軟件上都能予以支持并且能更和快速的開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用。因此，論使用任何總線。擁有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件平臺(tái)就顯得至關(guān)重要，能夠協(xié)助簡(jiǎn)化總線變化帶來的復(fù)雜性，并充分發(fā)揮不同總線的優(yōu)勢(shì)，讓用戶感覺就像在一個(gè)平臺(tái)下進(jìn)行開發(fā)那樣的簡(jiǎn)單和快捷。

儀器總線技術(shù)的發(fā)展歷來是工程師和科學(xué)家們?yōu)殛P(guān)心的局部。從上世紀(jì)60年代推出的于儀器控制的GPIB總線，測(cè)試丈量領(lǐng)域?，F(xiàn)在被廣泛使用的USBVXIPXI和推出的LXIPXIExpress不時(shí)涌現(xiàn)的新型總線技術(shù)在協(xié)助我工程師更快捷的完成丈量任務(wù)的

也引起了行業(yè)內(nèi)專家們廣泛爭(zhēng)論，同時(shí)。究竟哪一種總線將會(huì)主宰未來的測(cè)試丈量領(lǐng)域呢？1未來的趨勢(shì) 混合總線的測(cè)試系統(tǒng) 先讓我回顧一下歷史，無論是GPIB還是串口，都已經(jīng)在測(cè)試行業(yè)應(yīng)用超越了數(shù)十年，但至今仍有很多的工程師在繼續(xù)使用或購(gòu)買相應(yīng)的儀器。再來看看幾乎已經(jīng)退出PC歷史舞臺(tái)的ISA 總線

甚至有不少?gòu)S商還在生產(chǎn)基于ISA 總線的數(shù)據(jù)采集卡和GPIB控制卡，現(xiàn)在一些工控機(jī)里我仍舊可以看到ISA 插槽的身影。滿足一部分客戶的需求。可以說，任何一種總線都有其在行業(yè)內(nèi)*的優(yōu)勢(shì)

就是一個(gè)系統(tǒng)中集成多個(gè)自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的不同部件，包括PXI,沒有一種總線會(huì)到可以取代其它任何的總線。所謂混合總線的測(cè)試系統(tǒng)。PCI,GPIB,VXI,USB,LA N和LXI等不同的總線。從工程師的角度來看，

往往需要平衡多方面的因素?，F(xiàn)在產(chǎn)品變的越來越復(fù)雜，當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)。對(duì)混合信號(hào)測(cè)試的要求也就越來越高，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)來滿足測(cè)試的需求。例如您的系統(tǒng)可能需要像PXI和PCIExpress等模塊化儀器總線所提供的高吞吐量和優(yōu)良的集成性，同時(shí)也

完成一些特定的測(cè)試功能。此外，可能需要基于USB或者LA N包括LXI分立式儀器。使用混合的系統(tǒng)，工程師們可以很容易的現(xiàn)有的系統(tǒng)上進(jìn)行升級(jí)或是添加新的部件，而無需重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)

這樣的混合系統(tǒng)對(duì)軟件的架構(gòu)提出了更高的要求，同時(shí)。希望無論是驅(qū)動(dòng)服務(wù)層還是應(yīng)用軟件層都能對(duì)不同的總線平臺(tái)進(jìn)行無縫的支持，也就是說，一個(gè)統(tǒng)一的軟件架構(gòu)將成為整個(gè)混合測(cè)試系統(tǒng)的核心。如

未來測(cè)試系統(tǒng)的趨勢(shì)也將是基于混合總線的測(cè)試系統(tǒng)。而同時(shí)，軟件會(huì)在這樣多廠商、多總線的混合系統(tǒng)中體現(xiàn)其核心的地位。2外部總線 GPIB,圖1圖1典型的混合總線測(cè)試系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu) 因此我看到這些總線將會(huì)長(zhǎng)期的共存。Serial,IEEE1394FireWir,USB,LA N以及LXI測(cè)試丈量行

