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1、VXI总线和虚拟仪器技术.freelentation,VI)最早是适应PC卡式仪器于1986年由NI公司提出的。所谓虚拟仪器,简单地说就是一组完成传统仪器功能的硬件和软件部件。VI通过软件将通用计算机与仪器硬件结合起来,用户可以通过友好的图形界面(通常称为虚拟面板)操作这台计算机,就象在操作自己定义、自己设计的一台单个传统仪器一样。VI透明地将计算机资源和仪器硬件(如A/D、D/A、数字I/0、定时器和信号调理器等)的测试、控制能力结合在一起,通过软件实现地数据的分析处理和表达,从而能更迅速、更、更灵活地解决测试问题,并
2、有效地降低了系统组建成本。2VXI总线系统规范简介VXI总线系统或者其子系统由一个VXIbus主机箱、若干VXIbus器件、一个VXIbus资源器和主控制器组成,零槽模块完成系统背板管理,包括提供时钟源和背板总线仲裁等,当然它也可以同时具有其它的仪器功能。资源管理器在系统上电或者复位时对系统进行配置,以使系统用户能够从一个确定的状态开始系统操作。在系统正常工作后,资源管理器就不再起作用。主机箱容纳VXIbus仪器,并为其提供通信背板、供电和冷却。VXIbus不是设计来替代现存标准的,其目的只是提高测试和数据采集系统的总体
3、性能提供一个更先进的平台。因此,VXIbus规范定义了几种通信方法,以方便VXIbus系统与现存的VMEbus产品、GPIB仪器以及串口仪器的混合集成。2.1VXI总线系统机械结构VXIbus规范定义了四种尺寸的VXI模块。较小的尺寸A和B是VMEbus模块定义的尺寸,并且从任何意义上来说,它们都是标准的VEMbus模块。较大的C和D尺寸模块是为高性能仪器所定义的,它们增大了模块间距,以便对包含用于高性能测量场合的敏感电路的模块进行完全屏蔽。A尺寸模块只有P1、P2和P3连接器。目前市场上最常见的是C尺寸的VXIbus系
4、统,这主要是因为C尺寸的VXIbus系统体积较小,成本相对较低,又能够发挥VXIbus作为高性能测试平台的优势。2.2VXI总线系统电气结构VXIbus完全支持32位VME计算机总线。除此之外,VXIbus还增加了用于模拟供电和ECL供电的额外电源线、用于测量同步和触发的仪器总线、模拟相加总线以及用于模块之间通信的本地总线。VXIbus规范定义了3个96针的DIN连接器P1、P2和P3。P1连接器是必备的,P2和P3两个连接器可选。三个连接器的具体的信号分配可参见文献2。下面对VXIbus在VMEbus总线基础上增加的用
5、于高性能仪器的部分总线作一个简要的介绍。CLK10时钟线是一个10MHz的系统时钟,用于模块之间的精确同步。该信号源于0号槽,被分别差分送至各个模块插槽。MODID线模块识别线,可以通过特有的位置或插槽类识别逻辑器件。这些线自0号槽分别送至1号槽至12号槽。系统自动配置时必须用到MODID线。TTL触发线包括TTLTRG0~TTLTRG7,是一组用于模块间通信的、集电极开路的TTL信号线。包括0号槽在内所有模块都可以驱动这些线或者从这些线上接受。这是一组通用线,可用于触发、挂钩、时钟或逻辑状态的传送。VXIbus规范已经
6、定义了同步(SYNC)触发、时钟传送、数据传送、起/停(STST)和外部触发缓冲7种标准工作方式。ECL触发线包括ECLTRG0-ECLTRG5,同TTL触发线一样,是一组用于模块之间通信和定时的信号线,但具有更高的工作速度。VXIbus规范已经定义了7种跟TTL触发线类似的标准工作方式。SUMBUS相加总线是VXIbus背板上的一条模拟相加接点。每个模块都可以用一个模拟电流源驱动器来驱动这条线,或者通过一个高阻接收器如一个高阻抗模拟放大器。接收来自该总线的信息。LBUS本地总线是一种菊花链总线,可以用于相邻安装模块的本
7、地通信。规范已经规定了使用LBUS传送TTL、ECL、模拟低、模拟中和模拟高五种信号的标准。CLK100和SYNC100分别是100MHz系统时钟和100MHz同步信号。用于系统中更高精度的定时和触发。STARX和STARY星形触发线提供了模块间的异步通信。两条STAR线连接在各模块插槽和0号槽之间。0号槽可提供一个交叉矩阵开关,通过对该开关进行编程可以确定任何两根STARX和STARY线之间的信号路径。电源线VXIbus加大了+5和+12V电压的供电功率,增加了+12V(为模拟电路提供)和-2V、-5.2V(为ECL电
8、路提供)电源线。2和P3连接器。目前市场上最常见的是C尺寸的VXIbus系统,这主要是因为C尺寸的VXIbus系统体积较小,成本相对较低,又能够发挥VXIbus作为高性能测试平台的优势。2.2VXI总线系统电气结构VXIbus完全支持32位VME计算机总线。除此之外,VXIbus还增加了用于模拟供电和ECL供电的额外
