VXI总线自动测试系统的集成
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的集成
周 翔 宁
（ 南京 信 息职 业技 术 学院 ，江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ２ ） 摘 要 ：介 绍 了Ｖ Ｘ Ｉ 总线 的特 点 及其 系统 构 成 ，分析 了系统 集成 时应注 意 的要素 ， 指 出零 槽控 制 器和 系统 开发 软件 平 台所 处 的地位 关键 字 ：Ｖ Ｘ Ｉ 总线 ； 测试 系统 ’
Ｖ Ｘ Ｉ 系统集 成时， 须考虑 以下步骤 ： 确定系 统 目标 ；选 择软件 和 Ｖ Ｘ ｌ ｐ ｌ ｕ ｇ ＆ ｐ ｌ ａ ｙ 架构；选择零槽控制器 ；Ｖ Ｘ Ｉ 仪器模块；选择主机箱；方 案优化和系统集成。其重点是零槽控制器和软件的选择。现讨论如下： （ １ ） 选择零槽控制器 ， 在Ｖ Ｘ Ｉ 系统中可 以同时集成Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 接 口仪器和数据采集板， 也可以仅 包含Ｖ Ｘ Ｉ 仪器模块 。根据不同用途应当选择适合 的零槽控制器方案 ， 以 实现最佳的性能价格比。零槽控制器方案分为嵌入式和外挂式两种。 （ ２ ） 选择软件 软件是Ｖ Ｘ ｌ 总线 系统 的灵魂， Ｖ Ｘ Ｉ 系统最大的优越性是为实现虚拟
在 多机箱 中， 其间的连接方式又分为 网络式和总线扩展式。总线扩展式 方式包括Ｍ Ｘ Ｉ 总线、Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 总线和 串行 总线 （ Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ， Ｒ Ｓ 一 ４ ２ ２ ） ；从计算机 所 处位置看 ， 分为外置 式和嵌入式 。若对系统体积无要求采用外置式， 否则， 则采用嵌入式。 （ ２ ） 机箱 ： Ｖ Ｘ Ｉ 总线主机箱必须符合 四种尺寸类别之一 ： ａ ） 提供Ｊ １ 背板、并只准Ａ 尺寸模块的主机箱称 “ Ａ 尺 寸”主机箱， 它 与Ｖ 旺总线机箱规定相符 。 ｂ ） 最大允许插 尺寸模块的主机箱称 “ Ｂ 尺寸”主机箱， 它与Ｖ Ｍ Ｅ 总线机箱规定相符 。 ｃ ） 最大允许插入ｃ 尺寸模块的主机箱称 “ Ｃ 尺寸 ”主机箱。Ｊ １ 背板 是必需的， Ｊ ２ 背板是任选 的。 ｄ ） 最大允许插入Ｄ 尺寸模块的主机箱称 “ Ｄ Ｎ寸”主机箱 。Ｊ １ 背板 是必 需的， Ｊ ２ 和Ｊ ３ 背板是任选的 （ ３ ） 模块仪器 ： Ｖ Ｘ Ｉ 模块产品很多， 主要分为以下３ 个方面 ： ａ ） 测试仪器 ： 包括数字万用表、数字示波器、逻辑分析仪 （ 数字 Ｉ ／ Ｏ ） 、频谱分析仪 、频率计数器 、功率计、变频器 、衰减器、多路Ａ ／ Ｄ 变 换器和多路调理器等 ； ｂ ） 激励源 ： 包括任意波形发生器、脉冲发生器、噪声发生器、频率 合成器和多路Ｄ ／ Ａ 变换器等： Ｃ ） 开关／ 多路复用器 ： 包括射频多路复用器、微波开关、继电器 多 路复用器、矩 阵开关、光测试开关和通用开关等 。 ２ ．测 试系统的硬件 Ｖ Ｘ Ｉ 总线 自动测试系统硬件是组建Ｖ ｘ Ｉ 总线 自动测试系统的关键 。 合理 的硬件配置 能获得最佳的性能价格 比，并使系统具有 良好 的兼容 性，易于编程和 升级，为 系统集成带来很大方便 。