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仪器总线发展趋势：总线技术具有独特性

来源：　类别：行业动态　更新时间：2010-11-19　阅读次

　　对于任何一个可以与系统级测试挂上勾的仪器而言，总线是一个必不可少的单元，在测试设备及系统中承载着数据传输和控制等的重要功能。测试测量仪器业从1960年代制定第一个仪器总线标准GPIB，大约每10年增添一种新的仪器总线，相继推出VXI、PXI和LXI，近年来还有从PC外设总线直接移植作为仪器总线的USB。总线技术的盛行，让仪器从此告别了各自为战，使测试系统和灵活测试系统搭建成为可能，极大提升了电子测试的效率及应用领域。
　　几种现有总线
　　GPIB（GeneralPurposeInterfaceBus）总线
　　GPIB在70年代由惠普提出，然后批准成为IEEE488标准，成为业界接受的第一个程控通用仪器总线。用GPIB总线最多可同时连接14台设备。线缆长度最大为2米。由于历史悠久，GPIB具有最广泛的软硬件支持。几乎所有的独立仪器都配有GPIB接口。GPIB测量系统的结构和命令简单，有专为仪器控制所设计的接口信号和接插件，具有突出的坚固性和可靠性。GPIB适合自动化现有的测试设备、混合测控系统和特殊要求的专用仪器的系统，缺点是无法提供多台仪器同步和触发的功能，在传输大量数据时带宽不足。由于历史悠久，GPIB总线现在依然活跃在市场上。
　　VXI（VMEbuseXtensionsforInstrumentation）总线
　　1987年VXI总线联盟（VXIbus
　　Consortium）成立，VXI总线规范于1992年9月17日被IEEE标准局批准为IEEE-1155-1992标准。VXI总线的出现，将高级测量与测试应用设备带入�？榛煊�，它拥有稳定的电源、强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽。具有结构紧凑、数据吞吐能力强（最新的3.0版规范总线带宽提高到160Mbit/s）、定时和同步精确等特点，适用于组建大、中规模的自动测量系统和对速度、精度要求高的应用场合。单个VXI卡箱最多可扩展到13个槽位。VXI现在主要用于大型的ATE系统、航空、航天等国防军工领域。
　　PXI总线
　　NI公司为首的PXISA（PXI系统联盟）成立于1997年9月，在PXISA诞生的同时，公布了PXI总线标准1.0版本和演示第一台简单配置的PXI仪器。目前PXI已经广为接受，并且以年均20%的速度快速成长，俨然成为总线技术的未来领军者。关于PXI总线的详细内容，另文将详细介绍。
　　LXI总线
　　2004年9月成立的以安捷伦公司为首的LXI总线联合体，2005年发布LXI标准1.0版本，并推出第一批LXI�？�。LXI总线的基础设施是以太网，通过高速以太网实现仪器系统从局域至广域的全球连网，依靠IEEE1588精确定时协议获得整个仪器系统的全球定时同步。目的是以简单、经济、高速、实用的硬件和软件构建新一代的测试测量系统，代替已使用四十年的IEEE488（或称GPIB）总线。因为测试测量仪器业和最终用户都具有使用互联网的熟练经验，对利用以太网作为网络载体并无异议。但是对于IEEE1588协议的软件定时同步存在疑问，因为测试测量仪器业通用的GPIB、VXI、PXI总线都使用电缆和微带线的硬线互连方式，获得准确的极短的定时同步和延时。
　　USB总线
　　USB（通用串行总线）作为PC机的外设总线，由于具有串行传输、即插即用、可热插拔、配置方便、线缆和连接器简单、兼有直流供电、传输率最高480Mb/s、价格大众化等优点而被广泛使用。测试测量仪器的VXI、PXI总线都是借助电脑的通用外设总线扩展而成，因为这类总线应用面广、性能价格比高，扩大到仪器应用具有事半功倍的效益。VXI、PXI总线的目标是实现由模块仪器组成的通信网络,它们用于单台仪器并不具有优势。在单台测试仪器中，USB已被供应商和用户认可，将PC外设总线直接用作仪器总线。USB总线特性还在提高，一是无线USB（WUSB）标准己经通过，将可实现无线缆的仪器互连;二是USB的供电电流将从100mA提高到2A，便于更大功耗仪器的供电;三是再提高传输率，加快存储媒体的数据交换能力。显然，USB总线仪器将在中、小测试测量仪器中扩大应用范围。
　　AXIe总线
　　2009年11月，安捷伦科技有限公司、艾法斯公司和TestEvolution公司联合成立AXIe联盟，并于2010年6月发布了AXIe1.0基础体系结构标准和AXIe3.1半导体测试扩展技术。关于AXIe总线，另文详细介绍。
　　发展趋势
　　近日，安捷伦公司高调宣布将全面进军�？榛煊颍⑶乙淮涡酝瞥�48款�？榛罚渲邪�3种全新的基于AXIe总线的产品及45种PXI总线产品。安捷伦的加入，无疑对�？榛馐允谐〈聪嗟贝蟮某寤�，一方面将大幅加快�？榛吩谑谐∩系耐乒懔Χ�，另一方面则是对现有众多模块化市场的厂商形成巨大的威胁。不管如何，安捷伦的加入从一个侧面也说明了�？榛丫晌馐约际跷蠢捶⒄沟闹匾魇疲？榛际醯暮诵木褪歉咚佟⒖煽亢凸δ芮看蟮母髦肿芟呒际�。
　　任何一种总线都有其在行业内独特的优势，没有一种总线会完美到可以取代其它任何的总线。因此，未来的总线市场不会是单纯的谁取代谁。即使号称兼容PXI和LXI两大总线的AXIe总线，安捷伦也并不期望它能一统江湖。因应技术的需要，现在的测试仪器和系统经常会采用支持多种总线，以发挥各自总线的优势，特别是在日益复杂的合成仪器（SI）系统中更是如此。从工程师的角度来看，当设计一个测试系统时，往往需要平衡多方面的因素。现在的产品变得越来越复杂，对混合信号测试的要求也就越来越高，这样就需要利用不同总线测试平台的优势，搭建一个混合的测试系统来满足测试的需求。