用LXI构建合成仪器(05-100)

• 　　对SI,等级A LXI最值得关注,IEEE1588同步协议和高速步线低压差分信号触发总线提供确定的定时,由于多数SI模块没有前面板和显示,用户界面是通过Web接口定义的,一个可交换的虚拟仪器应用编程界面(IVI API)在计算机与模块间提供通信,LXI机械规范保证模块像系统好邻居一样工作。
• 　　触发总线工作在100MHz,相当于1ns精度,实际可达到的性能约为2ns,并可配置成星形、菊链、或混合体系结构,IEEE1588协议用实时时钟来提供确定的网络定时,与使用的LAN速度无关。
• 　　在LXI以太网总线上,对2Σ分布,IEEE1588提供约50ns定时同步。数据吞率和LXI总线等待时间明显地在很大程度上取决于处理器和接口硬件。在服务器和工作站中,千兆位以太网已十分普遍。1GB/S的峰值速率,当然在实际使用中很少能达到这一性能水平。在以太网上执行的标准面向连接协议是TCP/IP。由于主CPU主要负责处理计算量大的TCP/IP软件栈,等待时间相对较大,在50~120礢范围内。这些等待时间将影响典型SI设计所要求的上下关系。

　　多数先进的SI体系结构倾向于使用分布在系统中各类工作模块中的的公共测试调试表或状态机调度表,调度表同步在1588协议中完成。这种安排可让广泛分布的组件以约100ns速率同步事件。更精确的调度表事件同步可用布线触发总线完成。

　　对LXI总线来说,主要等待时间是在专用语言程序环境中执行过程事件的时间。在此场合,典型编程技术要求主CPU交换上下关系来执行命令,当然还有专用语言程序解释所涉及的其它等待时间。据报道,Microsoft XP和Linux两种操作系统的上下交换时间超过30祍。考虑到附加的解释器等待时间,正是这些等待时间,而不是以太网总线的等待时间,构成端对端数据和模块中事件传输的主要因素。

 

　　图2 详细的SI结构

　　用LXI标准设计SI

　　SI系统可方便地嵌入在VXI或PXI机箱的基带体系结构基本部件构建。然而,在同一机械和电气环境中很难完全包含RF体系结构,尤其是高性能微波系统。致使众多生产厂家采用插卡箱基基带部件连接至大型RF部件相结合的方案来设计混合系统,即放置在商品化插卡箱内的基带模块与由专用数据和控制总线控制的定制RF模块相结合的系统,因为RF系统需要良好的屏蔽而且是耗电大户。

　　采用以太网总线作为主要系统总线的标准基系统有很多吸引人的优点,具备很多先进的网络特性,比如传统的测试与测量接口不能提供对等通信,还有以太网电缆和插卡是标准的、广泛使用的,且基本上是免费的。