根据测试系统的控 制方式 ，常用的Ｖ Ｘ Ｉ 总线 自动测试系统的硬件方案可分为 以下三种 ： （ １ ） Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 总线控制方式 的硬件方案 该系统的硬件主要包括插入通用计算机的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 接口 板 ，位于Ｖ Ｘ Ｉ 主 机箱零槽的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ — Ｖ Ｘ Ｉ 模块，Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 电缆以及 仪器模块 。其中零槽 的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ － Ｖ Ｘ Ｉ 模块 起Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 和Ｖ Ｘ Ｉ 总线翻译器 的作用 。该方案的优点是可 以利用熟 悉的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 技术 ，象控制一台Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 仪器那样控， Ｏ ｖ ｘ ｉ 仪器 这种方案的缺点是，Ｖ Ｘ ｌ 总线具有强大的数据 吞吐能力，它的ｃ 尺 寸机箱背板的总线数据传输速率可ｉ ２ ￣ ４ ０ Ｍ ｂ ｙ ｔ ｅ ／ ｓ 。而Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 总线的标准数 据传输速率为ｉ Ｍ ｂ ｙ ｔ ｅ ／ ｓ ，远远低于Ｖ Ｘ ｌ 总线 。因此，形成整个测试系统 的数据交换的瓶颈效应，严重地制约了Ｖ Ｘ Ｉ 性能 的发挥 。 （ ２ ） Ｍ Ｘ ｌ 总线控制方式的硬件方案 该系统的硬件主要包括插人通用计算机 的接 口板，位 于Ｖ Ｘ Ｉ 主机箱 的Ｖ Ｘ Ｉ － Ｍ Ｘ ｌ 模块，Ｍ Ｘ Ｉ 电缆 以及仪器模块 。 （ ３ ） 嵌入式计算机控制方式 的硬件方案 这种方案是将一 台计算机嵌人Ｖ Ｘ ｌ 主机箱零槽中，应用时只需接上 显示器、键盘和鼠标等外设即可实现Ｖ Ｘ Ｉ 控制 显然这种方案具有体积 小，电磁 兼容性好 等特 点。更重要 的是计算机直接与背板总线连接能 使数 据传输速率 最快 。这种方案 的缺点是受到计算机性能的限制、升
Ｖ Ｘ Ｉ 总线技术是８ Ｏ 年代末期国际上 出现的测控领域 的新技术。与其 它总线相 比，它具有高可靠性、数据 吞吐量大 、数传方式灵活 、独特 的仪器总线和标准化程度高等特点。Ｖ Ｘ Ｉ 总线技术首先在航空、航天和 军事等领 域应用，并己向通信 、能源和 医疗等领域普及 。目前 ，国际 上许多厂家 己生产了上千种Ｖ Ｘ ｌ 产品，工程技术人员可选择这些产 品集 成Ｖ Ｘ ｌ 总线 自动测试系统 。本文总结我们的经验，对系统集成过程 中常 出现 的共性 问题进行讨论。 １ ．Ｖ ｘ Ｉ 总线系统的构成 Ｖ Ｘ Ｉ 总线系统 的基本构成 可分为计算机及 软件 、机箱和模块仪器三 部分 。 （ １ ） 计算机及软件 ： 组建Ｖ Ｘ Ｉ 总线系统， 从 系统规模方面看 ， 分为多机箱和单机箱两种。
级不灵活和高价格等 。 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 控制方式 的硬件方案适用于对总线控制实 时性要求不高 ，并 需要在系统中集成 较多Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 仪器的场合；由于嵌人 式控制方式的硬件 方案在系统的紧凑性 、数据传输速率和电磁兼容方面具有优势 ，因而 在性能要求较高和投资较大的场合倍受青睐；Ｍ Ｘ Ｉ 控制方式的硬件方案 具有较高的性能价格 比，便于系统扩展和升级，适合于在各种实验室 中组建 系 统 。 ３ ． 系统集成
