Pickering Interfaces konnte bei Schaltanwendungen schon einige Synergien zwischen PXI und LXI erkennen, wobei LXI die bessere Wahl für große Schaltarchitekturen darstellte. PXI war im Fall von kleineren und facettenreichen Schaltsystemen oft die bessere Lösung. Man hat aber bisher wenig über die Möglichkeiten gehört, PXI- und USB-Produkte in einem Testsystem zu vereinen. Und das obwohl USB eine äußerst weit verbreitete Schnittstelle im Bereich von Privat- und Industrieanwendungen ist, insbesondere bei mobilen Geräten. Dies bedeutet, dass USB als ureigene Steuerschnittstelle vieler Produkte auch getestet werden muss. Idealerweise sollte ein Testsystem also auch Möglichkeiten für einen USB- Schnittstellentest aufweisen.

Der USB-Standard wird auch dazu genutzt, elegante und kostengünstige Lösungen für Testapplikationen zu schaffen. Zum Beispiel gibt es neben USB-basierenden RF-Leistungsmessgeräten und Datenerfassungssystemen ebenfalls USB-Oszilloskope und Digitalmultimeter. Vorteil dieser Geräte ist unter anderem ihre alleinige Versorgung über den USB-Stecker, womit auf externe Stromversorgungen verzichtet werden kann.

Üblicherweise haben diese Geräte einen recht geringen Leistungsbedarf und kleine Abmessungen. Sie können daher sehr nahe am Prüfling platziert werden, wie zum Beispiel der Sensor eines Leistungsmessgerätes, der direkt am RF-Stecker sitzt, anstatt separat im Chassis. Bei bis zu fünf Meter Leitungslänge ist es möglich, mit USB-Messgeräten näher an den Messpunkt heranzurücken, als mit Geräten die im Chassis eingebaut sind. Somit kann USB dem Testsystem eine Reihe neuer Möglichkeiten eröffnen.

Nahe am Prüfling platziert

Um USB-Geräte an ein Testsystem anzubinden, kann natürlich der USB-Port des System-Controllers verwendet werden. Ist dieser als externer Rechner ausgeführt, sind die USB-Geräte nicht Teil des Testsystem-Chassis. Bei Embedded-Controllern ist aus Platzgründen auf der Frontplatte die Wahrscheinlichkeit gering, dass ausreichend USB-Anschlüsse zur Verfügung stehen. Deshalb entsteht häufig der Bedarf, einen zusätzlichen, externen USB-Hub mit separatem Netzteil einzusetzen – und das ist sicherlich nicht immer zweckmäßig.

Sollen über den USB-Port Baugruppen getestet werden, empfiehlt es sich nicht, den Prüfling direkt an einen teuren System-Controller anzuschließen, egal ob im Chassis eingebaut oder extern ausgeführt. Fehlerhafte Testobjekte beschädigen möglicherweise den Controller. Darüber hinaus können bei defekten USB-Geräten auch unerwünschte Effekte wie das Blockieren des Systems oder Boot-Fehler auftreten.

Der USB-Technologie wird nachgesagt, nicht immer reproduzierbar zu reagieren. Beispiel ist ein Fehlschlagen der Verbindung zum Controller. Im Falle einer manuellen Verbindung ist das Problem schnell gelöst: durch einfaches Ab- und Anstecken wird das USB-Gerät wieder erkannt. Ganz so einfach stellt sich dieser Sachverhalt bei automatischen Testsystemen jedoch nicht dar, da manuelle Eingriffe selten möglich sind und nicht gerade den Testdurchsatz erhöhen.

Für den Anwendungsfall des „Passiven USB-Schaltens“ hatte Pickering Interfaces schon bisher PXI-basierende Lösungen im Programm. Das PXI-Modul 40-737 bietet eine USB-Schaltarchitektur, die das Multiplexen eines USB-Ports auf acht verschiedene USB-Kanäle ermöglicht. Mit Hilfe dieser Pickering-Standard-Schaltkarte kann ein Testsystem somit jeweils eines von acht USB-Geräten programmgesteuert mit einem USB-Port verbinden.