外部總線主要提供激進(jìn)分立式儀器與PC之間的互連性，業(yè)。因此我又通常將這一類總線稱之為分立儀器總線。每一種總線針對(duì)不同的應(yīng)用都有其*的優(yōu)勢(shì)，譬如說GPIB作為成熟的總線技術(shù)，擁有廣泛的可供選擇的儀器種

用戶可以自由的選擇適合自己應(yīng)用的總線連接技術(shù)。GPIBSerial和Firewir都已經(jīng)是廣大工程師所熟知的總類；使用USB用戶可以充分利用其即插即用的特性；而使用LA N/LXI可以滿足用戶分布式應(yīng)用和遠(yuǎn)距離儀器通訊的需求。根據(jù)對(duì)測(cè)量功能、帶寬、傳輸延遲、性能和易連接性等的不同需求。

就不一一贅述了這里要和大家一起討論的幾種較新的分立儀器總線技術(shù)。USBUniversSerialBuUSB因?yàn)槠湓赑C機(jī)上的廣泛使用、即插即用的易用性和USB2.0高達(dá)480Mbits/傳輸速率，線技術(shù)。也逐漸的成為

也使得工程師可以很方便的將基于USB丈量?jī)x器連接到整個(gè)系統(tǒng)中。但是USB儀器控制方面亦有一些缺點(diǎn)。比如說USB排線儀器控制的主流總線技術(shù)。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上的USB口越來越多。

惡劣的環(huán)境下，沒有工業(yè)規(guī)范的規(guī)格?？赡茉斐蓴?shù)據(jù)的丟失；此外，USB對(duì)排線的距離也有一定的限制。LA N和LXILA N作為一種成熟的技術(shù)，數(shù)年前就已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各種測(cè)試系統(tǒng)，如遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)分析儀和數(shù)據(jù)

并特別適用于分布式的系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，記錄儀等。*激進(jìn)儀器原來在這方面的空白。作為VXIbu規(guī)范的一部分，當(dāng)時(shí)的VXI-11規(guī)范就定義了網(wǎng)絡(luò)儀器通過TCP/IP進(jìn)行控制器和設(shè)備之間通訊的一

重新定義了一系列基于LA N儀器類，系列規(guī)范。LXILA NeXtensforInstrument總線規(guī)范源于美國(guó)軍方應(yīng)用的需求。其中包括基于現(xiàn)成的IEEE1588技術(shù)的定時(shí)指標(biāo)和可選的LXI觸發(fā)總線。但歸根結(jié)底，L

只是將多種現(xiàn)有的技術(shù)（如LA NIEEE1588等）重新整合成一種新的規(guī)范，XI儀器還是一種基于LA N分立式儀器。并沒有太多技術(shù)上的革新。此外，LXI目前主要還是針對(duì)美國(guó)軍方的一些測(cè)量

還沒有在工業(yè)界得到普及，應(yīng)用。市場(chǎng)上真正可供選擇的LXI儀器也很有限。無論是LA N還是LXI因?yàn)槎际腔谝蕴W(wǎng)的通訊方式，以太網(wǎng)自身的一些缺陷還是會(huì)存在如需要人工配置IP地址，如何解決IP地址的抵觸問題等；此外，數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)的完整性和平安性等都是需要進(jìn)一步探討的問題。這里我還要簡(jiǎn)單

保證了所有設(shè)備中的任何事件介紹一下被LXI所采用的新型時(shí)間同步協(xié)議：IEEE1588提供了規(guī)范的方法用于在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)的設(shè)備同步。協(xié)議將從設(shè)備的時(shí)鐘和主設(shè)備的時(shí)鐘進(jìn)行同步。

和時(shí)間標(biāo)志都使用同一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。使用IEEE1588進(jìn)行設(shè)備同步需要分兩步：1根據(jù)佳主時(shí)鐘算法確定哪個(gè)設(shè)備將提供主時(shí)鐘；2丈量和修正由于時(shí)鐘的偏移量（offset和網(wǎng)絡(luò)延遲（networkdelai造成的時(shí)

