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儀器總線發(fā)展趨勢(shì):總線技術(shù)具有獨(dú)特性

來(lái)源:  類別:行業(yè)動(dòng)態(tài)  更新時(shí)間:2010-11-19  閱讀次
  對(duì)于任何一個(gè)可以與系統(tǒng)級(jí)測(cè)試掛上勾的儀器而言,總線是一個(gè)必不可少的單元,在測(cè)試設(shè)備及系統(tǒng)中承載著數(shù)據(jù)傳輸和控制等的重要功能。測(cè)試測(cè)量?jī)x器業(yè)從1960年代制定第一個(gè)儀器總線標(biāo)準(zhǔn)GPIB,大約每10年增添一種新的儀器總線,相繼推出VXI、PXI和LXI,近年來(lái)還有從PC外設(shè)總線直接移植作為儀器總線的USB。總線技術(shù)的盛行,讓儀器從此告別了各自為戰(zhàn),使測(cè)試系統(tǒng)和靈活測(cè)試系統(tǒng)搭建成為可能,極大提升了電子測(cè)試的效率及應(yīng)用領(lǐng)域。 
  幾種現(xiàn)有總線 
  GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)總線 
  GPIB在70年代由惠普提出,然后批準(zhǔn)成為IEEE488標(biāo)準(zhǔn),成為業(yè)界接受的第一個(gè)程控通用儀器總線。用GPIB總線最多可同時(shí)連接14臺(tái)設(shè)備。線纜長(zhǎng)度最大為2米。由于歷史悠久,GPIB具有最廣泛的軟硬件支持。幾乎所有的獨(dú)立儀器都配有GPIB接口。GPIB測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡(jiǎn)單,有專為儀器控制所設(shè)計(jì)的接口信號(hào)和接插件,具有突出的堅(jiān)固性和可靠性。GPIB適合自動(dòng)化現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備、混合測(cè)控系統(tǒng)和特殊要求的專用儀器的系統(tǒng),缺點(diǎn)是無(wú)法提供多臺(tái)儀器同步和觸發(fā)的功能,在傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)帶寬不足。由于歷史悠久,GPIB總線現(xiàn)在依然活躍在市場(chǎng)上。 
  VXI(VMEbuseXtensionsforInstrumentation)總線 
  1987年VXI總線聯(lián)盟(VXIbus 
  Consortium)成立,VXI總線規(guī)范于1992年9月17日被IEEE標(biāo)準(zhǔn)局批準(zhǔn)為IEEE-1155-1992標(biāo)準(zhǔn)。VXI總線的出現(xiàn),將高級(jí)測(cè)量與測(cè)試應(yīng)用設(shè)備帶入模塊化領(lǐng)域,它擁有穩(wěn)定的電源、強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的RFI/EMI屏蔽。具有結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)(最新的3.0版規(guī)范總線帶寬提高到160Mbit/s)、定時(shí)和同步精確等特點(diǎn),適用于組建大、中規(guī)模的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和對(duì)速度、精度要求高的應(yīng)用場(chǎng)合。單個(gè)VXI卡箱最多可擴(kuò)展到13個(gè)槽位。VXI現(xiàn)在主要用于大型的ATE系統(tǒng)、航空、航天等國(guó)防軍工領(lǐng)域。 
  PXI總線 
  NI公司為首的PXISA(PXI系統(tǒng)聯(lián)盟)成立于1997年9月,在PXISA誕生的同時(shí),公布了PXI總線標(biāo)準(zhǔn)1.0版本和演示第一臺(tái)簡(jiǎn)單配置的PXI儀器。目前PXI已經(jīng)廣為接受,并且以年均20%的速度快速成長(zhǎng),儼然成為總線技術(shù)的未來(lái)領(lǐng)軍者。關(guān)于PXI總線的詳細(xì)內(nèi)容,另文將詳細(xì)介紹。 
  LXI總線 
  2004年9月成立的以安捷倫公司為首的LXI總線聯(lián)合體,2005年發(fā)布LXI標(biāo)準(zhǔn)1.0版本,并推出第一批LXI模塊。LXI總線的基礎(chǔ)設(shè)施是以太網(wǎng),通過(guò)高速以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)從局域至廣域的全球連網(wǎng),依靠IEEE1588精確定時(shí)協(xié)議獲得整個(gè)儀器系統(tǒng)的全球定時(shí)同步。目的是以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高速、實(shí)用的硬件和軟件構(gòu)建新一代的測(cè)試測(cè)量系統(tǒng),代替已使用四十年的IEEE488(或稱GPIB)總線。因?yàn)闇y(cè)試測(cè)量?jī)x器業(yè)和最終用戶都具有使用互聯(lián)網(wǎng)的熟練經(jīng)驗(yàn),對(duì)利用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)載體并無(wú)異議。但是對(duì)于IEEE1588協(xié)議的軟件定時(shí)同步存在疑問(wèn),因?yàn)闇y(cè)試測(cè)量?jī)x器業(yè)通用的GPIB、VXI、PXI總線都使用電纜和微帶線的硬線互連方式,獲得準(zhǔn)確的極短的定時(shí)同步和延時(shí)。 
