基于VISA技術(shù)與LXI總線的測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣冬婷

（海裝重慶局，四川　成都　610036）

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基于VISA技術(shù)與LXI總線的測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣冬婷

（海裝重慶局，四川成都610036）

摘要：本文分析了基于VISA技術(shù)的虛擬儀器的特點(diǎn)和新一代測(cè)試總線LXI的各種優(yōu)點(diǎn)，提出了如何將基于VISA的虛擬儀器與LXI技術(shù)相結(jié)合，形成新型的測(cè)試系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)約成本，縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高科研生產(chǎn)效率的目的。

關(guān)鍵詞：VISA；虛擬儀器；LXI

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代儀器的面貌發(fā)生了很大的改變。這種使用個(gè)人計(jì)算機(jī)的圖形軟件來(lái)處理和顯示測(cè)量結(jié)果的能力，被稱作為“虛擬儀器”。進(jìn)入新的計(jì)算機(jī)時(shí)代，人們對(duì)分布式測(cè)量技術(shù)提出了更高的要求，更加重視測(cè)量過(guò)程的便捷和靈活性以及測(cè)量的速度，從而誕生了一種新型儀器平臺(tái)LXI，這是一種基于以太網(wǎng)技由中小型總線模塊組成的新型儀器測(cè)量平臺(tái)［1］。

1　GPIB、VXI和PXI平臺(tái)儀器

GPIB是為分立式儀器及系統(tǒng)互連設(shè)計(jì)的一種開(kāi)放式通用數(shù)字接口總線。30多年來(lái)，GPIB儀器基本沒(méi)有改進(jìn)。在新的計(jì)算機(jī)時(shí)代，GPIB儀器的不足慢慢暴露出來(lái)，LXI總線的最大特點(diǎn)就是基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)，由于現(xiàn)在的以太網(wǎng)技術(shù)比現(xiàn)有許多計(jì)算機(jī)的并行、串行總線技術(shù)成熟得多，以太網(wǎng)錯(cuò)誤檢測(cè)、長(zhǎng)距離互聯(lián)、故障定位、樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及高通信數(shù)據(jù)率等技術(shù)都比并行串口的計(jì)算機(jī)優(yōu)越［2］。

LXI測(cè)試儀器與傳統(tǒng)的測(cè)試儀器相比，具備了以下優(yōu)勢(shì)：①模塊操作靈活，可以單獨(dú)作為系統(tǒng)使用，也可以作為儀器的一部分分布使用；②集成更為方便，不需要專用的臺(tái)式計(jì)算機(jī)，節(jié)省成本和縮小了系統(tǒng)的體積；③具有以太網(wǎng)的功能性和靈活性；④LXI因?yàn)樾枰~外的插卡，由總線插卡出現(xiàn)問(wèn)題可以有效避免的現(xiàn)象，而且也有利于后期排故；⑤具有VXI、PXI的性能，GPIB的易用性；⑥LXI比以往的臺(tái)式計(jì)算機(jī)節(jié)約成本，在軍用和民用上都可以使用，使用空間增大，采用現(xiàn)存測(cè)試總線技術(shù)，新的成本低于相應(yīng)的臺(tái)式儀器和VXI、PXI儀器；⑦便于研發(fā)人員實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)試的研發(fā)，縮短了整個(gè)系統(tǒng)的研發(fā)周期，也有效節(jié)約了成本［3］。

2　虛擬儀器的特點(diǎn)

虛擬儀器是利用高效、靈活的軟件，結(jié)合高性能的模塊化硬件，來(lái)完成各種自動(dòng)化和測(cè)試的應(yīng)用，其有四大優(yōu)勢(shì)。

2.1性能高

虛擬儀器技術(shù)完全“繼承”了以現(xiàn)在PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，也是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)在不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也使得虛擬儀器的發(fā)展顯現(xiàn)了更大的優(yōu)勢(shì)。

2.2可擴(kuò)展性強(qiáng)

NI的軟硬件工具使得我們不再局限于當(dāng)前的技術(shù)中，只需更新計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)，極大限度地減少了開(kāi)發(fā)的成本。

2.3縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間

在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩方面，虛擬儀器的軟件架構(gòu)能與計(jì)算機(jī)、測(cè)試儀器等結(jié)合在一起，從而縮短了配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改的時(shí)間。

2.4無(wú)縫集成

“軟件就是儀器”這句話概括了虛擬儀器的無(wú)縫集成的本質(zhì)，儀器通過(guò)為所有的I/O設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，單個(gè)系統(tǒng)中集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備，使得系統(tǒng)變得簡(jiǎn)易。

3　新一代測(cè)試儀器的架構(gòu)