IEEE1588時(shí)鐘同步的精度還取決于許多的因素。如主從時(shí)鐘的時(shí)鐘頻率、時(shí)鐘的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。此外，間誤差?，F(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中。網(wǎng)絡(luò)通訊中許多的變數(shù)都會(huì)或多或少的影響到同步的精度。當(dāng)我打開現(xiàn)代PC機(jī)箱，會(huì)發(fā)現(xiàn)顯卡往往是基于高帶寬的PCIAGP或是的PCIExpressx16總線，很少能見

一臺(tái)分立式儀器雖然在外部提供了USBEthernet/LA N以及RS-232等接口用于和PC通訊，基于USBEthernet等外部總線的顯卡；同樣。但儀器內(nèi)部還是使用了PCI總線用于內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸。上面的兩個(gè)例子都使用了

因?yàn)橄馪CI這樣的內(nèi)部總線，內(nèi)部總線用于海量數(shù)據(jù)的傳輸。相比于外部總線，能夠提供更高的總線帶寬和更低的傳輸延遲（見圖2接下來就讓我來討論一下一些常見的內(nèi)部總線。圖2相比

內(nèi)部總線具有較高的總線帶寬和較低的傳輸延遲 3內(nèi)部總線 VXI,于外部總線。PCI/PXI,PCIExpress和PXIExpress內(nèi)部總線，也稱之為模塊化儀器總線，提供了開放的多廠商聯(lián)合的規(guī)范和靈活的

解決不同的應(yīng)用需求。這樣的儀器不只具有更好的集成性和可擴(kuò)展性，軟件來創(chuàng)建用戶自定義的儀器。同時(shí)提供更佳的軟件靈活性。如上圖所示，內(nèi)部總線具有的高帶寬特性對(duì)于高速流盤和激勵(lì)/響應(yīng)測(cè)試的應(yīng)用來

而低延遲則決定了少量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的測(cè)試時(shí)間，如對(duì)數(shù)據(jù)傳輸延遲要求較高的數(shù)字萬(wàn)用表+開關(guān)的掃描測(cè)試。罕見的內(nèi)部總線包括VXI,說至關(guān)重要。PCI/PXI,PCIExpress和PXIExpress等。VXI和PCI/PXIVXIVMEb

勝利地減小了激進(jìn)儀器系統(tǒng)的尺寸并提高了系統(tǒng)集成化的水平，ueXtensforInstrument早引入模塊化儀器概念的總線。主要用于滿足自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用的需要，并已勝利應(yīng)用于軍用航空的測(cè)試和制

由于VXI價(jià)格高貴且基于過時(shí)的VME總線，造業(yè)的測(cè)試等。然而。而現(xiàn)代計(jì)算機(jī)又不支持這種總線結(jié)構(gòu)；隨同著PXIPCIeXtensforInstrument總線的推出，VXI*逐漸的減小，而PXI增長(zhǎng)

早已在數(shù)年前超過VXI成為模塊化測(cè)試測(cè)量的主流技術(shù)。PXI因?yàn)榛谟字傻腜CI總線技術(shù)，卻勢(shì)不可擋。和VXI相比，具有更快的總線傳輸速率（132MB/vs40MB/更小的體積以及更好的性能價(jià)格比。此外，PXI能夠

得益于軟件的靈活性和不斷更新的模塊化硬件，提供納秒級(jí)的定時(shí)和同步功能以及堅(jiān)固的工業(yè)特性。后。用戶可以少的投資隨時(shí)升級(jí)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。如此優(yōu)良的擴(kuò)展性，靈活的軟件架構(gòu)使得基于PXI

