Interview / Keysight Technologies AXIe – ein Standard entwickelt sich

Ende 2009 haben Keysight (damals noch Agilent), Aeroflex und Test Evolution den AXIe-Standard für modulare Messgeräte vorgestellt. Im Interview mit Jim Benson, Produktplaner in der Technology Leadership Organisation von Keysight, beleuchten wir den Status Quo und die Zukunftsaussichten von AXIe.

Markt&Technik: AXIe gilt als Alternative bzw. als Ergänzung zum PXI-Standard. Bitte charakterisieren Sie kurz die Besonderheiten von AXIe.

Jim Benson, Keysight: AXIe ist ein offener Standard für modulare Messgeräte, der auf AdvancedTCA basiert, einer Computerarchitektur für Industrieanwendungen, die in vielen Telekommunikationsnetzen eingesetzt wird. Ziel von AXIe ist eine im Vergleich zu PXI höhere Leistung pro Zentimeter im Rack. In mancher Hinsicht ist AXIe der "große Bruder" von PXI. AXIe arbeitet mit erheblich größeren Leiterplatten von 900 cm² gegenüber 160 cm² bei PXI. Mehr Platz auf der Leiterplatte erlaubt eine höhere Kanaldichte. AXIe bietet pro Modul bis zu 200 W Versorgungsleistung und die dazu passende Kühlung, wohingegen PXI pro Slot nur 30 bis 45 W liefert. Für Hochleistungssysteme und hochskalierbare Lösungen ist das wichtig.

Neben den schnellen PCIe-Verbindungen bietet AXIe im Gegensatz zum PXIe-Chassis einen sehr breiten lokalen Bus mit 62 symmetrischen Doppeladern. Über den lokalen Bus können sehr schnell Daten von Modul zu Modul übertragen oder Module untereinander synchronisiert werden. AXIe hat die gleiche Programmierschnittstelle wie PCIe, das ermöglicht ähnliche Software und ähnliche I/O-Protokolle und erleichtert die Anwendungsprogrammierung in Einsatzfällen, in denen sowohl AXIe- als auch PXIe-Module eingesetzt werden. Um Platz im Rack zu sparen, definiert der AXIe-Standard horizontale Einbaurahmen und Module für kleinere Lösungen sowie vertikale Einbaurahmen für größere Systeme.

Der AXIe-Standard wurde 2009 ins Leben gerufen. Welche Zielmärkte haben sich seither als die interessantesten herauskristallisiert?

AXIe hat sich vor allem in Anwendungen etabliert, in denen man eine höhere Leistungsfähigkeit braucht, als PXI sie liefern kann. Als wichtigste Zielmärkte haben sich die Luft-/Raumfahrt/Wehrtechnik, die Hochenergiephysik und der Halbleitertest erwiesen. Im Bereich Luft-/Raumfahrt/Wehrtechnik setzt man seit den 1980er-Jahren auf modulare VXI-Messgeräte, für neu beschaffte Systeme hingegen sind mittlerweile PXI/PXIe und AXIe gängig. Das AXIe-Messgeräteangebot für diesen Markt umfasst unter anderem Arbiträrsignalgeneratoren und A/D-Wandler, die oft dazu eingesetzt werden, Radargeräte zu testen, die aber auch in Radarsystemen selbst Verwendung finden. Mehrkanalige AXIe-A/D-Wandler sind unverzichtbare Komponenten für Phase-Array-Radargeräte; früher setzte man hierzu VME- und VXI-A/D-Wandler ein.

In der Halbleiter-/Digitaltechnik liefert AXIe leistungsfähige und preisgünstige Technik für die Messung und Verifikation von Chipdesigns. In diesem Bereich werden Exerciser und Analysatoren eingesetzt, beispielsweise HDMI- und Logikanalysatoren, Speicheranalysatoren für DDR3-Speicher, A/D-Wandler und Arbiträrsignalgeneratoren. Viele AXIe-Messgeräte kommen für die Charakterisierung von Geräten und in der Serienproduktion zum Einsatz. Ein Halbleitertestsystem aus PXI- und AXIe-Messgeräten ist bei der Verifikation eines Designs und in der Kleinserienproduktion eine kostengünstige Alternative zu einem ausgewachsenen dedizierten Messsystem. AXIe reduziert die Gesamtzahl der benötigten Messgeräte und den dafür nötigen Platzbedarf. AXIe schafft quasi eine Verbindung zwischen der Charakterisierung eines Geräts im Labor und den Produktionstests im Rahmen der Massenproduktion.

Ein weiteres interessantes Marktsegment für AXIe ist die Hochenergiephysik. In Teilchenbeschleunigern beispielsweise werden Datenerfassungssysteme auf Basis von AXIe-A/D-Wandlern und -Arbiträrsignalgeneratoren eingesetzt. In der Forschung arbeitet die Physik schon lange mit modularen Systemen, beginnend mit CAMAC, dann VXI, PXI und cPCI. In vielen physikalischen Steuerungsanwendungen wird mit AdvancedTCA gearbeitet. AXIe-Messgeräte bieten eine unerreichte Messleistung und Packungsdichte bei geringer Latenz. Für die Zukunft sind hybride Messsysteme zu erwarten, in denen AXIe-Module und AdvancedTCA-Module miteinander kombiniert sind.