儀器總線發(fā)展趨勢(shì)

　　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?？偩€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(General Purpose Interface Bus)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(VMEbus eXtensions for Instrumentation)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)。