NI將多個(gè)專利技術(shù)集成到這些模塊化儀器中，確保它們的性能處在業(yè)內(nèi)的最高水平，同時(shí)為一些要求較高的應(yīng)用提供可靠的測量質(zhì)量。 這些技術(shù)包括:

　　? 同步內(nèi)存核心(SMC)

　　? 用于模塊化儀器的NI-TClk定時(shí)與同步技術(shù)

　　? 用于多功能數(shù)據(jù)采集的NI-STC3定時(shí)與同步技術(shù)

　　? 用于數(shù)據(jù)采集的NI-MCal校準(zhǔn)算法

　　同步內(nèi)存核心(SMC)

　　現(xiàn)今最新的電子設(shè)計(jì)功能集成度越來高，且模擬與數(shù)字技術(shù)的交叉越來越深入。 設(shè)計(jì)、原型開發(fā)和測試這些系統(tǒng)往往涉及視頻、音頻和數(shù)據(jù)的混合，如最新一代的無線手機(jī)和機(jī)頂盒測試，都要求數(shù)字和模擬采集/生成硬件緊密集成，且它們的基帶采樣率、失真度和定時(shí)功能相互匹配。而那些時(shí)序各異且模擬性能不匹配的獨(dú)立模擬和數(shù)字儀器系統(tǒng)將不再適用。此外，由于這些儀器設(shè)備在全球各地晝夜運(yùn)行制造，對(duì)于要求穩(wěn)定的、高通量的功能測試而言，需要儀器系統(tǒng)能夠在較大的溫度范圍內(nèi)保持性能參數(shù)的穩(wěn)定性和一致性。

　　NI設(shè)計(jì)了同步內(nèi)存核心(SMC)，它作為高速模塊化儀器套件的通用架構(gòu)，可以解決測試功能高度集成設(shè)備所帶來的挑戰(zhàn)。 對(duì)于集成混合信號(hào)原型及測試系統(tǒng)重要SMC特性有

　　? 靈活的輸入和輸出信號(hào)傳輸核心

　　? 最大可擴(kuò)展至每通道512 MB的高速板載內(nèi)存

　　? 精確的定時(shí)和同步引擎

　　SMC架構(gòu)的核心是一個(gè)FPGA控制器，即作為儀器“CPU”的數(shù)據(jù)流FPGA(DataStream FPGA，DSF)。它處理各種指令，接收觸發(fā)和鎖定信號(hào)，實(shí)現(xiàn)外部信號(hào)路由，以及管理儀器和上位機(jī)之間的波形傳輸。

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　　Figure 3. SMC Architecture

　　基于NI T-Clock技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模塊化儀器的定時(shí)和同步功能

　　由于單臺(tái)儀器上激勵(lì)/響應(yīng)通道數(shù)量有限以及/或?qū)旌闲盘?hào)激勵(lì)/響應(yīng)通道的需求，許多測試和測量應(yīng)用需要多臺(tái)儀器的定時(shí)與同步。 例如，一個(gè)示波器可能最多有四個(gè)通道，而單個(gè)信號(hào)發(fā)生器最多有兩個(gè)通道。 從電子行業(yè)的混合信號(hào)測試，到科學(xué)研究中的激光光譜學(xué)等應(yīng)用，都需要用于更高的計(jì)數(shù)通道的定時(shí)和同步，和/或?qū)?shù)字輸入和輸出通道與模擬輸入和輸出通道相關(guān)。

　　PXI平臺(tái)，尤其是機(jī)箱，具有集成的定時(shí)和同步功能，能夠使PXI模塊保持一致性。 即便如此，分配時(shí)鐘和觸發(fā)器以實(shí)現(xiàn)高速同步的設(shè)備仍具有挑戰(zhàn)性。在多臺(tái)測量設(shè)備之間進(jìn)行協(xié)同作用時(shí)，所造成的時(shí)間延遲和時(shí)序的不確定性會(huì)給同步造成巨大的阻礙，這一點(diǎn)在高速測試系統(tǒng)中尤其明顯。這些問題，往往在最初的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被忽視，但最終會(huì)限制同步系統(tǒng)的速度和精度。 在分配時(shí)鐘和觸發(fā)器時(shí)出現(xiàn)的兩個(gè)主要問題就是偏移和抖動(dòng)。

　　NI開發(fā)了一個(gè)正進(jìn)行專利申請(qǐng)的技術(shù)來解決同步問題，即使用另外一個(gè)信號(hào)-時(shí)鐘域來確保采樣時(shí)鐘信號(hào)的對(duì)齊以及觸發(fā)信號(hào)的分配和接收。 NI T-Clock(NI-TClk)技術(shù)具有雙重目標(biāo):

　　? 對(duì)齊采樣時(shí)鐘(盡管它們已經(jīng)被鎖相到10 MHz參考時(shí)鐘，但相位是不一定對(duì)齊的。)

　　? 啟動(dòng)同步設(shè)備的精確觸發(fā)

