PXIe作为标准的模块化仪器平台，PCIe总线系统具有高传输速率的优点，已经在半导体测试、军用电子测试、消费电子产品测试、硬件在环测试、射频和通信测试、音频和视频测试得到了越来越广泛的应用。其坚固的物理架构解决了特种行业中PXIe测控系统外场应用的难题，比如加固、便携、抗震动、抗冲击等各种特殊要求。

一、 PXIe总线起源

1994年, 国际组织PICMG把PCI推广到了以通讯为主的工业领域，制定了CompactPCI的标准, 定义了更加坚固耐用的卡片物理结构, 将卡片安装在支架上。在电气和软件方面，CompactPCI与PCI标准完全兼容。CompactPCI使用欧洲卡（Eurocard）的物理尺寸，最常用的是3U，100mmx160mm。

1997年，NI在CompactPCI的基础上加入触发信号与时钟信号, 提出了PXI标准。

1998 年，首批 PXI 标准规范出炉。PXI 标准使用了大量的现有计算机接口技术，如 PCI、SCSI 和 IEEE 1394 等，并且增加了针对测试和测量应用的扩展。

2002 年，PXI Express（PXIe）标准发布。PXIe 在原有的 PXI 标准上增加了高带宽 PCIe 总线和其他一些改进。

2005年8月，PXISA在CompactPCI Express的基础上加入触发信号与时钟信号，提出PXI Express标准。

二、 PXIe总线功能

1、高性能数据传输

PXIe以高带宽的PCIe总线为基础，支持插槽带宽Gen3x1、Gen3x4和Gen3x8的高速机箱，最大支持8GB/s，同时兼容带宽Gen2x1、Gen2x4和Gen2x8的总线机箱，最大传输率4GB/s。

2、时钟同步

a) 主从卡同步

PXIe系统提供了PXIe_SYNC100的同步信号和PXIe_CLK100的时序信号。系统可以利用这两组信号完成主从板卡的同步而且不受槽位的限制。

主从板卡同步的优点是：

1）省去了昂贵的时钟卡；

2）主卡可以在任何槽位；

3）PXI主从板卡可以做到非常高的精度，除去系统误差后可以在30ps甚至更高。

b) PXI时钟槽和时钟模块同步

PXIe标准定义了时钟槽和三组信号线DSTAR A/B/C。DSTAR A用来提供高精度的同步时钟源，DSTAR B/C路由触发信号。为了保证同步精度，时钟槽到其它每一个槽位都必须等距离。使用PXI时钟槽同步的优点是同步精度最高，在除去系统误差后可达到5ps左右。

三、 基于PXIe的外设模块设计

PXIe 规范对 PXIe 外设模块做了定义，一个标准的3U PXIe 外设模块应至少包括XJ4及XJ3连接器。

XJ4连接器信号应包括：系统供电、PXI触发信号、PXI_GA信号、PXI_10M时钟信号、PXI star信号及PXI Local Bus信号。

XJ3连接器信号应包括：PXIe_CLK100/PXIe_SYNC100差分时钟信号、PXIe_DSTARA/B/C差分信号以及PCIe信号(PET/R及CLK)。

上图为PXIe外设板主要架构设计，包括了XJ4及XJ3连接器的主要信号的转换连接关系，包括了PXIe_clk100、PXIe_SYNC100及PXIe_DSTARA的LVPECL信号到LVDS信号的转换。

15vip太阳集团自研PXIe外设板包含多种外设功能接口，包括：1394B接口、1553B接口、ARINC429接口、CAN/CANFD接口、DIO接口、RS422/485接口、TTL接口、AD/DA模拟量接口等。同时结合自研AutoTest自动化测试工具能够为客户提供多被控对象的自动化仿真验证。此方案能够广泛应用于测试、测量与控制应用领域。