即使132MB/PCI總線帶寬也難以滿足許多新興應(yīng)用的需求。因此PCI-SIGPCI總線規(guī)范的制訂實(shí)體）模塊化儀器平臺(tái)的系統(tǒng)集成變得更加的普遍。PCIExpress現(xiàn)在基于PC測(cè)試應(yīng)用對(duì)于總線帶寬的要求越來越高。

PCIExpress堅(jiān)持了與PCI總線的軟件推出了新一代的高速內(nèi)部總線：PCIExpress作為對(duì)PCI總線的一個(gè)革新。

并用高速串行總線代替了保守的并行總線。PCIExpress通過多通道差分信號(hào)來實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字的傳輸，兼容性。每一個(gè)傳輸方向的一個(gè)通道就可提供250MB/帶寬，組合多個(gè)通道（x16高可達(dá)4GB/傳

PCIExpress因?yàn)椴捎昧说能浖軜?gòu)*確保了和現(xiàn)有PCI軟件兼容性輸速率。與PCI總線上所有設(shè)備共享帶寬的方式不同的每個(gè)PCIExpress設(shè)備都享有一個(gè)的帶寬來保證數(shù)據(jù)通路的疏通無阻（見圖3此外。

PCIExpress核心芯片（PCIExpressx4Switch利息將在2008年降到大約每片2.4美金，據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)。同時(shí)借鑒PCI總線在現(xiàn)今市場(chǎng)的巨大勝利，因此很多專家都預(yù)測(cè)PCIExpress將在未來成為高速

PCIExpress總線的推出使得許多高速的測(cè)試應(yīng)用變?yōu)榭赡?，總線的主流趨勢(shì)。對(duì)于測(cè)試丈量領(lǐng)域而言。例如每秒高達(dá)幾百幀的圖像采集與存儲(chǔ)、上GHz數(shù)字化儀和信號(hào)發(fā)生器，數(shù)字通訊協(xié)議的測(cè)試與驗(yàn)證等等，因此

為工程師們帶來更高的性能和更快的速度。圖3所有PCIExpress插槽具有的帶寬來連接PC內(nèi)存，有理由預(yù)見PCIExpress總線將在未來成為新一代的模塊化儀器總線。無需像傳統(tǒng)PCI那樣共享帶

使得PXI測(cè)試丈量領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。如今將的PCIExpress技術(shù)融入到PXI規(guī)范中，寬 PXIExpress使用幼稚的PCI技術(shù)大幅推動(dòng)了PXI總線的發(fā)展。使得新型的PXIExpress總線可以協(xié)助工程師滿足更多的應(yīng)用需

通過在背板使用PCIExpress技術(shù)，求。PXISA *組織已在2005年第三季度正式推出了PXIExpress軟硬件規(guī)范。PXIExpress能夠?qū)捳岣?5倍，從原來PXI132MB/提高到現(xiàn)在6GB/同時(shí)保

使得PXIExpress能夠進(jìn)入到更多以往被儀器所統(tǒng)制的一些應(yīng)用領(lǐng)域，持了和原來PXI模塊在軟硬件上的兼容性。如此性能的提升。如中頻乃至射頻的數(shù)字化儀、通訊協(xié)議的驗(yàn)證等。由于PCIExpress和PCI之間的軟

PXIExpress同樣可以沿用以往PXI提供的規(guī)范軟件架構(gòu)。為了提供硬件的兼容性，件兼容性。的CompactPCIExpress規(guī)范定義了混合的插槽用來同時(shí)支持基于PCI或PCIExpress架構(gòu)的模塊。通過融合的商業(yè)技

使用戶能夠術(shù)：PCIExpress將在不久的未來看到全新模塊化儀器總線PXIExpress為用戶帶來的技術(shù)和高速性能。4軟件是核心 使用統(tǒng)一的軟件平臺(tái) 混合系統(tǒng)作為測(cè)試丈量領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

