虚拟仪器体系与总线接口设备精要.ppt

第九章 虚拟仪器体系与总线接口设备 9.1.1 虚拟仪器总体结构分析 9.1.2 非电量虚拟仪器体系结构分析 9.2 DAQ基础及设备 9.3 GPIB总线及接口设备 9.4 VXI总线及接口设备 9.5 PXI总线及接口设备 9.4.4 VXI总线的系统结构 1. 结构配置 VXI VME A B P1 P1 P1 P3 P1 P2 P2 P2 3.9”×6.3” 9.2”×6.3” 9.2”×13.4” C 14.4”×13.4” D P1 VME 计算机总线：16bit 数据传输总线, 16M 地 址, 仲裁总线, 优先中断总线， 公用总线。 P2 中间行增加:VME 32-bit 数据总线, 4G 地址。 P2 外部行增加:10MHz 时钟总线, TTLECL 触发总 线, 12 pin 本地总线，模拟加法总线, 模块识别总线, 电源总线。 P3 增加高性能：100MHz 时钟总线, 100MHz 同步 总线ECL 星形总线, ECL 触发总线，24 pin 本地总 线, 电源总线。  图2-10 VXI模块尺寸与总线分布 图9-11 典型D尺寸主机箱 未屏蔽D尺寸模块 电源、冷却系统等 机箱屏蔽 冷却空气槽 0号槽本地母线键 后背板 屏蔽D尺寸模块 双宽度屏蔽D尺寸模块 未屏蔽C尺寸模块 2. 电气结构 图9-12 VXI总线电气结构 星形线 模块识别线 时钟与同步线 触发总线 VME总线 局部总线 全局总线 单总线 0槽 模块 1槽 模块 2槽 模块 3槽 模块 4槽 模块 加法总线 3. 系统控制方案 图9-13 GPIB控制 图9-14 嵌入式控制 图9-15 MXI控制 Process or Unit Under Test PXI 9.5.1 PXI规范体系结构 1997年9月1日，NI发布了一种全新的开放性、模块化仪器总线规范——PXI。  PXI是PCI在仪器领域的扩展 (PCI eXtensions for Instrumentation), 它将CompactPCI规范定义的PCI总线技术发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。 9.1 虚拟仪器体系结构分析9.2 DAQ基础及设备9.3 GPIB总线及接口设备9.4 VXI总线及接口设备9.5 PXI总线及接口设备 图9-1 不同硬件平台与计算机的结合 图9-2 不同硬件平台的数字化能力 GPIB Serial DAQ Process or Unit Under Test VXI Image Acquisition Motion Control PXI Application Software Hardware Driver Software 表9-1 不同体系结构虚拟仪器的系统性能 Medium Small Large 结构大小 Standardised Using MXI Available From Third Parties Using Multiple Interface Cards 扩展能力 1,000 1,000 10,000 面市产品 种类 8 TTL Trigger Line 2 ECL Trigger Line None None 定时与控制 能力 40MB/s 80MB/s(VME64) 1-2MB/s(ISA) 132MB/s(PCI) 1MB/s(3-wire) 8MB/s(HS488) 吞吐率 8，16，32 (expandable 64) 8，16，32 (expandable to 64) 8 传输宽度 VXI PC-DAQ GPIB 平台 特性 图9-3 带SCXI的非电量测量体系结构 Sensors and I/O Singles Terminal Block SCXI Signal Conditioning Module ADQ Device ADC Control SCXI Bus Analog Bus Digital Bus 图9-4 带SC模块的VXI系统体系结构 图9-5 a)PC-DAQ台面系统 图9-5 b)PC-DAQ便携系统 图9-5 c)PC-DAQ远程测试系统 图9-8 集中控制数据系统的体系结构 图9-9 分布式数据采集系统的体系结构 Process or Unit Under Test PXI 9.2.1 DAQ仪器与总线由仪器卡组成的DAQ仪器的主要方式有： ● 内插式：将仪器卡插入微机的内部总线； ● 外挂式：将微机总线引到扩展箱； ● 直接外挂式：在微机外总线（并口、USB）