  USB總線 
  USB(通用串行總線)作為PC機(jī)的外設(shè)總線,由于具有串行傳輸、即插即用、可熱插拔、配置方便、線纜和連接器簡(jiǎn)單、兼有直流供電、傳輸率最高480Mb/s、價(jià)格大眾化等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。測(cè)試測(cè)量?jī)x器的VXI、PXI總線都是借助電腦的通用外設(shè)總線擴(kuò)展而成,因?yàn)檫@類總線應(yīng)用面廣、性能價(jià)格比高,擴(kuò)大到儀器應(yīng)用具有事半功倍的效益。VXI、PXI總線的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)由模塊儀器組成的通信網(wǎng)絡(luò),它們用于單臺(tái)儀器并不具有優(yōu)勢(shì)。在單臺(tái)測(cè)試儀器中,USB已被供應(yīng)商和用戶認(rèn)可,將PC外設(shè)總線直接用作儀器總線。USB總線特性還在提高,一是無(wú)線USB(WUSB)標(biāo)準(zhǔn)己經(jīng)通過(guò),將可實(shí)現(xiàn)無(wú)線纜的儀器互連;二是USB的供電電流將從100mA提高到2A,便于更大功耗儀器的供電;三是再提高傳輸率,加快存儲(chǔ)媒體的數(shù)據(jù)交換能力。顯然,USB總線儀器將在中、小測(cè)試測(cè)量?jī)x器中擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 
  AXIe總線 
  2009年11月,安捷倫科技有限公司、艾法斯公司和TestEvolution公司聯(lián)合成立AXIe聯(lián)盟,并于2010年6月發(fā)布了AXIe1.0基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和AXIe3.1半導(dǎo)體測(cè)試擴(kuò)展技術(shù)。關(guān)于AXIe總線,另文詳細(xì)介紹。 
  發(fā)展趨勢(shì) 
  近日,安捷倫公司高調(diào)宣布將全面進(jìn)軍模塊化領(lǐng)域,并且一次性推出48款模塊化產(chǎn)品,其中包含3種全新的基于AXIe總線的產(chǎn)品及45種PXI總線產(chǎn)品。安捷倫的加入,無(wú)疑對(duì)模塊化測(cè)試市場(chǎng)帶來(lái)相當(dāng)大的沖擊,一方面將大幅加快模塊化產(chǎn)品在市場(chǎng)上的推廣力度,另一方面則是對(duì)現(xiàn)有眾多模塊化市場(chǎng)的廠商形成巨大的威脅。不管如何,安捷倫的加入從一個(gè)側(cè)面也說(shuō)明了模塊化已經(jīng)成為測(cè)試技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì),而模塊化技術(shù)的核心就是高速、可靠和功能強(qiáng)大的各種總線技術(shù)。 
  任何一種總線都有其在行業(yè)內(nèi)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),沒(méi)有一種總線會(huì)完美到可以取代其它任何的總線。因此,未來(lái)的總線市場(chǎng)不會(huì)是單純的誰(shuí)取代誰(shuí)。即使號(hào)稱兼容PXI和LXI兩大總線的AXIe總線,安捷倫也并不期望它能一統(tǒng)江湖。因應(yīng)技術(shù)的需要,現(xiàn)在的測(cè)試儀器和系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)采用支持多種總線,以發(fā)揮各自總線的優(yōu)勢(shì),特別是在日益復(fù)雜的合成儀器(SI)系統(tǒng)中更是如此。從工程師的角度來(lái)看,當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)時(shí),往往需要平衡多方面的因素,F(xiàn)在的產(chǎn)品變得越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)混合信號(hào)測(cè)試的要求也就越來(lái)越高,這樣就需要利用不同總線測(cè)試平臺(tái)的優(yōu)勢(shì),搭建一個(gè)混合的測(cè)試系統(tǒng)來(lái)滿足測(cè)試的需求。
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