用LXI構(gòu)建合成儀器(05-100)

• 　　對(duì)SI,等級(jí)A LXI最值得關(guān)注,IEEE1588同步協(xié)議和高速步線低壓差分信號(hào)觸發(fā)總線提供確定的定時(shí),由于多數(shù)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(gè)可交換的虛擬儀器應(yīng)用編程界面(IVI API)在計(jì)算機(jī)與模塊間提供通信,LXI機(jī)械規(guī)范保證模塊像系統(tǒng)好鄰居一樣工作。
• 　　觸發(fā)總線工作在100MHz,相當(dāng)于1ns精度,實(shí)際可達(dá)到的性能約為2ns,并可配置成星形、菊鏈、或混合體系結(jié)構(gòu),IEEE1588協(xié)議用實(shí)時(shí)時(shí)鐘來提供確定的網(wǎng)絡(luò)定時(shí),與使用的LAN速度無關(guān)。
• 　　在LXI以太網(wǎng)總線上,對(duì)2Σ分布,IEEE1588提供約50ns定時(shí)同步。數(shù)據(jù)吞率和LXI總線等待時(shí)間明顯地在很大程度上取決于處理器和接口硬件。在服務(wù)器和工作站中,千兆位以太網(wǎng)已十分普遍。1GB/S的峰值速率,當(dāng)然在實(shí)際使用中很少能達(dá)到這一性能水平。在以太網(wǎng)上執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)面向連接協(xié)議是TCP/IP。由于主CPU主要負(fù)責(zé)處理計(jì)算量大的TCP/IP軟件棧,等待時(shí)間相對(duì)較大,在50~120礢范圍內(nèi)。這些等待時(shí)間將影響典型SI設(shè)計(jì)所要求的上下關(guān)系。

　　多數(shù)先進(jìn)的SI體系結(jié)構(gòu)傾向于使用分布在系統(tǒng)中各類工作模塊中的的公共測(cè)試調(diào)試表或狀態(tài)機(jī)調(diào)度表,調(diào)度表同步在1588協(xié)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(diào)度表事件同步可用布線觸發(fā)總線完成。

　　對(duì)LXI總線來說,主要等待時(shí)間是在專用語言程序環(huán)境中執(zhí)行過程事件的時(shí)間。在此場合,典型編程技術(shù)要求主CPU交換上下關(guān)系來執(zhí)行命令,當(dāng)然還有專用語言程序解釋所涉及的其它等待時(shí)間。據(jù)報(bào)道,Microsoft XP和Linux兩種操作系統(tǒng)的上下交換時(shí)間超過30祍。考慮到附加的解釋器等待時(shí)間,正是這些等待時(shí)間,而不是以太網(wǎng)總線的等待時(shí)間,構(gòu)成端對(duì)端數(shù)據(jù)和模塊中事件傳輸?shù)闹饕蛩亍?/p>

 

　　圖2 詳細(xì)的SI結(jié)構(gòu)

　　用LXI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)SI

　　SI系統(tǒng)可方便地嵌入在VXI或PXI機(jī)箱的基帶體系結(jié)構(gòu)基本部件構(gòu)建。然而,在同一機(jī)械和電氣環(huán)境中很難完全包含RF體系結(jié)構(gòu),尤其是高性能微波系統(tǒng)。致使眾多生產(chǎn)廠家采用插卡箱基基帶部件連接至大型RF部件相結(jié)合的方案來設(shè)計(jì)混合系統(tǒng),即放置在商品化插卡箱內(nèi)的基帶模塊與由專用數(shù)據(jù)和控制總線控制的定制RF模塊相結(jié)合的系統(tǒng),因?yàn)镽F系統(tǒng)需要良好的屏蔽而且是耗電大戶。

　　采用以太網(wǎng)總線作為主要系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)基系統(tǒng)有很多吸引人的優(yōu)點(diǎn),具備很多先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)特性,比如傳統(tǒng)的測(cè)試與測(cè)量接口不能提供對(duì)等通信,還有以太網(wǎng)電纜和插卡是標(biāo)準(zhǔn)的、廣泛使用的,且基本上是免費(fèi)的。