美国国家仪器公司（简称NI）近期推出了新一代多功能数据采集产品X系列数据采集卡(图1)，也是该类别的第三代产品。多功能数据采集设备作为NI最重要的产品之一，历来备受关注。第二代M系列推出时曾经引起过巨大轰动，其功能和特性较第一代E系列有着显著地提升，至今多年过去仍然保持着很好的销量和口碑，满足着测试行业各式各样的需求，成就了一代辉煌。那么X系列是否能将M系列的优势延续下去？能否在日益激烈的市场竞争下继续保持同类产品的领先地位，满足更多的测量需求？和M系列相比又有了哪些性能上的提升呢？　
　　
　　
　　图1X系列多功能数据采集产品
　
　　PCIe总线
　　
　　M系列产品中，总线类型既有PCI也有PCIe，其中PCI种类更多；而在X系列中只有PCIe总线产品，不再提供支持PCI总线的产品。PCI(PeripheralComponentInterconnect)总线是英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准，是目前使用较多的内部总线之一。最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽为133MB/s(33MHz*32bit/s)，目前理论带宽最多可达到1G。PCIExpress则是近年发布的一种总线结构，采用了点对点串行连接，比起PCI的共享并行架构，可以让每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，以达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCIe的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。PCIe连接的每条线路包含两对导线，其中一对用于发送，另一对用于接收。数据包以每周期一位的速度在线路间传输。×1连接，即最小的PCIe连接，有一条由四根导线组成的线路。各方向上每周期都传输一位。×2链接包含八根导线，一次传输两位，×4链接传输四位，以此类推。其他配置还有×12、×16和×32。X系列PCIe板卡属于×1连接（图2）。　　
　　
　　图2PCIe连接器示例
　　　
　　PCIe总线主要优势就是数据传输速率高，目前速度最高可以达到10GB/s以上，而且还有相当大的发展潜力。主板生产的成本上，使用PCIe也低于PCI，且PCIe和PCI完全兼容，适用于当前的操作系统，所以不远的将来PCIe必将取代PCI成为新一代通用总线接口，而X系列依然可以适用于新一代的PC主板（图3）。X系列PCIe产品的带宽为250M/s。　
　　
　　
　　图3PCI总线和PCIe总线(白色长接口为PCI接口，短接口为PCIe接口)
　　　
　　更高的采样率和精度
　　　
　　X系列PCIe总线的产品依然选择了所有AI通道复用一个ADC的工作方式，多通道轮询采集节约了用户的成本。在进行多通道切换时，X系列产品ADC的稳定时间只有M系列的五分之一，即仅为10ns，甚至可以满足一些要求不高的同步采集。
　　　
　　众所周知，数据采集卡的绝对精度不仅仅等同于分辨率，还和偏置误差，增益误差等多个参数有关。X系列使用的ADC分辨率仍然为16位，但各量程的精度和M系列同样分辨率的产品相比却有大幅提升，使得测试可以更加精确。下面表1和表2给出了M系列和X系列中同级别板卡的精度对比。
　　
　　
　　表1M系列622X各量程精度表
　　　
　　
　　表2X系列632X各量程精度表
　　　
　　X系列产品采样率也提供了更多的选择范围，16位分辨率产品单通道采样率可选择250K，500K，1.25M和2M（表3）。其他模拟输入性能上，X系列共模抑制比也有所提升，和计算机传递数据默认采样DMA方式，并不再支持中断方式。一切细节变化均是为了使板卡达到更好的性能，满足越来越高的测试要求。　
　　

　
　　                     表3X系列PCIe产品(采样率为单通道采集时可达到的最高采样率)
　　
　　X系列AO对比M系列同级别产品，更新率均有提升，有900K和2.86M两种可以选择，DAC的稳定时间也由原来的50ns提高到10ns。另外，X系列产品对过电流保护以及上电断电出现毛刺的保护也都做了改善。
　　X系列产品AI和AO都有1路DMA通道负责与PC之间的数据传递。