千兆以太网卡——数据采集系统重要的一环

从自动化产线到智能座舱，道路险情测试与监测场景激增，数据采集（DAQ） 市场正一路高歌：全球规模预计将从?2025?年的?28?亿美元增至?2030?年的?37?亿美元，年复合增长率?5.9?%。

在众多平台中，凭借?PCIe?高速背板与纳秒级同步能力的 PXIe 模块化仪器发展迅速——Grand?View?Research 指出 2025 2030?年模块化仪器市场年复合增长率将达?9.7?%，其中?PXI(e)?平台已占?44?%?份额；Verified?Market?Reports 则预测?PXI?市场?2026 2033?年年增?8.2?%。

然而，随着传感通道、分辨率与实时算法持续攀升，即便背板带宽可达?8?GB/s，PXIe 机箱在同时承载高速视觉、毫米波雷达与多物理量测点时仍会逼近极限——高速前端接口已成新瓶颈，而千兆以太网凭借通用性、远距离与可扩展带宽，正成为打通数据“最后一公里”的首选。

PXIe?数据采集系统是以?PCI?e?高速串行总线为骨干、兼具?PXI?精密触发与时钟资源的模块化仪器平台：在同一机箱内，背板可为每个外设槽位提供最高?8?GB/s（PCIe?Gen3）点对点带宽，同时保持?±100?ps 级星形触发与 100?MHz 差分系统时钟，实现高速传输与纳秒级同步的兼得。相较于传统?PXI（基于并行?PCI，带宽 132?MB/s）或 cPCI/cPCIe，PXIe 既向下兼容旧板卡，又借助商业 PCIe 生态不断迭代至?Gen4/Gen5，带宽与通道密度每 3–4?年翻番。

其“机箱 + 控制器 + 多功能采集卡 + 高速存储”的乐高式组合，让研发工程师能在数小时内拼装出专属仪器；而背后的软件定义架构，则支持 LabVIEW、Python、C/C++ 等一键调用，使算法验证、产线测试、远程监控共享同一套硬件。伴随传感器分辨率与采样率倍增、原始数据驱动 AI 需求爆发，“高速 × 同步” 成为新刚需——这正是 PXIe 在近年 DAQ 市场连续领跑的根本原因。

图 1 PXIe 数据采集系统正面图

从总线角度看，CompactPCI（cPCI）仍沿用32bit?33MHz 并行?PCI，单槽峰值带宽仅132MB/s，且背板没有专用触发或时钟线，多板同步只能靠软件时间戳。PXI在 cPCI机械结构上新增10?MHz系统时钟、8?线触发总线与星形触发，槽间对齐精度优于±100?ps，大幅提升仪器同步能力，但带宽仍受并行?PCI?限制。为突破带宽瓶颈，cPCIe直接将背板总线换成串行?PCI?Express：Gen1×1Lane 即有250MB/s，全长?×16 可达4GB/s，但规格中依旧缺乏硬件触发/时钟网，难以满足高精度同步测量。PXIe则把两者优势合而为一——保留 PXI 的触发与 100?MHz 差分系统时钟（槽间偏差 ≤?100?ps、抖动

由此可见，PXI/PXIe 的核心竞争力在于“高带宽?×?硬件级同步”：10MHz/100MHz 基准、星形触发与皮秒级抖动确保多通道数据严丝合缝，而 PCIe 串行化又让 PXIe 足以同时承载千兆网络流、毫米波雷达与高分辨率传感数据，成为当前高速数采系统的主流骨架。

一套典型?DAQ?系统由机箱与嵌入式控制器／外接主机提供运算能力和基准时钟，再按需求插入各类采集卡（电压、温度、网络?GigE?等）与高速存储卡。所有插件板都依托背板总线共享10MHz/100MHz时钟和多条触发线，实现多物理量的硬件级同步采样。在?DAQ?领域，“网卡”不仅是通讯接口，更是一类网络型采集卡。原因很简单：工业相机、分布式传感器、甚至整套测控节点的数据如今都“打包”成以太网帧直接上链路，网卡捕获的就是原生测量数据。例如，GigE?Vision 工业相机已将千兆以太网作为通用接口，可在?IP67?防护外壳下持续输出高速图像流，完全遵循 GenICam/GigE?Vision 标准，便于与第三方算法库即插即用；分布式 I/O 与智能传感器则大量采用 EtherCAT 或 OPC?UA 远程模块，将应变、电压、温度等量化数据实时封装到 UDP/TCP 帧中回传。

图 2 PXIe 存储卡侧面图

与传统模拟/数字?I/O卡的区别在于，这些网络采集卡无需本地 ADC---数据本身就是网络帧，关键能力转向“线速捕获 + 精确时间戳”。1?GbE?理论带宽1Gb/s（≈125?MB/s），足以并行承载约?80?路?24 bit/96?kHz 音频或 4?路无压缩?1080p60 视觉流；在 PXIe背板?PCIe?Gen3 ×4?6?GB/s 的加持下，网卡与其他高速采集模块同箱运行也不易堵塞。正因其“远距离、可扩展、通用协议”的特性，千兆网卡已从 IT 外设升级为 PXIe 数采系统中不可或缺的高速前端。

度纬 ASMC PXIe 7024 千兆网卡定位于 PXIe 数采系统的“网络前端”：单卡 3U?PXIe?尺寸（100?mm?×?160?mm，4?HP），在前面板集成 4?个?1?GbE RJ 45 端口，支持 1000/100/10BASE T 自适应，可直接将实验室或产线测点接入 PXIe 机箱。板载 FPGA 配有 TCP/UDP/IP 校验和分载与 TCP 分段硬件引擎，线速捕获仍保持

度纬科技以?PXIe?机箱为核心，围绕**“采集?+?分析?+?存储”**构建出一条完整的?DAQ?生态链：电压、电流、温度、应变桥、CAN／LIN／FlexRay、A?B?音频、高速1?GbE/10?GbE 网络等数十款采集卡，可与ASMC PXIe 8016?P2P直链存储卡（16?TB、>?6?GB/s 连续写）及统一?DAQ?GUI 无缝拼搭；槽位自识别、能量监控与100?MHz差分时钟保证多物理量纳秒级同步，台架、整车与产线三大场景一箱打尽。

随着传感器数字化、带宽与距离同步拔高，GigE×PXIe成为打通测控“最后一公里”的理想组合；而度纬千兆网卡与全系?DAQ?模块的协同，既提供线速捕获、硬件时间戳，也让工程师按乐高方式扩展模拟、数字乃至音频链路，实现从采集到存储、从研发到产线的数据闭环。选择度纬，即选择更快、更准、更易扩展的 PXIe 测试未来。

PXIe 采集卡组合图

度纬科技始终致力于在数据采集领域中实现创新、独特和可靠的产品方案。我们深知，这些要素是企业在市场竞争中立足的基石。正因为如此，我们将创新的灵感来源于客户的真实应用需求，而非仅仅为了展示华而不实的产品特性。通过不断优化和提升数据采集方案，度纬科技助力合作伙伴迈向高效精准的未来。欢迎选择度纬科技（010-64327909），共同开启数据采集的新篇章。

审核编辑 黄宇