利用总线扩展系统能够同时混合搭配两种不同的总线接口，因此能为用户带来更多的效益。总线扩展系统使用屏蔽式缆线连接主机与机箱，在系统配置上提供了极大的弹性，并可提升高速测量和自动化应用的扩展性与可靠性。
什么是总线扩展技术?
总线扩展，为一种在主机系统上增加总线插槽数的技术。通常会先在主机系统上安装总线扩展卡，再以屏蔽式缆线连到另一台包含背板以及电源的机箱，以用来扩展总线的插槽数。
一般而言，一个完整的总线扩展系统包含了三个部分：一张安装在主机上的适配卡，一个提供更多总线插槽的机箱，以及一条用来连接主机和机箱的屏蔽线缆。尽管主机和机箱为个别的两个实体，透过总线扩展卡，也能同时在相同的系统下运行。所有安装于机箱的板卡，皆如同安装在主机一般，能直接执行运行而无需搭配其他的驱动程序或软件。
总线扩展技术带来的效益
总线扩展最主要的功能即是增加总线插槽数。一般的桌面计算机均配备有少数的PCI™或是PCI Express™的插槽，若是用户想在单一主机上插入多张的PCI™板卡，总线扩展技术为最简单便利的扩展方式。
利用总线扩展系统能够同时混合搭配两种不同的总线接口，因此能为用户带来更多的效益。举例来说，通过PCI™转PXI的解决方案，用户能同时利用服务器等级计算机的出色运算能力及PXI™模块的同步与触发功能。
总线扩展技术还提供了其他便利的功能；举例来说，许多的量测或是自动化应用须在恶劣的环境下进行，为了保障系统中昂贵的信息设备，用户可以将主机系统与恶劣环境隔开一定的安全距离，而远程的扩展系统放置在恶劣的环境下操作，能够抵御温差或震动。总线扩展系统使用屏蔽线缆连接主机与机箱，因此在系统构建上提供了极大的弹性。此外，通过分散主机及扩展机箱，能远离主机中容易产生高频的组件，例如中央处理器、内存或是北/南桥芯片，如此便能提供更好的量测精确度。再者，扩展机箱包含了简易替换的模块化I/O卡，可以降低平均维修时间。
最后，大多数的总线扩展解决方案均能提供完整的软硬件通透性(transparency)，用户能轻易的安装总线扩展系统，而无需再搭配其他的驱动程序或是软件。
总线扩展技术常见的应用领域
由于总线技术带来的效益，使它能够应用在许多不同的领域。例如针对电子制造测试，透过扩展技术扩展的插槽，可以在同一个计算机系统中安装更多的测试模块以提高测试产能。而计算机系统与扩展机箱分别为两个实体，透过缆线连接的概念，让计算机系统与量测/控制系统更加的模块化，对于产线测试系统或自动化控制设备, 可以大幅提升系统的可靠性并降低维修时间与成本。
透过缆线扩展总线的概念也可以应用在某些特殊的应用上。像是仿真器或大型喷绘装置等应用需要将量测/控制模块安放于运动平台上，运动平台的震动会影响计算机系统的可靠性，透过总线扩展技术，可将计算机放置于远离运动平台的安全处，并以缆线与量测/控制模块连接。这样的组态可以提升整个系统的可靠性。
同时，笔记本电脑的 ExpressCard™插槽搭配扩展系统，可以让笔记本电脑的应用更为宽广。音频工程师可以使用他们的笔记本电脑搭配音效采集卡，直接在现场进行录音与分析；设备工程师也可以透过 ExpressCard™转PCI™或 ExpressCard™转PXI™总线扩展系统搭配硬件，直接在现场透过笔记本电脑进行故障的分析。
总线扩展解决方案的类型
依据各种不同类型的主机规格及扩展机箱，市场上的总线扩展解决方案包含以下几种类型：
● PCI™转VME
VME为80年代所设计出来的32位总线，其广泛的被应用在测试设备及军工方面，PCI™转VME扩展解决方案，让使用者能以高运算能力的桌面计算机取代昂贵的VME控制器，用以操控数以千计的VME产品。
● PCI™转PCI™
PCI™转PCI™为一种极佳的解决方案，能为桌面计算机或是工业计算机提供更多的PCI™插槽。整个套件通常会包含一个带有背板及电源的机箱，使用者可以根据不同的应用范围，选择不同插槽数的扩展机箱。
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● PCI™转PXI™
PXI™为一种结合了PCI总线和特殊同步及触发功能的新型总线规格。
在桌面计算机或是工业计算机上应用PCI™转PXI™的扩展解决方案，可以提供PXI™模块间的互操作性，或是降低相对高价的PXI™控制器的使用成本。
● PCI Express®转PCI™
PCI Expres®为一种新的总线技术，在不分享带宽的状况之下，可以提供最大4GB/s的传输速度。大多数新式的桌面计算机或是服务器等级的计算机都配备有PCI Express®的插槽，使用PCI Express®转PCI™的解决方案，可让使用者将原本使用的PCI™板卡，继续沿用在新的PCI Express®架构上。
● PCI Express®转PXI™
与PCI Express®转PCI™相同，PCI Express®转PXI™使搭配PCI Express®插槽的计算机也能控制PXI™模块。此外，由于PCI Express®为一种点对点的传输方式，因此在数据传输的过程中，能保有较稳定且快速的传输速度。
● ExpressCard®转PCI™
