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第3章 LXI总线网络化仪器 3.1 LXI总线网络化仪器概述 3.2 基于LXI总线虚拟仪器的体系结构 3.1 LXI总线网络化仪器概述 3.1.1 LXI标准 LXI（LAN-based Extensions for Instrumentation—局域网技术在仪器领域的扩展 是以LAN为基础，建立在IEEE802.3 以太网 和IEEE1588 TriggerBus 之上，为高效能的仪器提供了一个自动测试系统 ATS 的LAN模块化平台。它是作为以太网技术在测试自动化领域的应用扩展中新一代测量仪器接口标准，其具体思想是将成熟的以太网技术应用到自动测试系统中，以替代传统的测试总线技术（如VXI、PXI、GPIB等）。 LXI联盟根据同步与触发方式的不同将LXI仪器分为以下3个功能等级 类 ： 等级C　具有通过LAN的编程控制能力，能够与其他厂家的仪器协同工作； 等级B　拥有等级C的所有能力，并支持IEEE1588精确时间协议同步； 等级A　拥有等级B的所有能力，同时具备触发总线硬件触发机制。 等级C属于基本类产品，包括LAN发现、配置、网络界面和物理标准的基本内容，它对触发和时间控制要求不高，但必须保证合格的网络通信； 等级B采用IEEE1588时钟，需要总线上连续的精确触发来实现同步，仪器可以在测量过程中加入时戳 time-stamp ，或者在将来被配置成对触发进行响应，允许对等的和多播 单对多 通信，可以让一个仪器告诉其他仪器在什么时候开始或者停止一个测量，这对分布式数据采集系统非常有用，可在多个位置的测量要求同步并加入时戳； 等级A增加了一个针对相互邻近放置的仪器的低等待时间硬件触发总线，保证被测数据点之间的紧密相位关系，即提供确定性的硬件触发机制。 3.1.2 LXI 网络的技术优势 与传统的卡式仪器 VXI、PXI 相比，LXI 模块化仪器具备许多优势： （1）以太网、标准PC和软件应用广泛, 技术成熟。采用LXI 网可以节省技术人员的培训费用、维护费用及初期投资等成本。 （2）基于TCP/IP 的LXI 网络是一种标准的开放式网络, 不同厂商的设备很容易互联。这种特性非常适合解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作的问题。 （3）能便捷地访问远程系统, 共享, 访问多数据库。 （4）易于与Internet 连接, 能够在任何城市、地方利用电话线通过Internet 对企业进行监控。 （5）能实现办公自动化网络与工业控制网络的有机结合。 （6）IEEE1588 网络同步标准的实施, 可以在实验室环境下得到纳秒级的时钟同步误差。与以太网相比, 较好地解决了其实时性的缺陷。 （7）标准的网络接口已经极为普遍。 LXI 总线技术具有以下的特点： （1）提高了系统的吞吐率 （2）结构形式灵活 （3）提高了系统的灵活性并降低了成本 （4）降低了测试系统的建立时间 3.1.3 LXI总线网络化仪器的发展前景 LXI测试和测量模块最适合用于设计验证和制造测试系统。LAN的连通能力使得模块能够驻存在世界任何地方，或在世界任何地方访问。当前，计算机网络的用户有成千上万，同样每年投入到网络技术研究中的人力物力都是其他行业不可比拟的。计算机和网络技术每天都有日新月异的变化，移动计算、并行技术、人机交换和虚拟现实等新兴计算机技术同样可以推动LXI平台的发展，使得LXI技术更加成熟，应用更加广泛，最后能达到测试技术与网络技术共同进步的程度。 当前，这种新的标准由LXI联盟统一管理，该联盟是由安捷伦科技公司和VXI科技公司首先组建的，目前已经包括了多家仪器公司或团体，它们都非常看好LXI的发展前景，致力于LXI产品的开发。 随着Ethernet集成至几乎每一台计算机，这种通信接口已得到广泛接受。网络硬件的成本在降低，性能在提高，并且LAN提供的对等层通信在其他点对点接口标准中是不能实现的。现在，测试和测量工程师越来越认识到高速LAN在替代专用测试和测量接口，如GPIB上所能得到的好处，从而能够应对工业领域对更低价格、更高带宽和更快数据传输率需要的挑战。 此外，在未来的仪器发展中，GPIB、VXI和PXI仪器显然并不会因LXI的出现而逐渐消失，它们依然在集中现场测试领域占有重要的地位，只是更多复杂、困难的分布式测试任务则要依靠基于网络技术的LXI仪器来完成。 尽管LXI技术还面临一些困难和挑战，但测试技术和网络技术的结合是新一代仪器发展的要求，是测控技术发展的必然趋势。 3.1.4 LXI总线网络化仪器的关键技术 LXI主要是一种功能接口标准，它定义了基于802.3标准的接口技术来确保仪器间的互通性。它有一个嵌入式的IEEE1588协议来提供必需的同步能力。另外，它还指定了相关的有线触发总路线