　　PXI Express機(jī)箱的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)最大100 ps的槽口間偏移，適用于大多數(shù)應(yīng)用。 NI-TCLK技術(shù)可以將偏移降低到小于10 ps，使高速模塊化儀器實(shí)現(xiàn)更緊密的多通道相位相干。

　　NI-TClk同步功能靈活且應(yīng)用范圍廣，可以用于以下案例:

　　? 使用NI PXI-665x和NI PXIe-667x系統(tǒng)定時(shí)和控制模塊，將同步從單個(gè)PXI機(jī)箱擴(kuò)展至多個(gè)PXI機(jī)箱，從而滿足高通道數(shù)系統(tǒng)的需求。

　　? 同相和異相同步—設(shè)備采用內(nèi)部或外部采樣時(shí)鐘，在相同或不同的采樣率下運(yùn)行

　　NI-TClk同步的目的是使設(shè)備在同一時(shí)間內(nèi)響應(yīng)觸發(fā)。 “同時(shí)”是指在相同采樣時(shí)段內(nèi)，采樣時(shí)鐘保持統(tǒng)一。 每個(gè)設(shè)備生成一個(gè)從采樣時(shí)鐘衍生而來的觸發(fā)時(shí)鐘即完成了NI-TClk同步。 觸發(fā)與TClk脈沖是同步的。一個(gè)設(shè)備接受一個(gè)來自外部信源的觸發(fā)，或者在內(nèi)部生成一個(gè)觸發(fā)，然后在一個(gè)TClk下降沿時(shí)將此信號(hào)傳送給包括它自己在內(nèi)的所有設(shè)備。在下一個(gè)TClk上升沿，所有的設(shè)備對(duì)觸發(fā)做出反應(yīng)。

　　用于多功能數(shù)據(jù)采集的NI-STC3定時(shí)和同步技術(shù)

　　NI-STC3定時(shí)和同步技術(shù)提升了NI X系列多功能DAQ設(shè)備的性能水平。 這項(xiàng)技術(shù)支持高級(jí)數(shù)字、定時(shí)、觸發(fā)、同步、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器和總線主控功能。

　　一個(gè)可重觸發(fā)的任務(wù)是指每當(dāng)一個(gè)特定的觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，執(zhí)行指定操作的測量任務(wù)。 之前的同步和定時(shí)技術(shù)只能夠重觸發(fā)計(jì)數(shù)器的操作，為其它任務(wù)提供可重觸發(fā)的采樣時(shí)鐘，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致代碼相當(dāng)復(fù)雜。 如今的NI-STC3技術(shù)可使采集和生成任務(wù)具備內(nèi)在的可重觸發(fā)功能。

　　NI-STC3技術(shù)還提供了一個(gè)更快速的100 MHz時(shí)基，取代了之前用于許多計(jì)數(shù)器應(yīng)用設(shè)備上的80 MHz時(shí)基。 與之前的設(shè)備中使用的20 MHz時(shí)基相比，100 MHz時(shí)基還可用來生成模擬和數(shù)字采樣或更新速率。 生成時(shí)鐘的速率有了5倍的提升，現(xiàn)在可以極大地接近用戶所要求的速度，生成任意采樣率。 此外，更快的時(shí)基和改進(jìn)的設(shè)備前端減少了觸發(fā)和初次采樣時(shí)鐘沿之間的時(shí)間間隔，這將提高設(shè)備對(duì)觸發(fā)的響應(yīng)能力。

　　緩沖計(jì)數(shù)器輸入功能采用NI-STC3技術(shù)，改善了之前產(chǎn)品在緩沖期和頻率測量方面的性能。 雖然可以繼續(xù)選擇內(nèi)置隱含的定時(shí)類型，用戶現(xiàn)在還可以選擇采樣時(shí)鐘。當(dāng)使用采樣時(shí)鐘作為定時(shí)類型時(shí)，您可以通過同時(shí)對(duì)采樣時(shí)鐘上升沿出現(xiàn)之前的內(nèi)部觸發(fā)式時(shí)基(通過內(nèi)置計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù))和未知的中藥信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，來設(shè)置緩沖頻率和周期測量。但是，采樣時(shí)鐘是一個(gè)您必須要指定和創(chuàng)建的信號(hào)。然后您可以在下一個(gè)采樣時(shí)鐘沿出現(xiàn)前，通過計(jì)數(shù)來對(duì)內(nèi)部時(shí)基分頻為合適的頻率。

　　NI-STC3技術(shù)還為X系列設(shè)備上的數(shù)字I/O和可編程功能輸入(PFI)線路提供了多種功能，包括可編程上電狀態(tài)、看門狗定時(shí)器、事件檢測和新型PFI過濾功能。

　　NI-STC3技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比以往更高級(jí)的模擬、數(shù)字和計(jì)數(shù)器操作。 此外，現(xiàn)在可以獨(dú)立執(zhí)行之前需要額外板載資源或編程困難的應(yīng)用，且NI-DAQmx代碼也更少。