LabVIEW程序设计与虚拟器 作者 王福明 6-9 第9章.pptVIP

9.4 VXI和PXI总线系统简介 9.4.1 VXI总线系统 　　20世纪80年代后期，仪器制造商发现GPIB总线和VME总线产品无法再满足军用测控系统的需求。在这种情况下，HP、Tekronix等五家国际著名的仪器公司成立了VXIbus联合体，并于1987年发布了VXI规范的第一个版本。几经修改和完善，于1992年被IEEE接纳为IEEE-1155-1992标准。 　　VXIbus规范是一个开放的体系结构标准，其主要目标是使VXIbus器件之间、VXIbus器件与其他标准的器件(计算机)之间能够以明确的方式开放地通信，使系统体积更小，通过使用高带宽的吞吐量，为开发者提供高性能的测试设备。VXIbus采用通用的接口来实现相似的仪器功能，使系统集成软件成本进一步降低。 　　VXIbus规范发布后，由于军方对测控系统的大量需求，许多仪器生产厂商都加入到VXIplugplay(VXI即插即用)联盟。该联盟是VXIbus联合体的固有补充机构。联盟通过规定连接器的统一方法，UUT接口和测试夹具，共享存储器通信的仪器协议，可选VXI特性的统一使用方法以及统一文件的编制方法来增加硬件的兼容性，并开发一种统一的校准方法。联盟还通过规定和推广标准系统软件框架来实现系统软件的“plugplay”互换性。 　　1．VXI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资源管理器和主控制器组成，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他的仪器功能。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．VXI总线系统机械结构 　　VXIbus规范定义了4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。 　　3．VXI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。 9.4.2 PXI总线系统 　　PXI (PCI eXtensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)是一种坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI的电气总线特性与CompactPCI的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性，并增加了专门的同步总线和主要软件特性。这使它成为测量和自动化系统的高性能、低成本运载平台。这些系统可用于制造测试、军事和航空、机器监控、汽车生产及工业测试等各种领域中。 　　PXI于1997年完成开发，并在1998年正式推出，它是为满足日益增加的对复杂仪器系统的需求而推出的一种开放式工业标准。如今，PXI标准由PXI系统联盟(PXISA)所管理。该联盟由60多家有公司组成，共同推广PXI标准,确保PXI的互换性， 并维护PXI规范。简单来说，PXI是以PCI(Peripheral Component Interconnect)及CompactPCI为基础，再加上一些PXI特有的信号组合而成的一个架构。PXI继承了PCI的电气信号，使得PXI拥有如PCI bus的极高传输数据的能力，因此能够有高达132～528 Mb/s的传输性能，在软件上是完全兼容的。另一方面，PXI采用和CompactPCI一样的机械外型结构，因此也能同样享有高密度、坚固外壳及高性能连接器的特性。 　　一个PXI系统由几项组件所组成，包含了一个机箱、一个PXI背板(backplane)、系统控制器(System controller module)以及数个外设模块(Peripheral modules)。在此以一个高度为3U的八槽PXI系统为例，如图9-14所示。系统控制器，也就是CPU 模块，位于机箱