周 翔 宁
（ 南京 信 息职 业技 术 学院 ，江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ２ ） 摘 要 ：介 绍 了Ｖ Ｘ Ｉ 总线 的特 点 及其 系统 构 成 ，分析 了系统 集成 时应注 意 的要素 ， 指 出零 槽控 制 器和 系统 开发 软件 平 台所 处 的地位 关键 字 ：Ｖ Ｘ Ｉ 总线 ； 测试 系统 ’
Ｖ Ｘ Ｉ 系统集 成时， 须考虑 以下步骤 ： 确定系 统 目标 ；选 择软件 和 Ｖ Ｘ ｌ ｐ ｌ ｕ ｇ ＆ ｐ ｌ ａ ｙ 架构；选择零槽控制器 ；Ｖ Ｘ Ｉ 仪器模块；选择主机箱；方 案优化和系统集成。其重点是零槽控制器和软件的选择。现讨论如下： （ １ ） 选择零槽控制器 ， 在Ｖ Ｘ Ｉ 系统中可 以同时集成Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 接 口仪器和数据采集板， 也可以仅 包含Ｖ Ｘ Ｉ 仪器模块 。根据不同用途应当选择适合 的零槽控制器方案 ， 以 实现最佳的性能价格比。零槽控制器方案分为嵌入式和外挂式两种。 （ ２ ） 选择软件 软件是Ｖ Ｘ ｌ 总线 系统 的灵魂， Ｖ Ｘ Ｉ 系统最大的优越性是为实现虚拟
在 多机箱 中， 其间的连接方式又分为 网络式和总线扩展式。总线扩展式 方式包括Ｍ Ｘ Ｉ 总线、Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 总线和 串行 总线 （ Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ， Ｒ Ｓ 一 ４ ２ ２ ） ；从计算机 所 处位置看 ， 分为外置 式和嵌入式 。若对系统体积无要求采用外置式， 否则， 则采用嵌入式。 （ ２ ） 机箱 ： Ｖ Ｘ Ｉ 总线主机箱必须符合 四种尺寸类别之一 ： ａ ） 提供Ｊ １ 背板、并只准Ａ 尺寸模块的主机箱称 “ Ａ 尺 寸”主机箱， 它 与Ｖ 旺总线机箱规定相符 。 ｂ ） 最大允许插 尺寸模块的主机箱称 “ Ｂ 尺寸”主机箱， 它与Ｖ Ｍ Ｅ 总线机箱规定相符 。 ｃ ） 最大允许插入ｃ 尺寸模块的主机箱称 “ Ｃ 尺寸 ”主机箱。Ｊ １ 背板 是必需的， Ｊ ２ 背板是任选 的。 ｄ ） 最大允许插入Ｄ 尺寸模块的主机箱称 “ Ｄ Ｎ寸”主机箱 。Ｊ １ 背板 是必 需的， Ｊ ２ 和Ｊ ３ 背板是任选的 （ ３ ） 模块仪器 ： Ｖ Ｘ Ｉ 模块产品很多， 主要分为以下３ 个方面 ： ａ ） 测试仪器 ： 包括数字万用表、数字示波器、逻辑分析仪 （ 数字 Ｉ ／ Ｏ ） 、频谱分析仪 、频率计数器 、功率计、变频器 、衰减器、多路Ａ ／ Ｄ 变 换器和多路调理器等 ； ｂ ） 激励源 ： 包括任意波形发生器、脉冲发生器、噪声发生器、频率 合成器和多路Ｄ ／ Ａ 变换器等： Ｃ ） 开关／ 多路复用器 ： 包括射频多路复用器、微波开关、继电器 多 路复用器、矩 阵开关、光测试开关和通用开关等 。 ２ ．测 试系统的硬件 Ｖ Ｘ Ｉ 总线 自动测试系统硬件是组建Ｖ ｘ Ｉ 总线 自动测试系统的关键 。 合理 的硬件配置 能获得最佳的性能价格 比，并使系统具有 良好 的兼容 性，易于编程和 升级，为 系统集成带来很大方便 。