Společnost Keysight Technologies v posledních dvou letech mohutně posiluje své aktivity v oblasti modulárních měřicích přístrojů na bázi sběrnice PXIe. Jako součást této strategie zakoupila v první polovině tohoto roku start-up společnost Signadyne, která se zaměřovala na vývoj PCIe a PXIe měřicích karet pro časově synchronní systémy a real time aplikace. V současné době jsou již přístroje vyvíjené týmem Signadyne plně začleněny do produktového portfolia Keysight a intenzivně se pracuje na jejich dalším vývoji.

Co tedy akvizice Signadyne firmě Keysight přinesla z hlediska rozšíření nabídky PXIe modulů? Z oblasti hardwarových řešení se jedná o PXIe generátory libovolných průběhů (AWG), digitizéry a karty kombinující obě funkce. Všechny přístroje jsou velmi kompaktní (jednoúčelové přístroje zabírají jeden PXIe slot, kombinované dva sloty) a nabízejí více vstupních/výstupních kanálů. Výsledná hustota vyjádřená počtem kanálů na obsazené ploše PXIe rámu je tak poměrně vysoká. Vybrané parametry nabízených zásuvných karet jsou uvedeny v následujících tabulkách:

Kromě v tabulce uvedených velmi zajímavých parametrů (zejména rozlišení a rychlost A/D a D/A převodníků) nabízejí všechny uvedené PXIe karty ještě několik dalších  unikátních vlastností.

Hard Virtual Instrumentation

Zřejmě největší inovací je technologie HVI (Hard Virtual Instrumentation), která umožňuje vytváření virtuálních měřicích přístrojů (složených z jedné či více karet) definovaných a naprogramovaných přímo v hardwaru karet. Celý systém tedy není řízen programem běžícím v řídicím počítači, ale přímo jednotlivými kartami. Tato technologie umožňuje vytváření velmi rychlých, časově synchronních, systémů určených například pro různé „real-time“ aplikace. Časová synchronnost mezi kartami je zajištěna na úrovni hardwaru karet a výrobce udává přesnost v řádu jednotek ps. Klasický způsob synchronizace mezi více přístroji využívající různé spouštěcí signály je ve srovnání s touto technologií výrazně horší. Parametry HVI systémů jsou z hlediska přesného časování lepší než u zařízení využívajících „real-time“ operační systémy.

Čistě „hardwarový“ přístup není výhodný například při požadavcích na složitější vyhodnocování výsledků nebo obecně při provádění komplexního řízení. V tomto případě může být část řízení systému realizována pomocí programu běžícího v externím počítači (typicky vestavěném v PXIe rámu v podobě zásuvné karty) a hardwarově mohou být vykonávány pouze bloky náročné z hlediska rychlosti či časové definovanosti. Celek potom může být velmi výkonný a zároveň flexibilní.

Další velikou výhodou HVI technologie je jednoduchost jejího použití. Programování systémů složených z jednotlivých karet se odehrává v programovacím prostředí Signadyne/Keysight PROCESSflow Environment grafickou formou propojováním jednotlivých funkčních bloků do podoby vývojového diagramu. K dispozici jsou běžné funkce obvyklé v jiných programovacích jazycích a hardwarově je tak možné implementovat různé cykly, rozhodovací podmínky a podobně. Oproti běžnému programování je zde vše úzce zaměřeno na možnost přesné definice časování programu a na synchronizaci jednotlivých modulů. Při použití více modulů vykonávají jednotlivé moduly svůj program separátně, nedochází zde tedy k jakémukoli zpomalení jako v případě centrálního řízení z jednoho počítače. Vytvořené HVI bloky mohou být exportovány v podobě binárních souborů pro další použití v libovolném vývojovém prostředí (C/C++/C#; .NET obecně; LabVIEW, Matlab, ...). Bloky je potom možné do modulů dynamicky nahrávat.

Všechny nabízené karty dále mohou volitelně obsahovat FPGA obvod (buď Xilinx Kintex-7 325T nebo Xilinx Kintex-7 410T) umožňující například provádění rychlých uživatelských signálových korekcí. Programování FPGA se odehrává v prostředí Signadyne/Keysight FPGAflow buď opět relativně jednoduchou grafickou formou využívající předpřipravené bloky, nebo vkládáním projektů z jiných vývojových prostředí. Následně je možné projekt zkompilovat do podoby binárního souboru pro použití v libovolném programu od firmy Signadyne/Keysight či v běžných vývojových prostředích. FPGA obvody v kartách je možné velmi rychle, dynamicky a bez restartu programovat a za běhu systému tak měnit jeho vlastnosti.

Nabízené generátory a digitizéry je samozřejmě možné použít i bez dodatečného programování, k dispozici je program Signadyne VIRTUALknob poskytující manuální přístup k funkcím přístrojů.

Další informace o nových PXIe digitizérech a generátorech Keysight získáte na http://www.signadyne.com/en/products nebo u společnosti H TEST a.s. (www.htest.cz), autorizovaného distributora měřicí techniky Keysight Technologies pro Českou republiku.