【NI-DAQmx入门】多设备任务及物理通道语法

摘自NI KB    

    NI-DAQ™mx 多设备任务也称为通道扩展，可扩展一个 DAQ 设备的通道以包含另一个 DAQ 设备的通道。这可以通过在多个设备之间有效地创建单个 NI-DAQmx 任务来简化同步配置。当您使用此功能时，您可以将多个设备视为一个设备，并且 NI-DAQmx 驱动程序会自动在驱动程序级别内路由必要的触发器、时钟和/或其他同步信息，以同步多个设备。

  

C系列 

        在单个 CompactDAQ 机箱或控制器中，您可以使用 NI-DAQmx 驱动程序将多个 C 系列 I/O 模块的通道包含到单个任务中。然后驱动程序将自动同步模块。您可以在单个机箱内扩展几乎所有类型的通道，包括模拟输入、模拟输出、数字输入和数字输出。但是，您必须满足一些要求才能使用此功能。例如，单个任务中的所有通道必须具有相同的 I/O 类型。您不能使用此功能将模拟输入通道与模拟输出通道混合。

      

        但是，您可以将多个 DAQmx 创建虚拟通道实例包含到一个 DAQmx 任务中，只要它们共享相同的 I/O 类型即可。例如，您可以将电压通道与温度通道组合起来。这意味着您可以在单个 CompactDAQ 机箱或控制器内自动同步具有不同测量、不同测量范围或不同测量单位的单个任务。

 

        通过通道扩展，您可以将不同类型的模拟输入模块（扫描、Delta-Sigma、慢采样）混合到同一任务中，并允许 NI-DAQmx 驱动程序自动为您同步它们。驱动程序选择最佳的方法来同步不同类型的模块。了解有关这些不同同步类型的更多信息。当您在单个任务中混合使用 C 系列 Delta-Sigma 模块（例如 NI 9234 和 NI 9218）时，您需要考虑设备之间的滤波器延迟。该延迟也称为输入延迟。有关设备的延迟，请参阅设备的规格手册。

        从NI-DAQmx 9.9开始，您可以使用NI 9469 C系列同步模块链接多个CompactDAQ机箱或连接到CompactDAQ控制器的机箱，应用通道扩展功能使它们感觉像一个设备，并让驱动程序处理此同步自动地。NI 9469 可简化信号路由和编码，并同步扫描、慢速采样和 Delta-Sigma 模拟输入模块；数字输入模块；数字输出模块；和不同机箱拓扑中的模拟输出模块。您可以在Measurement & Automation Explorer (MAX)软件中配置NI 9469模块之间的连接，如图3所示。

        在MAX中配置NI 9469后，配置任务的过程几乎与单机箱通道扩展方法相同。

但是，在跨多个机箱使用通道扩展时，您必须考虑一些因素。任务内通道列表中的第一个通道必须位于主机箱内。主机箱由机箱连接的物理配置决定，并且必须能够向从机箱输出信号。此外，如果任务包含来自 Delta-Sigma 模块的通道，则主机箱内 Delta-Sigma 模块上的通道需要位于任务通道列表的第一个位置。有关 NI 9469 的更多信息，包括不同的拓扑方案和多机箱同步要求，请参阅NI 9469 操作说明和规格手册。

从 NI-DAQmx 17.1 开始，带有 TSN（cDAQ-9185 和 cDAQ-9189）的 CompactDAQ 机箱可以利用通道扩展的易用性，同时跨多个机箱进行同步。TSN 是标准以太网的演进——特别是 IEEE 802.1 标准。TSN 同步通过 IEEE 802.1AS 标准提供。IEEE 802.1AS 是一种 IEEE 1588 配置文件，它在 IEEE 802.1AS 子网内的所有节点上提供通用的时间概念。这样就可以仅使用标准以太网电缆通过网络同步多个机箱。

        在 IEEE 802.1AS 子网上，所有具有 TSN 的 CompactDAQ 机箱共享同一个主控，这意味着机箱上的所有时钟都与该主控同步。因此，跨多个机箱的时钟彼此同步。此过程自动完成，无需用户输入。由于机箱中的每个模块将默认使用机箱背板时钟来生成或采集，因此每个模块使用的时钟（主时基、采样时钟和/或参考时钟）都将同步。

现场数据采集

从 NI-DAQmx 17.6 开始，FieldDAQ 可以利用通道扩展的易用性，同时与其他 FieldDAQ 设备进行同步。除了设备命名之外，FieldDAQ 的设置与 C 系列 I/O 模块编程体验相同。FieldDAQ 是一款支持 TSN 的设备，确保它可以通过非通道扩展与网络上的其他 TSN 设备同步，只需一根标准以太网电缆。 

DSA（动态信号分析）

借助 PCI/PXI/PXI Express DSA 设备，您可以使用 NI-DAQmx 驱动程序在单个任务中包含多个模拟输入通道，并自动为您同步它们。除了一些设备命名约定之外，该设置几乎与 C 系列 I/O 模块编程体验相同。然而，这组设备在使用此编程功能时存在一些硬件限制，并且这些限制因设备而异。例如，如果您混合使用来自支持通道扩展的不同设备系列的通道，则更常见的限制之一是考虑滤波器延迟。了解有关 delta-sigma 模数转换器 (ADC) 以及滤波器延迟发生原因的更多信息。

图 7. NI PXIe-4497 是专为通道扩展而设计的 DSA 设备之一。

其他限制取决于您所使用的 DSA 设备的外形尺寸。如果您使用 PXI 或 PXI Express 模块进行通道扩展，则这些模块必须全部位于同一 PXI 或 PXI Express 机箱内，并且必须首先在 MAX 中识别该机箱。如果您使用 NI 4461/62 和 NI 447x 设备的 PCI 变体，则必须使用 RTSI 电缆连接板卡并在 MAX 中识别该电缆。了解 RTSI 是什么以及如何配置它。 尝试使用 NI 447x 执行通道扩展时应注意以下事项： 
 