目前，主要采用以GPIB作為接口總線的測(cè)試設(shè)備，為了充分利用已有的測(cè)試儀器和測(cè)試總線，所以設(shè)計(jì)了基于VISA和LXI技術(shù)的新一代測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)合了虛擬儀器和LXI總線的優(yōu)點(diǎn)。一方面，利用PC機(jī)本身的接口作為虛擬儀器的硬件接口，包含了在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)大量使用的GPIB總線，使程序做到與硬件接口無(wú)關(guān)，與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)；另一方面，隨著信息化技術(shù)的加強(qiáng)，為了切實(shí)提高科研生產(chǎn)中測(cè)試的效率，系統(tǒng)將著手開(kāi)發(fā)LXI模塊，該模塊除了可以直接接入LXI設(shè)備外，其他總線測(cè)試設(shè)備也可以通過(guò)該模塊接入到測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中來(lái)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，組織閑散的測(cè)試儀器，提高測(cè)試儀器的使用效率［4］。

4　VISA的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

VISA是虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)稱，其研制出一種新的體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，提供給用戶方便易用的驅(qū)動(dòng)程序，可以讓不同廠家及不同接口標(biāo)準(zhǔn)的儀器數(shù)據(jù)互相交換和相互兼容，并且使之間可以通訊。VISA標(biāo)準(zhǔn)下的儀器驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部模型，如一個(gè)金字塔結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

VISA標(biāo)準(zhǔn)下的儀器驅(qū)動(dòng)器，定義了3個(gè)級(jí)別的儀器驅(qū)動(dòng)資源：I/O級(jí)、儀器級(jí)和用戶級(jí)。每上一個(gè)級(jí)別的程序可以調(diào)用其下面的所有程序的功能；在金字塔的頂端是人機(jī)交互的應(yīng)用程序；在金字塔的最底層是VISA資源管理器，其負(fù)責(zé)管理與控制不同種類的儀器，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；利用VISA標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放性、兼容性和可移植性，將不同的儀器組合集成起來(lái)，構(gòu)成分布式集成控制系統(tǒng)。

圖1 VISA內(nèi)部模型

5　LXI模塊的接口轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

LXI模塊利用網(wǎng)口和PC機(jī)相連進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳輸。LXI設(shè)備能在LAN上向1個(gè)或多個(gè)其他LXI設(shè)備發(fā)送觸發(fā)。公共觸發(fā)是LXI總線的一項(xiàng)重要特點(diǎn)。有2種觸發(fā)方式，一種是基于LXI觸發(fā)總線的觸發(fā)方式，這是電壓通過(guò)總線觸發(fā)模塊功能；還有一種基于時(shí)間的觸發(fā)發(fā)式，基于IEEE 1588的時(shí)間觸發(fā)在LXI儀器模塊內(nèi)部設(shè)置后在指定的時(shí)間執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。

6　結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)是基于目前正在開(kāi)發(fā)中的ATE測(cè)試軟件，提出了引入LXI技術(shù)，希望新型的測(cè)試系統(tǒng)在做到與接口總線類型無(wú)關(guān)、與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的同時(shí)能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化的目的。隨著目前大量的LXI技術(shù)應(yīng)用成功的實(shí)例的呈現(xiàn)，LXI技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸被掌握?；赩ISA技術(shù)和LXI技術(shù)的新一代測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必將能發(fā)揮承前啟后的作用，為開(kāi)發(fā)出更有效、更便捷的測(cè)試平臺(tái)提供參考性意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］潘光斌.LXI新型總線技術(shù)及其發(fā)展［J］.中國(guó)計(jì)量，2005 （5）：49-50.

［2］Rob Rennard.LXI聯(lián)盟成功測(cè)試新標(biāo)準(zhǔn)［J］.今日電子，2006（5）：46-48.

［3］謝志敏.LXI總線技術(shù)在測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］.海軍航空工程學(xué)報(bào)，2009（24）：77-80.

［4］趙雷.LXI新一代基于LAN的模塊化測(cè)試平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)［J］.儀表技術(shù)，2007（5）：50-51.

中圖分類號(hào)：TM938.12

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-5168（2016）02-0035-02

收稿日期：2016-01-23

作者簡(jiǎn)介：蔣冬婷（1980-），女，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。

Design of Testing System Based on VISA Technology and LXI Bus

Jiang Dongting
（Chongqing Bureau，Chengdu Sichuan 610036）

Abstract:This paper analyzed the characteristics of virtual instrument based on VISA technology and the advantages of the new generation test bus LXI,and proposed how to combine the virtual instrument based on VISA with LXI technology to form a new test system,in order to save the cost,shorten the develop?ment time,improve the production efficiency of scientific research.

Keywords:VISA；virtual instrument；LXI