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如何为仪器控制系统选择合适的硬件总线

作者:时间:2013-02-18来源:电子产品世界

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本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/142013.htm

  当您面对各种各样的仪器连接总线时,可能会很难为自己的应用作出最合适的选择。可以说每个总线都有各自的优势和相应的优化技术。因此,请您先问问自己如下四个问题,比较一下最常见PC总线的功能选项,即可作出决定。

  • 什么总线可以用在仪器和计算机上?
  • 我需要什么样的总线性能?
  • 该仪器将要用在什么环境中?
  • 设置和配置总线的难易程度如何?

  1.什么总线可以用在仪器和计算机上?

  一款仪器通常会提供一个或更多个总线选择,用于仪器的控制;PC通常也会为仪器控制提供多种总线选择。如果PC上没有自带连接到某种仪器的总线,您也可以通过一个插件板或者外部转换器来添加总线。用于仪器控制的总线类型很多,大体可以分为以下几类:

  • 用于与机架式仪器连接的独立总线,包括测试与测量专用总线,如总线,以及其它PC标准总线,如串行总线(RS232)、总线和USB总线。您也可以使用一些独立总线作为与其它独立总线转接的媒介,例如USB至转换器。
  • 内嵌于模块化仪器的接口总线包括PCI、PCI Express、VXI、和。您也可以使用这些总线作为一个媒介,为不具备独立总线的PC添加独立总线,例如:使用 NI PCI-控制器板卡。

  2. 我需要什么样的总线性能?

  影响总线的性能的三个主要因素包括:带宽、延迟和仪器实现方式。

  • 带宽是数据传输的速率,它通常以百万比特每秒为单位测量。
  • 延迟是数据传输的时间,通常以秒为单位。例如,通过传输时,大的数据块被分解为小片段,然后以多个数据包的方式发送。延迟就是其中一个数据包的传输时间。
  • 总线软件、固件和硬件的仪器实现方式将影响总线性能。并不是所有的仪器都是生来一致的,无论是用户定义的虚拟仪器还是厂商设计的传统仪器,在仪器具体实现过程中所采用的折中措施,都将影响仪器性能。虚拟仪器的一个好处就是:最终用户作为仪器的设计者,在仪器实现的过程中,自己就可以作出最优的折中决定。  
 

  3. 该仪器将要用在什么环境中?

  在开发一个仪器控制应用时,充分考虑其部署环境是很重要的。您需要考虑的主要因素包括:仪器到PC之间的距离,以及接口和电缆的坚固性。这两个因素在为仪器控制系统选择总线时至关重要。

  仪器到PC之间的距离

  如果您的仪器离PC很近(小于5米),您就可以灵活地选择任意一种总线类型。如果您的仪器远离PC,例如,在另一个房间内或另一幢大楼里,那么您应该考虑分布式仪器控制系统的体系架构。分布式仪器控制系统中可能包括扩展器、中继器、LAN/LXI, 或者LAN转换器(例如,至GPIB转换器)。

  接口和电缆的坚固性

  如果您的仪器处在充满噪声干扰的环境中,例如工业环境,那么您可以考虑使用提供保护的接口总线,隔离环境干扰。例如,在一个生产车间里,GPIB或者USB将是一个更加合适的选择,因为它的电缆锁定牢靠,具有坚固耐用的屏蔽指标。

  4. 设置和配置总线的难易程度如何?

  当您在选择总线接口时,请注意其设置和安装方式。某些仪器部署在有许多用户交互的地方,例如实验室中,这是就应该考虑选择SUB总线接口,使用起来非常方便,且与用户习惯一致。对于需要考虑安全性的仪器控制系统,您应该意识到信息技术部门可能会禁止使用以太网/LAN/LXI等总线。如果您确定以太网/LAN/LXI对于您的仪器控制系统来说是最佳总线接口,那么当您将其部署在一个需要考虑安全性的环境中时,应该在整个设计实施过程中与信息技术部门协同工作。


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关键词: GPIB PXI 以太网

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