PXIe 6556 板卡介绍

PXIe-6556简介

NI PXIe-6556板卡主要的应用场景是芯片引脚的电气特性的测试,相比于传统的测试设备,它还具有配置灵活和易于集成的特点。

NI PXIe-6556提供多达24个通道的数字IO,最高的工作频率达到200MHz,并且在200MHz范围内可以输出任意频率的自定义码型。为了实现引脚的电气特性的测试,6556的每个数字IO通道都提供一个参数测量单元(PPMU, per pin parametric measurement unit),可提供精度为20nA的电流测试。6556还支持各种触发设置,并且内部自带一个FPGA模块,用户可以将自定义的触发逻辑写入FPGA以实现高度自定义的触发。

SMU和PPMU的区别

SMU的全称是(Source Measurement Unit, 源测量单元),它的特点是可以提供比较高的电压和电流,精度也比较高,有限流和限制电压的功能,但是通道数量一般比较少;
PPMU的全称是( Per Pin Parametric Measurement Unit),它的特点是有较多的通道数量(实际是多个通过共享一个测量模块),电压精度和范围比较小,只能设置电压或电流的测量范围而没有限制的功能,比如用PPMU测量一个电流即使电流超过测量范围,PPMU还是会提供需要的输出电流,而不会对这个电流加以限制,某些极端情况可以会对DUT造成损坏。

测量场景

  • DUT逻辑是否正确,比如DUT对一个特定的激励的响应是否正确,这种测试可以直接通过6556内部的硬件比较的功能实现;
  • DUT结构是否正确,比如DUT是否短路,开路,输出一直高或一直低,保护二极管是否工作等等;
  • DUT的漏电流,通过电压扫描测量电流测试;
  • DUT的逻辑输入阈值,通过扫描电压,DUT读取输入结果测试;
  • DUT高电平输出的驱动能力,通过扫描输入电流,测量电压实现,可以确定出VOH和VOL

6556的性能指标

  • I/O 输出速率,最高200MHz或5ns的边沿设定
  • PPMU 通道数量,24个数字通道和4的控制通道
  • 纯数字通道8个
  • 输出信号抖动 30ps
  • 电压设定范围 -2V~6V或者-1V~7V,输出精度11mV,测量精度3mV
  • 电流测量范围2uA~32mA, 1%精度
  • 板载内存 64Mb/ch 512MB/board
  • 数据传输速率 700MB/s

引脚定义

  • PFI <24..31> 普通数字IO控制端口,一般用于控制外部开关阵列或者其它开关;
  • PFI <1, 2, 4, 5> 带有PMU功能的控制端口,可驱动或测量电压电流;
  • PFI <0, 3> 高速控制端口;

PFI0, PFI3, PFI <24..31>属于标准电平的IO端口,不含PMU功能,一般用于与其它设备间共享触发等功能, PFI <24..31>兼容5V电平,电平标准不可配置,可通过外部上拉与其它设备接口。另外PFI <24..31>属于静态IO,它的含义是这些IO并不是硬件直接控制的,而是采用软件中断的控制方式,因此速率可能非常慢,一般最高速度只有10kHz左右。

在6556的内部所有通道实际是共享一个ADC的,这个ADC的最小采样周期是4us,采样周期可以依据需要设置为4us的整数倍,6556内部会自动通过硬件做平均。假设设置每个通道的采样周期为4us * 8 = 32us, 那么24个通道一次扫描需要的时间为4us * 8 * 24 = 768us, 如果不做平均,最快的扫描时间为96us.

6556_diagram.png

上图是6556的一个基本的原理框图,这是一个带PMU的数字通道,可以看到输出的高低电平是可以通过设置Generation Voltage High和Generation voltage low分别设定的,匹配电阻设定为50欧,对于输入也是有两个比较器,可以设定不同的比较阈值,从而实现不同电平信号的捕获。

有源负载(Active Load),当数字通道上的电压小于设定的阈值(VTT)的时候,Active Load会输出一个电流,反之则会吸收一定的电流,从而表现上就相当于一个有源负载。

6556的每个通道都是可以单独设定电平的,比如需要将不同通道配置为不同的电平可以通过以下的方式实现:
6556_channel_voh_vol_setting.png

6556主要的工作状态主要分为以下几种:

  • 高阻态模式,上电的默认模式;
  • 波形产生模式,用于产生或者获取波形;
  • 静态IO端口驱动
  • 外部Force/Sense
  • PMU Force/Sense
  • Idle

不同的工作模式之前一般是互斥的,所以是不能在产生波形的同时测量电压电流的。

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  1. londondrugscanada.bigcartel.comlondon-drugs

    Amazing content. Thanks.

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