用LXI構建合成儀器(05-100)

• 　　對SI,等級A LXI最值得關注,IEEE1588同步協議和高速步線低壓差分信號觸發總線提供確定的定時,由于多數SI模塊沒有前面板和顯示,用戶界面是通過Web接口定義的,一個可交換的虛擬儀器應用編程界面(IVI API)在計算機與模塊間提供通信,LXI機械規范保證模塊像系統好鄰居一樣工作。
• 　　觸發總線工作在100MHz,相當于1ns精度,實際可達到的性能約為2ns,并可配置成星形、菊鏈、或混合體系結構,IEEE1588協議用實時時鐘來提供確定的網絡定時,與使用的LAN速度無關。
• 　　在LXI以太網總線上,對2Σ分布,IEEE1588提供約50ns定時同步。數據吞率和LXI總線等待時間明顯地在很大程度上取決于處理器和接口硬件。在服務器和工作站中,千兆位以太網已十分普遍。1GB/S的峰值速率,當然在實際使用中很少能達到這一性能水平。在以太網上執行的標準面向連接協議是TCP/IP。由于主CPU主要負責處理計算量大的TCP/IP軟件棧,等待時間相對較大,在50~120礢范圍內。這些等待時間將影響典型SI設計所要求的上下關系。

　　多數先進的SI體系結構傾向于使用分布在系統中各類工作模塊中的的公共測試調試表或狀態機調度表,調度表同步在1588協議中完成。這種安排可讓廣泛分布的組件以約100ns速率同步事件。更精確的調度表事件同步可用布線觸發總線完成。

　　對LXI總線來說,主要等待時間是在專用語言程序環境中執行過程事件的時間。在此場合,典型編程技術要求主CPU交換上下關系來執行命令,當然還有專用語言程序解釋所涉及的其它等待時間。據報道,Microsoft XP和Linux兩種操作系統的上下交換時間超過30祍。考慮到附加的解釋器等待時間,正是這些等待時間,而不是以太網總線的等待時間,構成端對端數據和模塊中事件傳輸的主要因素。

 

　　圖2 詳細的SI結構

　　用LXI標準設計SI

　　SI系統可方便地嵌入在VXI或PXI機箱的基帶體系結構基本部件構建。然而,在同一機械和電氣環境中很難完全包含RF體系結構,尤其是高性能微波系統。致使眾多生產廠家采用插卡箱基基帶部件連接至大型RF部件相結合的方案來設計混合系統,即放置在商品化插卡箱內的基帶模塊與由專用數據和控制總線控制的定制RF模塊相結合的系統,因為RF系統需要良好的屏蔽而且是耗電大戶。

　　采用以太網總線作為主要系統總線的標準基系統有很多吸引人的優點,具備很多先進的網絡特性,比如傳統的測試與測量接口不能提供對等通信,還有以太網電纜和插卡是標準的、廣泛使用的,且基本上是免費的。