ExpressCard®为PCI Express®的衍生技术，由于其宽度只有34到54mm，使得ExpressCard®能够适用于笔记本电脑。使用者可以在笔记本电脑中安装ExpressCard®适配卡，再将其连接至安装有PCI™适配卡的机箱。ExpressCard®转PCI™的扩展解决方案，能够消除笔记本电脑与PCI™装置间传输上的限制。
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● ExpressCard®转PXI™
以ExpressCard®为架构的扩展技术可同时被应用在控制PXI™的模块上，搭配ExpressCard®转PXI™的扩展技术及PXI™系统，用户能更轻易的规划适合的测试平台及应用。
弹性化总线扩展技术
PCI™为一种并行传输的总线，包含了32条数据传输线 (32位) 或64条数据传输线 (64位)；而PCI Express®为一种高速的总线，使用2.5Gbps成对的LVDS信号传输或接收数据。不同的扩展技术适用于不同的总线类型，在这个章节中，将会更详细的描述各种总线扩展解决方案中的技术。
● 以PCI™为架构的扩展技术 (PCI™转PCI™、PCI™转PXI™、PXI™转PXI™)
PCI™是以33MHz运作的32位总线，在过去，最常见的PCI™扩展技术就是直接链接PCI™总线信号及扩展机箱，再以主机操控。然而，这样的扩展方式有许多的缺点。首先，经由屏蔽线缆传输33MHz的频率信号时，信号会随着缆线的长度递增而衰减。因此，此种解决方案的扩展距离只能限制在1.5米内。其次，透过缆线所传输的频率信号会受到高度的干扰且无法修正，如此严重的干扰会造成系统的损坏。
在ADLINK，我们使用了最先进的StarFabric™技术来设计PCI™基础的扩展解决方案，StarFabric™是一种利用高速序列信号来传输数据的标准数据交换技术。ADLINK的PCI™扩展解决方案，使用了成对的LVDS信号将PCI™总线信号转换成StarFabric™的数据格式，且在数据传输的过程中会自动侦测并修正错误以确保数据的正确及完整性。此种新式的扩展解决方案，能够提供长达10米的扩展距离，以及极为稳定的传输操作。
● 以PCI Express®为基础的扩展技术 (PCI Express®转PCI™、PCI Express®转PXI™、ExpressCard®转PCI™ 、ExpressCard®转PXI™)
PCI Express®为一种序列式的总线，数据在装置间以序列封包的形式在2.5Gbps的LVDS物理层上传输。相对于PCI™，PCI Express®的扩展解决方案设计较为简单，重点在于维持数据传输的完整性；而其关键为加上一个讯号放大器或是均衡器，以增强讯号的强度。ADLINK PCI Express®的解决方案，提供了长达7米的扩展距离，以及小于0.5微秒的延迟时间，并能维持100MB/s的持续传输速度。ADLINK的ExpressCard®转PCI™ 或是ExpressCard®转PXI?的扩展解决方案，最大的特色在于ExpressCard®提供了热插入的功能。只要搭配了兼容的笔记本电脑以及操作系统，用户即可在笔记本电脑仍在运作中直接插入ExpressCard®的模块，让计算机得已在不中断服务的前提下，扩充系统的能力。
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如何选择您的总线扩展解决方案
根据主机以及机箱中的总线类型，市面上提供了多种不同的总线扩展解决方案。以下提供几个简单的步骤，帮助您选择最适合自己的总线扩展解决方案。
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1. 选择主机系统中的总线类型
桌面计算机以及工业计算机，大部分皆配备有PCI™或是PCI Express™的插槽，针对笔记本电脑，您可以选择ExpressCard™的插槽，针对PXI™系统，也有PXI™的插槽可供选择。首先，您必须选择您想要扩展的总线类型。
2. 选择欲扩展的总线以及机箱
您可以将主机中的总线扩展至PCI™或是PXI™的总线。若是扩展至PXI™总线，您应该选择对应的PXI™机箱来连接主机；如果扩展至PCI™总线，扩展系统通常会包括一个含有背板以及电源供应器的机箱，您应该依照扩展机箱中的插槽数来做选择。
3. 依照您所需要的扩展距离，选择合适的屏蔽线缆
总线扩展系统通常会有各种不同长度的屏蔽线缆可供选择，举例来说，ADLINK的PCI™扩展解决方案，提供了2米、5米以及10米的缆线规格；而ADLINK的PCI Express™扩展解决方案，则是提供了1米、3米以及7米的缆线可供搭配。您应该依照所需的扩展系统来选择屏蔽线缆的长度。
结语
总线扩展技术为计算机系统带来更大的弹性，无论是桌面计算机、服务器，或是笔记本电脑，透过这项技术可以让用户整合更多的硬件装置，构建更复杂的测量/控制系统。同时透过缆线连接计算机系统与扩展机箱的方式，可以让系统配置更有弹性，并提供在恶劣环境下运作的可能性；最重要的，总线扩展技术对计算机系统来说是完全透明的，使用者不需要任何驱动程序或应用程序的修改，便可直接在现有系统上加入总线扩展技术带来的优势。
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