济南大学机械工程学院工程测试与信息处理课件 第十一课.ppt

个人仪器的结构和特点 VXI总线标准对基于VXI总线的虚拟仪器系统没有提出详细的规范，特别是对系统软件结构几乎没有作任何的规定。 VXIbus总线联合体主要负责VXIbus硬件(即仪器级)标准规范的制订 VPP系统联盟主要是通过制订一系列的VXIbus软件(即系统级)标准来提供一个开放的系统结构，使其更容易集成和使用 VXI总线是VMEbus Extension for Instrumentation的缩写，即VME总线在测量仪器领域的扩展。符合VXI总线规范标准的仪器及系统称为VXI总线仪器及VXI总线仪器系统。 VXI的主要优点 (1) 开放标准。VXI总线是一种真正的开放标准，得到世界上众多仪器生产厂家的支持，用户可以选择不同厂家的仪器模块组建仪器系统。 (2) 模块化结构。采用共用电源、消除面板、共用冷却、高密度紧凑的结构设计，有利于减少尺寸。 (3) 较高的测试系统吞吐量。采用背板结构，数据传输速率最高可以达到40MB/s，吞吐量大。具有分布性，可以在共享存储器体系结构基础上在背板上安装多个微处理器。可以设定多级优先级别，提供严格的中断处理。 (4) 单机箱多模块。VXI仪器系统由传统的“多机箱堆放式”发展成“单机箱多模块式”。具有安装密度高、体积小、重量轻、易于携带等优点。因其外形尺寸小，故可提高被测信号的保真度，能减小仪器与被测装置的引线长度，降低系统噪声和改善屏蔽效果。此外，VXI系统也易于与机架层叠式仪器结构相连。 (5) 容易实现系统网络控制。VXI规范定义了仪器系统与计算机网络系统的连接，使仪器系统不仅可以实现本地局域网控制，也可以实现远程广域网控制。 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，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。 VXI资源管理器实际上是一个软件模块，它可以装在VXI模块或者外部计算机上，与0槽模块一起进行系统中每个模块的识别、逻辑地址的分配、内存配置、并用字符串协议建立命令者/从者之间的层次体制。 主机箱容纳VXIbus仪器，并为其提供通信背板、供电和冷却。 一、VXI总线系统的机械结构 VXIbus系统的最小物理单元是组件模块，由带电子元件和连接器的组件板、前面板和任选的屏蔽壳组成。VXI规范定义了四种尺寸的VXI模块，参见图所示。较小的尺寸A和B是VMEbus模块定义的尺寸，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。每个模块都必须有规定的边沿导轨机构，以便能顺利插入机箱。 A、B尺寸主机箱的插槽间距为20.32mm，C、D尺寸则为30.48 mm。一个机箱最多有13个槽位，其中0号槽比较特殊，位于机箱的最左边或最底部。 一个模块一般占一个槽位，但VXI系统允许设计和使用多槽位的更厚的模块。 典型的VXI标准机箱（D尺寸） VXI系统的全部总线都印制在主机箱内的背板上，并通过P1、P2、P3连接器与各模块连接。 其中，P1是各种尺寸模块都必须配备的，B、C尺寸模块可选择使用P2，D尺寸模块可P2，也可以选择P3。 模块和板上的连接器都是96引脚，分成A、B、C三行，每行32个引脚。VXI总线标准和VME总线标准对P1连接器引脚的定义相同，VME总线标准只定义了P2连接器的9排32个引脚，而VXI总线标准定义了P2、P3连接器的全部引脚。 VXI主机箱也为系统提供仪器工作所要求的公用电源、冷却和电磁屏蔽环境条件。 二、VXI总线系统的总线结构 VXIbus完全支持32位VME计算机总线，并在此基础上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，以适应高速高性能仪器组件模块的需要。 VXI总线系统所涉及的总线有：VME计算机总线，时钟和同步总线，模块识别线 (MODID)，触发总线，本地总线(Local Bus, LBUS)，模拟加法总线(SUMBUS) 等 (1) VME计算机总线。包括数据传输总线(Data Transfer Bus, DTB)、DTB仲裁总线(Data Transfer Bus Arbitration)、优先级中断线(Priority Interrupt Bus)、公用总线(Priority Nierrupt Bus)。 (2) 时钟和同步总线。包括一个通过连接器P2提供的10MHz时钟的CLK10，一个通过连接器P3提供的100MHz时