???? ??背景：由于市面上現(xiàn)有的PXIe板卡價格太貴，功能單一，通道數(shù)量有限，集成度不高，不提供定制化服務(wù)，如果要實現(xiàn)一套復(fù)雜且靈活的半導(dǎo)體芯片測試系統(tǒng)，需要很多不同功能的PXIe板卡，插滿機箱，板卡與板卡之間的同步如果全部走PXIe機箱背板的話，又會存在一些時延。

?????? ?基于現(xiàn)狀，客戶從實際出發(fā)，決定自己研制滿足自己項目需求并且將盡可能多的功能集成在一張板卡上面，降低硬件開發(fā)和維護(hù)成本?？蛻糁熬邆銹CIe板卡的研發(fā)能力，因此，再轉(zhuǎn)向PXIe板卡的設(shè)計過程中，也是非常的輕松，僅僅迭代了兩版，就搞定了一款PXIe板卡的設(shè)計研發(fā)和投產(chǎn)。這款PXIe板卡分為A7和K7兩個版本，本節(jié)實驗給用戶介紹的就是基于Xilinx ARTIX7芯片開發(fā)的PXIe多功能IO板卡。

?????? ?客戶研發(fā)的板卡上面的FPGA芯片里面的程序則是采用我們神電測控開發(fā)的LabVIEW My FPGA軟件工具包進(jìn)行編寫，PCIe通信接口部分則采用本書封裝的PCIe DMA CLIP來交互。眾所周知，PXIe實際上就是PCIe加上一些時鐘路由和同步觸發(fā)IO構(gòu)成的，如圖73-1所示，因此，對于我們My FPGA軟件來說，搞定了PCIe通信，剩下的IO全部都是直接操作FPGA引腳了，非常簡單，關(guān)于LabVIEW開發(fā)FPGA程序貫穿了本書的全部內(nèi)容。

?????1、準(zhǔn)備好開發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備

1）本節(jié)實驗用來驗證PXIe通信的板卡是客戶基于ARTIX7 FPGA開發(fā)的PXIe多功能數(shù)字IO卡，上面板載了一顆A7-100T-FGG484 FPGA芯片，實物如圖73-2~73-4所示。除了A7版本外，客戶還開發(fā)了一款基于Xilinx Kintex7的FPGA PXIe板卡。

2）為了降低測試成本，我們選擇了一款NI最便宜的MXIe機箱（NI PXIe-1073），如圖73-5所示。這款機箱不需要單獨的PXIe控制器，而是可以直接通過MXIe線纜將工控機或者PC電腦作為PXIe控制器，換句話說，也就是把我們常規(guī)的電腦或者工控機拓展出了一個PXIe機箱，這樣就能把很多PXIe板卡插到這個機箱上，讓我們的PC能夠識別到，正常使用。

3）MXIe機箱背面有一個MXIe接口，同時NI會提供一個基于PCIe的MXIe擴(kuò)展卡，將其插到PC或者工控機主板上即可，如圖73-6所示。這樣主機就能通過MXIe擴(kuò)展卡識別到NI的PXIe機箱了。然后將PXIe板卡插到PXIe機箱里面即可，隨便哪個槽都行，如圖73-7所示。如果用戶需要將LabVIEW FPGA編譯出來的bit文件下載到PXIe板卡里面進(jìn)行測試，還需要外接一個FPGA下載器，如圖73-8所示。整個過程

4）最后需要注意的是MXIe擴(kuò)展機箱跟主機的上電順序，首先需要按下PXIe機箱電源開關(guān)讓機箱上電啟動，然后再開PC電腦或者工控機，如圖73-9所示；斷電順序反過來，先關(guān)電腦主機，再關(guān)PXIe機箱。

????? ?2、下位機FPGA程序開發(fā)