根据测试系统的控 制方式 ，常用的Ｖ Ｘ Ｉ 总线 自动测试系统的硬件方案可分为 以下三种 ： （ １ ） Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 总线控制方式 的硬件方案 该系统的硬件主要包括插入通用计算机的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 接口 板 ，位于Ｖ Ｘ Ｉ 主 机箱零槽的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ — Ｖ Ｘ Ｉ 模块，Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 电缆以及 仪器模块 。其中零槽 的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ － Ｖ Ｘ Ｉ 模块 起Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 和Ｖ Ｘ Ｉ 总线翻译器 的作用 。该方案的优点是可 以利用熟 悉的Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 技术 ，象控制一台Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 仪器那样控， Ｏ ｖ ｘ ｉ 仪器 这种方案的缺点是，Ｖ Ｘ ｌ 总线具有强大的数据 吞吐能力，它的ｃ 尺 寸机箱背板的总线数据传输速率可ｉ ２ ￣ ４ ０ Ｍ ｂ ｙ ｔ ｅ ／ ｓ 。而Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 总线的标准数 据传输速率为ｉ Ｍ ｂ ｙ ｔ ｅ ／ ｓ ，远远低于Ｖ Ｘ ｌ 总线 。因此，形成整个测试系统 的数据交换的瓶颈效应，严重地制约了Ｖ Ｘ Ｉ 性能 的发挥 。 （ ２ ） Ｍ Ｘ ｌ 总线控制方式的硬件方案 该系统的硬件主要包括插人通用计算机 的接 口板，位 于Ｖ Ｘ Ｉ 主机箱 的Ｖ Ｘ Ｉ － Ｍ Ｘ ｌ 模块，Ｍ Ｘ Ｉ 电缆 以及仪器模块 。 （ ３ ） 嵌入式计算机控制方式 的硬件方案 这种方案是将一 台计算机嵌人Ｖ Ｘ ｌ 主机箱零槽中，应用时只需接上 显示器、键盘和鼠标等外设即可实现Ｖ Ｘ Ｉ 控制 显然这种方案具有体积 小，电磁 兼容性好 等特 点。更重要 的是计算机直接与背板总线连接能 使数 据传输速率 最快 。这种方案 的缺点是受到计算机性能的限制、升
Ｖ Ｘ Ｉ 总线技术是８ Ｏ 年代末期国际上 出现的测控领域 的新技术。与其 它总线相 比，它具有高可靠性、数据 吞吐量大 、数传方式灵活 、独特 的仪器总线和标准化程度高等特点。Ｖ Ｘ Ｉ 总线技术首先在航空、航天和 军事等领 域应用，并己向通信 、能源和 医疗等领域普及 。目前 ，国际 上许多厂家 己生产了上千种Ｖ Ｘ ｌ 产品，工程技术人员可选择这些产 品集 成Ｖ Ｘ ｌ 总线 自动测试系统 。本文总结我们的经验，对系统集成过程 中常 出现 的共性 问题进行讨论。 １ ．Ｖ ｘ Ｉ 总线系统的构成 Ｖ Ｘ Ｉ 总线系统 的基本构成 可分为计算机及 软件 、机箱和模块仪器三 部分 。 （ １ ） 计算机及软件 ： 组建Ｖ Ｘ Ｉ 总线系统， 从 系统规模方面看 ， 分为多机箱和单机箱两种。
级不灵活和高价格等 。 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 控制方式 的硬件方案适用于对总线控制实 时性要求不高 ，并 需要在系统中集成 较多Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 仪器的场合；由于嵌人 式控制方式的硬件 方案在系统的紧凑性 、数据传输速率和电磁兼容方面具有优势 ，因而 在性能要求较高和投资较大的场合倍受青睐；Ｍ Ｘ Ｉ 控制方式的硬件方案 具有较高的性能价格 比，便于系统扩展和升级，适合于在各种实验室 中组建 系 统 。 ３ ． 系统集成