在许多数据采集应用场景中,例如,在大型振动测试中,需要同时采集多个测点的振动信号,这些信号之间可能存在相互关联或需要同步分析。单个采集卡通道数无法满足。
多卡同步可以将多块采集卡协同起来,多块数据采集卡之间实现精确的时间和数据同步,以便更准确地分析和理解复杂的系统行为,作为一个整体进行工作。
多卡同步的应用领域
航空航天、汽车测试、科学研究等,在测试和监测过程中,产生大量的多通道信号,包括各种传感器信号、控制信号的场景。
根据不同的通讯总线,实现方式主要有以下分类
PCI、PCIe 总线多卡同步
方法一:RTSI_10M 时钟主从卡同步(推荐)
原理:
一块主卡的10MHz板载时钟信号作为基准源,经过缓冲后输出给多块从卡,作为其输入时钟源,这样多卡的输入时钟源同频同相位,配合外触发实现精确同步。
步骤:
1.主卡参考时钟选为板载10M,从卡参考时钟选为RTSI_10M。
2.启动所有卡的采集任务,卡处于等待触发状态,PFIx满足触发条件时,所有卡同时开始采集。
特点:
输入时钟源同频同相位,无累积误差。
原理:
参数设置:主卡输出时钟信号连接到从卡的时钟输入端,主卡负责输出时钟信号。
步骤:
1.将主卡的时钟输出信号连接到从卡的时钟输入端。
2.配置主卡为内时钟模式,从卡为外时钟源模式。
3.启动所有从卡,再启动主卡,从卡等待主卡时钟信号开始采集。
特点:
此同步方式,主卡从卡存在微秒级的误差。
方法三:共同外时钟+共同外触发同步
原理:
所有板卡使用同一个外部时钟信号作为时钟源,确保所有板卡的操作基于同一时钟频率。再将所有板卡从PFIx管脚接入同一个触发信号,实现同步启动采集。
步骤:
1.将外部时钟信号连接到各板卡的时钟输入端
2.配置各板卡的触发源为外部数字触发。
3.启动所有板卡,外部时钟信号接入后,等待外部触发信号,触发信号满足条件时所有板卡同时开始采集。
特点:
简单易用,但外部时钟、外触发信号要求频率稳定无抖动。
PXI、PXIe 总线多卡同步
方法:机箱背板时钟与触发总线同步
原理:
PXI/PXIe 总线的机箱背板提供高精度的时钟信号(如 PXI_CLK10、PXIe_CLK100)和触发总线(如 PXI_TRIG<0..7>、PXI_STAR),通过共享这些背板资源实现同步。
步骤:
1.将主、从卡的时钟源配置为背板(PXI_CLK10/PXIe_CLK100)。
2.配置同步触发信号,主卡使用软件触发或外部触发,从卡使用同步信号触发。
3.先启动所有从卡,再启动主卡,从卡等待主卡启动后开始采集。
特点:
背板时钟信号精度高、稳定性好,适合高精度同步需求。
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