Eine gleichzeitige Anbindung aller USB-Geräte ist hier jedoch nicht möglich, da der Multiplexer mittels elektromechanischer Relais jeweils nur einen Kanal verbinden kann. Alles andere erfordert USB-Hub-Funktionalität.

Mit der Verfügbarkeit des 40-738 USB-Hub von Pickering Interfaces ändert sich die Situation: hier gibt es nun eine einfache Möglichkeit, USB-Prüflinge und Messgeräte direkt und gleichzeitig an ein PXI-Chassis anzuschließen.

40-738 USB-Hub

Der 40-738 USB-Hub ist ein 1-Slot-PXI-Modul in 3-HE-Ausführung, das einen 8-Port-USB-2.0-Hub zum Schalten von USB-Daten- und Versorgungsleitungen realisiert. Es ermöglicht programmgesteuertes Verschalten von USB-Produkten mit dem PCI-Interface des Steuerrechners. Anders als die 40-737 stellt die 40-738 eine direkte Verbindung zur PCI-Backplane her, anstatt dafür einen USB-Port am Steuerrechner zu nutzen. Wie alle anderen PXI-Module ist auch die 40-738-Karte über den Chassis-PCI-Bus mit dem Steuerrechner verbunden. Dieser Hub wird in der Geräteliste des Steuerrechners auf exakt die gleiche Art eingebunden, wie jeder andere USB-Hub, nur dass dieser elektrisch und mechanisch völlig im PXI-Chassis integriert ist.

USB-Produkte, die an das 40-738-Modul angeschlossen werden, führen dieselbe Treiberinstallationsprozedur aus, die dem USB-Anwender schon vom PC her bekannt ist. Der PXI-Controller, ob als externer Steuerrechner oder als Embedded-Controller ausgeführt, installiert die Treiber des Herstellers genauso, als wäre das USB-Gerät direkt am USB-Port des Steuerrechners angeschlossen. Dieser Vorgang ist allgemein bekannt und bedarf keinerlei weiterer Software-Unterstützung seitens Pickering Interfaces.

Mit der Möglichkeit, USB-Daten- und Versorgungsleitungen unabhängig voneinander zu trennen und zu verbinden, bietet das 40-738-Modul weitreichende Steuer- und Prüfmöglichkeiten. Der Anwender kann verschiedene Fehlerzustände an der USB-Schnittstelle simulieren oder ein angeschlossenes Gerät komplett abtrennen, als ob es physikalisch abgesteckt wäre. Auf Basis der Pickering Interfaces-PXI-Schaltkartentreiber können all diese Funktionen auch aus einen Prüfprogramm heraus ausgeführt werden. Über die programgesteuerte USB-Konnektivität hinaus, erübrigt sich ein alleinstehender USB-Hub mit extra Stromversorgung. Volle USB-Funktion wird hier durch das Tester-Chassis zur Verfügung gestellt, anstatt auf die Steuerrechnerhardware zugreifen zu müssen. Die Architektur stellt auch sicher, dass Geräte die noch physisch am USB-Port angeschlossen sind, zum Zeitpunkt der Trennung wirklich abgeschaltet werden.

Was der PXI-40-738-USB-Hub ermöglicht

Neben der Verfügbarkeit von USB-Baugruppentests ermöglicht der PXI-40-738-USB-Hub weitere USB-Instrumente, wie zum Beispiel Oszilloskope oder Datenerfassungsprodukte, einzubinden und erweitert somit das Testsystem um zusätzliche Gerätefunktionalität, ohne dafür den Steuerrechner zu verwenden. Der 40-738-USB-Hub vereinfacht die Integration von USB-Prüflingen und Messgeräten in der PXI-Testumgebung und erweitert die Instrumentenauswahl der Anwender, die sich für diese Plattform entschieden haben.

David Owen

ist Business Development Manager UK bei Pickering Interfaces.

(ah)

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