM, arbritary waveform generator, power supply, SMU, DAQ, CAN interface, vision acquisition และอื่น ๆ
หลังจากได้ทำความเข้าใจและเห็นประโยชน์ในการใช้ PXI กันไปแล้ว คราวนี้เราจะทำการเลือกองค์ประกอบต่าง ๆ ของ PXI มาใช้งานได้อย่างไร? ในที่นี้จะขอแนะนำให้ทำตามขั้นตอนดังต่อไปนี้
1. ทำการเลือก peripheral modules ตามประเภทและจำนวนช่องสัญญาณที่ต้องการใช้งาน ทั้งนี้หากจำเป็นต้องใช้เครื่องมือวัดนอก PXI ให้เลือก peripheral modules สำหรับเชื่อมต่อกับเครื่องมือวัดดังกล่าวด้วย โดยจุดเชื่อมต่อนี้อาจจะอยู่บน controller นอกจากนี้หากอุปกรณ์ภายนอกต้องซิงโครไนซ์กับ peripheral modules อาจต้องเลือก peripheral modules สำหรับส่งสัญญาณซิงโครไนส์เพิ่มเติมด้วย
2. หากใช้ embedded controller ให้ทำการเลือก controller ที่มี CPU และ RAM ดีพอที่จะทำงานในลักษณะที่เราต้องการ หากใช้ remote controller ให้ทำการคำนวณหาความเร็วที่เราต้องการส่งข้อมูล เช่น หากเราต้องการอ่าน 4 สัญญาณด้วย oscilloscope 14-bit ที่แซมปลิ้งเรท 500 MS/s เราจะต้องส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 4*2*0.5 = 4 GB/s แล้วจึงเลือก remote controller ที่สามารถรองรับความเร็วนี้ได้ ทั้งนี้คอมพิวเตอร์ปลายทางต้องมีระบบบัสเร็วพอที่จะรองรับได้เช่นกัน ทั้งนี้ต้องระมัดระวังด้วยว่า remote controller สามารถรองรับ peripheral modules ที่ต้องการใช้งานได้
3. ในการเลือก chassis นั้นมีสิ่งที่ควรคำนึงถึงดังต่อไปนี้
- peripheral module แต่ละรุ่นจะมีอินเตอร์เฟซที่แตกต่างกัน ทั้งนี้เราต้องนับจำนวนอินเตอร์เฟซแต่ละแบบที่เราต้องการใช้งานโดยสามารถดูได้จาก specification ของ peripheral module แล้วทำการตรวจสอบจาก user manual ของ chassis ว่ามีจำนวนสล๊อทพอที่จะรองรับอินเตอร์เฟซแต่ละแบบหรือไม่? โดยรูปแบบของอินเตอร์เฟซแต่ละแบบนั้นแสดงไว้ด้านล่าง ทั้งนี้ peripheral modules บางตัวอาจจะมีอินเตอร์เฟซให้เลือกหลายแบบ สามารถสับปลี่ยนเพื่อให้รองรับข้อจำกัดของ chassis
- ทำการตรวจสอบว่าแต่ละสล๊อทของ chassis มีแบนด์วิธ (slot bandwidth) ที่จะรองรับข้อมูลที่เราจะส่งจากแต่ละ peripheral module หรือไม่? เสร็จแล้วจึงรวมแบนด์วิธที่ต้องใช้ทั้งหมดแล้วตรวจสอบว่า chassis มีแบนด์วิธ (system bandwidth) พอที่จะรองรับข้อมูลทั้งหมดหรือไม่? โดยสามารถดู bandwidth ได้จาก specification ของ chassis
- peripheral modules บางตัวจะมีสมรรถนะการทำงานที่แตกต่างกันไปตาม cooling capacity ของ chassis ดังนั้น เราจึงต้องตรวจสอบจาก specification ของ peripheral modules ว่าสามารถทำงานในแบบที่เราต้องการที่ cooling capacity เท่าไร? แล้วเลือก chassis ที่สามารถรองรับ cooling capacity ตามต้องการได้
- ทำการตรวจสอบว่าแต่ละ peripheral modules ต้องการกระแสและกำลังไฟฟ้าจากไฟเลี้ยงแต่ละตัวเท่าไร? โดยสามารถดูได้จาก specification ของ peripheral modules แล้วทำการตรวจ specificaiton ของ chassis ว่าสามารถรองรับได้หรือไม่?
ทั้งนี้หากตรวจสอบแล้วไม่พบ chassis ที่สามารถรองรับได้ เราอาจพิจารณาเพิ่ม chassis เพื่อกระจายความต้องการไปยัง chassis หลาย ๆ ตัว โดยควรให้ peripheral modules ที่ต้องซิงโครไนส์กันอยู่ใน chassis เดียวกันเพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่ม peripheral modules สำหรับซิงโครไนส์ นอกจากนี้เราต้องเพิ่ม peripheral modules สำหรับเชื่อมต่อ chassis อีกด้วย
4. ควรทำการเลือกอุปกรณ์ทั้งหมดจาก supplier เจ้าเดียวหากเป็นไปได้หรือเลือก supplier ที่มีชิ้นส่วนที่เราต้องการใน PXI ของเรามากที่สุดเป็นหลัก ส่วนที่ supplier เจ้านี้ไม่มีจึงเลือกเจ้าอื่นมาประกอบ ทั้งนี้เพื่อให้สะดวกในการให้ความช่วยเหลือและทำให้การคัดเลือกองค์ประกอบของ PXI มีความผิดพลาดน้อยที่สุด โดยเราสามารถเลือกองค์ประกอบของ PXI ทุกส่วนได้จาก NI PXI หรือ Pickering PXI
หวังว่าบทความนี้จะให้ความรู้ที่จำเป็นในการเลือกใช้งาน PXI ให้เหมาะสมกับความต้องการ หากผู้อ่านต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมสามารถติดต่อทีมงาน ติดต่อ ทีมงาน เทคสแควร์ ได้ครับ
บทความที่เกี่ยวข้อง
การเลือกใช้ source measurement unit (SMU) ให้เหมาะสมกับการใช้งาน
แนะนำเครื่องมือวัดที่ใช้ในการทดสอบอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor Device)