基于定时和同步时钟卡的多机箱同步采集系统

　　(4)如图3所示，通过同轴线缆[3]，连接主机箱3102的MFIO1端和从机箱3102的MFIO1端;

　　(5)在从机箱中通过3102将MFIO1端口的触发信号路由至背板的PXITrig1上，以供机箱板卡作为触发使用，软件配置如图13所示;

　　(6)除主卡以外，所有的板卡都选择背板PXITrig1作为本卡的触发源，软件配置如图14所示。

　　完成上述路由关系软件配置以及硬件连接后，就可以进行两机箱同步实验了，图15为两机箱同步现场测试平台图片。

2 系统结构

　　系统由两个高性能的3U 8槽PS PXIe-9108机箱作为测试平台，由高性能2.1GHz四核零槽控制器PS PXIe-3070作为控制器，定时及同步模块选用带有高精准度恒温晶振的PSPXIe-3102，选用动态信号采集卡PS PXIe-3342作为信号采集卡，选用Agilent33522A信号源为采集卡提供同一信号。最后，为了实时计算两机箱信号的同步精度选用了两张PS PXI-3550反射内存卡，将其中一个机箱上的采样数据实时映射到另一机箱上进行同步运算。在同步采集过程中，应特别注意先运行从卡的采集程序，等待主卡发送开始触发信号，然后运行主卡采集程序。

3 数据分析

　　如图16所示，主机箱以及从机箱的采集波形基本重合，计算两张PS PXIe-3342动态信号采集卡的同步精度为86.0459ns。

4 结束语

　　介绍了两机箱之间同步的方法后，现简要介绍多机箱同步的实现方式。对于多机箱同步，方法和两机箱同步相同，如果机箱比较多，可以选择一个机箱专门用来放置路由时钟和信号的时钟卡(eg:PSPXIe-3102)，同时，其它机箱的星型触发槽中也需要分别插入一块PSPXIe-3102，以完成多机箱间的同步。信号路由的过程和方法如下：

　　(1)在专门放置时钟卡PS PXIe-3102的机箱中，将星型触发槽中3102的高精度晶振路由至机箱背板代替机箱的背板参考时钟，然后机箱中的所有3102都可以将背板的参考时钟通过CLKOut端口路由出来给其它机箱使用;

　　(2)其它机箱中3102通过CLKIn端口将步骤(1)中路由出来的参考时钟与本机箱的背板进行锁相，从而实现多机箱之间共用了同一个参考时钟源;

　　(3)选择一个机箱中的采集卡作为主卡，将主卡产生的同步脉冲信号路由至本机箱背板的PXITrig的任一未被占用的触发线，然后通过本机箱星型触发槽中的3102将此同步脉冲信号通过MFIO的端口路由至专门放置时钟卡的机箱中;

　　(4)通过专门放置时钟卡机箱星型触发槽中的3102将主卡发出的同步脉冲信号路由至本机箱背板的PXITrig的任一触发线，然后所有的3102都可以通过此触发线将此同步脉冲信号经过3102的MFIO端口路由至其他所有的机箱中;

　　(5)为了保证主卡机箱中的同步脉冲与其它多个机箱间将同步脉冲信号的延迟最小化，可以通过专门放置时钟卡机箱中的任一3102将此同步脉冲再路由回来至主卡机箱，此时保证此同步脉冲到达各个机箱间的导线长度相等就可以保证机箱收到的同步脉冲间延迟最小化;

　　(6)将主卡判断出的有效触发脉冲信号通过本机箱的3102路由至专门放置时钟卡的机箱中，方法同路由同步脉冲方法相同。