1）打開LabVIEW，右擊“我的電腦”新建一個我們封裝的帶PXIe接口的FPGA終端（ARTIX7-100T-FGG484），如圖73-10所示。編寫下位機FPGA高速PXIe DMA 數(shù)據(jù)回環(huán)讀寫程序和上位機PC端測試程序，完整的項目瀏覽器，如圖73-11所示。封裝到LabVIEW里面的A7 PXIe DMA CLIP，如圖73-12所示。方便用戶直接調(diào)用PCIe節(jié)點進(jìn)行通信。

2）具體的下位機FPGA程序和上位機PC端的程序編寫過程，這里就不再介紹了，用戶可以直接參考我們給出的例程，相信只要用戶把本書前面的LabVIEW FPGA PCIe基礎(chǔ)實驗和中級實驗學(xué)會了，這里實戰(zhàn)的時候也是信手拈來。

?????? ?由于PCIe的實驗程序非常多，這里我們僅僅向用戶展示一下PXIe板卡上的FPGA PCIe全部8個通道的回環(huán)讀寫通信過程，其余的實驗客戶自己全部測試OK。

?????? ?圖73-13顯示的是PXIe板卡下位機FPGA上的程序框圖。1個線程搞定。

? ? ? ? 上位機比較簡單，直接參考前面中級實驗59里面的例程，無需修改，如圖73-14所示。下面兩幅圖是通道Ch0和Ch1的上位機測試頁面，其中，圖73-15顯示的是上位機PC端的回環(huán)測試程序前面板，圖73-16顯示的是上位機回環(huán)程序框圖。

3）FPGA程序編寫完成后，打開獲取ARTIX7 FPGA bit文件的軟件，如圖73-17所示。

4）接下來，將PXIe機箱上電，Xilinx下載器接到電腦上，將前面編譯出來的bit文件（ARTIX7_PG7103_PXIe_X4_8Chs_B_Loopback_Method1.bit）通過Vivado軟件下載到PXIe板卡里面運行，下載過程如圖73-18和73-19所示。

????? ?3、實驗測試結(jié)果

1）PXIe板卡不支持熱插拔，所以FPGA程序下載之后，需要右擊熱啟動一下主機（PC或者工控機或者PXIe控制器），不能選擇關(guān)機，必須是重啟電腦，這樣主板不會掉電。重啟之后，打開主機上的MAX軟件，展開“設(shè)備和接口”，可以看到里面出現(xiàn)了一個NI PXIe-1073機箱，說明這個MXIe擴(kuò)展機箱被主機成功識別到了，如圖73-20所示。

2）同時，主機的設(shè)備管理器里面會出現(xiàn)一個Xillybus PCIe設(shè)備，這個正是我們插到PXIe機箱上的PXIe板卡，如圖73-21所示。因為這個板卡上的FPGA芯片里面跑的PCIe通信代碼正是我們封裝的Xillybus PCIe DMA CLIP，因為這臺電腦我們先前已經(jīng)加裝過了Xillybus驅(qū)動文件，如果是新電腦，第一次設(shè)備管理器里面會出現(xiàn)一個PCI黃色感嘆號，用戶參考本書前面加載PCIe驅(qū)動那一節(jié)做一遍即可，其實就是右擊更新選擇瀏覽就可以了，非常簡單。

3）運行上位機測試軟件，用戶可以將實驗59.1~59.4每個上位機程序都跑一遍測試一下，對界面上的控件函數(shù)不是很清楚的用戶可以回顧一下前面實驗59里面的相關(guān)內(nèi)容。

?????? ?默認(rèn)運行之后，用戶只需要按下前面板上的“Send”按鈕，將上位機模擬的正弦信號和三角波信號源源不斷的通過PXIe背板下發(fā)給PXIe板卡，那么PXIe板卡上的FPGA接收之后，由于FPGA芯片里面下載了回環(huán)程序，又會原封不動將所有的數(shù)據(jù)逐點返回給主機端。因此，上位機前面板上就能實時看到回讀上來的波形跟下發(fā)的是完全一樣的，下面4幅圖依次是64位的通道ch0和8位的通道ch7實際回環(huán)測試縮放效果圖。