• 您无法在 NI 447x 和 NI 449x 产品线之间进行通道扩展。

• 如果通道扩展任务包括来自 NI 4461/4462 和 NI 447x PXI 模块的通道，则 NI 4461/4462 模块必须位于 PXI 机箱的定时槽中。为了与 PXI 启动触发器进行通信，您的任何模块都不能是混合的，因此它们不能位于 PXI Express 机箱中。了解有关同步 PXI-4461/4462 模块与 PXI-447x 模块的更多信息。

有关特定版本的 NI-DAQmx 支持的 DSA 通道扩展设备组合的详细信息，请参阅 NI-DAQmx 帮助中的 DSA、SC Express 和 X 系列多设备任务主题。

S系列

借助 S 系列 DAQ 设备，您可以使用 NI-DAQmx 驱动程序将来自这些设备的多个模拟输入通道包含到单个任务中，并自动为您同步它们。对于这种类型的 DAQ 设备，在使用通道扩展功能时仅限于模拟输入 I/O 类型。编程体验与前两节类似。

图 8. PXI-6115 是专为通道扩展而设计的 S 系列设备之一。

 

与 DSA 设备一样，您必须考虑要同步的 S 系列设备的外形尺寸。如果您使用 PXI 或 PXI Express 模块，它们必须全部位于同一个 PXI 或 PXI Express 机箱内，并且必须首先在 MAX 中识别该机箱。如果您使用的是 PCI 变体，则必须使用 RTSI 电缆来连接板并在 MAX 中识别该电缆。有关 RTSI 配置的更多信息，请参阅 DSA 设备部分。

 

SC Express 和 X 系列 

您还可以使用 SC Express 和 X 系列设备的通道扩展，在单个任务中包含多个设备，让 NI-DAQmx 自动同步它们，并启用设备的触发偏差校正。通过让 NI-DAQmx 启用触发偏移校正，驱动器可以通过将触发器锁定到参考时钟来补偿跨多个设备的触发信号的偏移。它还允许设备在该时钟的后续边沿响应触发，而不是立即响应。触发偏差校正功能仅适用于 PXI Express 机箱。使用这些类型的设备，您可以扩展模拟输入或输出通道；但是，单个任务中的所有通道必须具有相同的 I/O 类型。X 系列的另一个警告是 USB 设备不能用于跨多个设备的通道扩展。

图 9. NI PXIe-4331 是专为通道扩展而设计的 SC Express 模块之一。

 

为了使同步正常工作，所有 PXI Express 模块必须位于同一已识别的机箱内，并且 PCI Express 板必须通过配置的 RTSI 电缆连接。然而，当在该组的 PXI Express 子部分内扩展模拟输入通道时，该任务只能包括来自支持相互通道扩展的设备的通道。

有关特定版本的 NI-DAQmx 支持的 SC Express 和 X 系列通道扩展设备组合的详细信息，请参阅 NI-DAQmx 帮助中的 DSA、SC Express 和 X 系列多设备任务主题。

当在该组的 PXI Express 子部分内扩展模拟输出通道时，任务必须仅包括来自 NI 4322 和 PXI Express X 系列设备的通道。

物理通道语法

物理通道名称

物理通道名称由设备标识符和斜杠（/）后跟通道标识符组成。例如，如果物理通道是Dev0/ai1 ，则设备标识符是Dev0 ，信道标识符是ai1 。 MAX按照设备在系统中安装的顺序为各个设备分配设备标识符，例如Dev0和Dev1。您还可以使用MAX给设备分配任意标识符。设备和通道标识符不需要区分大小写。

对于模拟I/O和计数器I/O，通道标识符将通道类型，比如模拟输入（ai），模拟输出（ao）和计数器（ctr），与通道编号（如下所示）组合在一起：

ai1
ctr0

对于数字I/O，通道标识符会指定一个端口，其中包括端口中的所有行：
Port0

或者，通道标识符可以仅仅指定端口中的一行：
Port0/line1

所有行都有唯一的标识符。因此，您可以使用行而不用指定它们属于哪个端口。例如，line31相当于具有四个8位端口的设备上的port3/line7 。
 

物理通道范围

要指定一系列物理通道，请在两个通道编号或两个物理通道名称之间使用冒号：
DEV0/ai0:4
Dev0/ai0:Dev0/ai4

对于数字I/O，您可以指定一系列端口，两个端口号之间带冒号：
DEV0/port0:1

您还可以指定一系列行：
DEV0/port0/line0:4
DEV0/line0:31

您也可以按相反顺序指定通道范围：
DEV0/ai4:0
DEV0/ai4:DEV0/ai0
DEV0/port1/line3:0

 

物理频道列表

使用逗号分隔列表中的物理通道名称和范围，如下所示：
Dev0/ai0,Dev1/ai0:3,Dev1/ai6
Dev0/port0,Dev0/port1/line0:2

相关信息

此信息也位于DAQmx帮助文件中。您可以从以下任一方式获取：

• 点击Windows开始菜单 » 搜索 »  NI-DAQmx帮助
• 在NI MAX中转到菜单，点击帮助 » 帮助主题 » NI DAQmx » NI DAQmx帮助

进入帮助页面后，信息位于NI-DAQmx重要概念» NI-DAQmx通道和任务 » 通道：物理，虚拟，局部虚拟和全局虚拟» 物理通道语法。