同時(shí)能使用現(xiàn)有的分立式儀器進(jìn)行一些特殊的丈量。而軟件對(duì)于這樣多廠商，不只享受模塊化儀器的高速和靈活性。多總線的混合系統(tǒng)顯得尤為的重要。擁有一個(gè)統(tǒng)一的軟件架構(gòu)能夠大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)編程的復(fù)雜性，并

底層的硬件使用了包括PXIGPIBLXI等多種測(cè)試總線，防止不同儀器之間帶來的兼容性問題。圖1混合系統(tǒng)中。而在上層卻是一個(gè)由丈量和控制服務(wù)層和應(yīng)用開發(fā)層組成的統(tǒng)一的軟件架構(gòu)。丈量和控

用于連接軟件和硬件并簡(jiǎn)化硬件配置局部的測(cè)試代碼。為了將硬件無縫的集成到軟件中去，制服務(wù)層包含靈活的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。工程師們希望能夠有高性能、易于編程且繼續(xù)可升級(jí)的API來幫助開發(fā)。VISA Virtua

并且獨(dú)立于您所使用的儀器總線。無論是使用PXI,lInstrumentSoftwarArchitectur規(guī)范就是提供了這樣一種通用的API負(fù)責(zé)和驅(qū)動(dòng)軟件進(jìn)行通訊。VXI,GPIB,LA N還是LXI總線，VISA 都提供了規(guī)范的

同時(shí)從軟件上保證了總線之間的互換性。此外，函數(shù)庫(kù)和儀器進(jìn)行通訊。網(wǎng)上超越4000種可供下載的儀器驅(qū)動(dòng)可以協(xié)助您簡(jiǎn)化儀器功能的復(fù)雜性，快速的開發(fā)儀器驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。作為儀器驅(qū)動(dòng)的另一種標(biāo)準(zhǔn)，IVIInterchan

對(duì)于一些的儀器類，gVirtualInstrument規(guī)范定義了通用儀器的互換性。如示波器，信號(hào)源等，您可以隨意的將現(xiàn)在使用的儀器換成一臺(tái)其他生產(chǎn)廠家、甚至是其他總線的另一臺(tái)同類的儀器，而不

總是希望使用符合行業(yè)規(guī)范的軟件開發(fā)環(huán)境來進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)軟件的開發(fā)。LabVIEW作為一個(gè)專為測(cè)試丈量設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言，需要修改任何的軟件測(cè)試代碼。應(yīng)用開發(fā)層。使用了工程師們熟悉的圖形化的編

能夠協(xié)助用戶和快速的開發(fā)測(cè)試應(yīng)用。隨同著LabVIEW8推出，程方式。使用LabVIEW進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和儀器控制的功能被進(jìn)一步的加強(qiáng)，的項(xiàng)目管理和分布式智能更是適合混合測(cè)試系統(tǒng)的軟件開發(fā)。目前

除了LabVIEW用戶也可以根據(jù)自己的喜好，LabVIEW已逐漸地成為測(cè)試丈量行業(yè)規(guī)范的軟件開發(fā)平臺(tái)。當(dāng)然。選擇其他編程語(yǔ)言，如LabWindows/CVIVBC++等進(jìn)行開發(fā)。軟件就是核心，LabVIEW加上標(biāo)

協(xié)助工程師簡(jiǎn)化軟件的復(fù)雜性，更好的發(fā)揮混合測(cè)試系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。5總結(jié) 當(dāng)今的測(cè)試丈量領(lǐng)域，無論是經(jīng)久不衰的激進(jìn)儀器總線準(zhǔn)的丈量和控制服務(wù)（如VISA ,IVI等）就構(gòu)成了這樣一個(gè)統(tǒng)一的軟件平臺(tái)。

都會(huì)在未來共存，還是新型高速的模塊化儀器總線技術(shù)?；蛟S只是*大小和應(yīng)用需求不同的分別。也將看到越來越多的基于多種總線的混合測(cè)試系統(tǒng)，工程師們終在乎的不再是使用何種總線，而是無