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Pentair Technical Solutions

Modulare Plattform für Test- und Messanwendungen

27. März 2018, 15:45 Uhr | Von Christian Ganninger

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Die modulare Backplane

Eine der Herausforderungen bei der Entwicklung einer PXI Express-Backplane 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. Des Weiteren hat der System-Slot nur eine geringe Anzahl an PCIe-Lanes. Um größere System mit vier Peripherie-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. Zudem muss im laufenden Betrieb 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. Dadurch ist im Vergleich zu aktiven Backplanes ein kompakterer Aufbau möglich.

Durch die Entkopplung der aktiven Schalteinheiten auf den Modulen ergibt sich auch eine Reduktion der EMV-Immission. Außerdem reduziert sich die Entwicklungszeit der Backplane, da sie sich auf die Signalführung beschränkt. Auch die Fertigung der Backplane wird vereinfacht (weniger SMD, BGAs etc.) und ist damit kostengünstiger.