新一代開放式儀器接口標準LXI(05-100)

　　LXI標準要求全部模塊提供WEB網頁信息,從標準的WSC瀏覽器得到可視頁面,以及HTML語言4.01版本以上的超文本傳送協議(HTTP1.1)。以便LXI模塊制造商構建完整的儀器用戶界面,提供儀器的圖形瀏覽器網頁用于設置模塊的各種參數。此外,通過WEB頁還可獲得更多信息,包括傳送資料、遠程測控等。

　　LXI標準的時間同步

　　以太網是非常成功的通信網絡,能夠實現點對點和點對多點的數據包傳送,但在串行傳送過程中并不傳送時鐘。常用測量儀器的三種開放總線GPIB、VXI 和PXI都設有專用的時鐘線,實現組網儀器時間的嚴格同步。LXI標準引入IEEE1588標準(網絡測量和控制系統的時鐘同步協議)用來完善以太網的時鐘同步功能,獲得滿意的結果。IEEE1588是在2002年批準作為標準,目的在于將(以太網為對象的)分布式通信網絡擴大作為測量和控制系統時,借助軟件和硬件方法將組網器件的從時鐘與控制機的主要時鐘實現同步。

　　IEEE1588協議的組網器件的時間同步過程如圖1所示。

 

　　圖1　LXI器件的時鐘同步過程

　　為克服主時鐘隨時間變化產生的漂移,需要定時校準主時鐘,IEEE1588采用協調世界時(UTC)作為基準,UTC由全球分布的授時臺發布,具有銫原子的自振頻率的穩定度。整個以太網的同步過程要幾秒鐘,主從時鐘的同步精度小于100ns,執行IEEE1588協議的LXI儀器系統,可將原來以太網各器件的最大延遲時間1000S縮短至10s以下。與VXI和PXI在互連背板上增加時鐘線的方法不同,LXI標準沒有額外的時鐘線,使用以太網原有的串行數據線傳送時鐘信號,不受機箱背板空間的限制,器件無需在物理上緊靠置放。時鐘同步過程領先主時鐘的時間戳記和偏移補償來建立,充分發揮IEEE1588協議的優點,為測量儀器組網提供一種新的時鐘同步方法。現在,LXI標準開辟器件間非物理上靠近的同步測量的環境,為跨越多重器件的相關測量提供精確的定時同步,將成為要求精確相關信號測量的應用提供必要的條件。隨著以太網的傳輸率向10GB/S以上發展,IEEE1588協議亦將有相應修訂,使得LXI標準提高到更高同步水平。

　　LXI標準的觸發總線

　　LXI標準對器件的觸發分級與器件的功能分級一樣,對三個級別器件的觸發條件作了規定：

　　C級器件：基本級別,器件供應商可選用自己的觸發總線。

　　B級器件：支持IEEE1588協議的觸發能力。

　　A級器件：在B級器件基礎上增加硬件觸發總線。