如何為儀器控制系統選擇合適的硬件總線(xiàn)

　　概覽

　　當您面對各種各樣的儀器連接總線(xiàn)時(shí)，可能會(huì )很難為自己的應用作出最合適的選擇?？梢哉f(shuō)每個(gè)總線(xiàn)都有各自的優(yōu)勢和相應的優(yōu)化技術(shù)。因此，請您先問(wèn)問(wèn)自己如下四個(gè)問(wèn)題，比較一下最常見(jiàn)PC總線(xiàn)的功能選項，即可作出決定。

• 什么總線(xiàn)可以用在儀器和計算機上?
• 我需要什么樣的總線(xiàn)性能?
• 該儀器將要用在什么環(huán)境中?
• 設置和配置總線(xiàn)的難易程度如何?

　　1.什么總線(xiàn)可以用在儀器和計算機上?

　　一款儀器通常會(huì )提供一個(gè)或更多個(gè)總線(xiàn)選擇，用于儀器的控制;PC通常也會(huì )為儀器控制提供多種總線(xiàn)選擇。如果PC上沒(méi)有自帶連接到某種儀器的總線(xiàn)，您也可以通過(guò)一個(gè)插件板或者外部轉換器來(lái)添加總線(xiàn)。用于儀器控制的總線(xiàn)類(lèi)型很多，大體可以分為以下幾類(lèi)：

• 用于與機架式儀器連接的獨立總線(xiàn)，包括測試與測量專(zhuān)用總線(xiàn)，如GPIB總線(xiàn)，以及其它PC標準總線(xiàn)，如串行總線(xiàn)(RS232)、以太網(wǎng)總線(xiàn)和USB總線(xiàn)。您也可以使用一些獨立總線(xiàn)作為與其它獨立總線(xiàn)轉接的媒介，例如USB至GPIB轉換器。
• 內嵌于模塊化儀器的接口總線(xiàn)包括PCI、PCI Express、VXI、和PXI。您也可以使用這些總線(xiàn)作為一個(gè)媒介，為不具備獨立總線(xiàn)的PC添加獨立總線(xiàn)，例如：使用 NI PCI-GPIB控制器板卡。

　　2. 我需要什么樣的總線(xiàn)性能?

　　影響總線(xiàn)的性能的三個(gè)主要因素包括：帶寬、延遲和儀器實(shí)現方式。

• 帶寬是數據傳輸的速率，它通常以百萬(wàn)比特每秒為單位測量。
• 延遲是數據傳輸的時(shí)間，通常以秒為單位。例如，通過(guò)以太網(wǎng)傳輸時(shí)，大的數據塊被分解為小片段，然后以多個(gè)數據包的方式發(fā)送。延遲就是其中一個(gè)數據包的傳輸時(shí)間。
• 總線(xiàn)軟件、固件和硬件的儀器實(shí)現方式將影響總線(xiàn)性能。并不是所有的儀器都是生來(lái)一致的，無(wú)論是用戶(hù)定義的虛擬儀器還是廠(chǎng)商設計的傳統儀器，在儀器具體實(shí)現過(guò)程中所采用的折中措施，都將影響儀器性能。虛擬儀器的一個(gè)好處就是：最終用戶(hù)作為儀器的設計者，在儀器實(shí)現的過(guò)程中，自己就可以作出最優(yōu)的折中決定?！　?/li>

 

　　3. 該儀器將要用在什么環(huán)境中?

　　在開(kāi)發(fā)一個(gè)儀器控制應用時(shí)，充分考慮其部署環(huán)境是很重要的。您需要考慮的主要因素包括：儀器到PC之間的距離，以及接口和電纜的堅固性。這兩個(gè)因素在為儀器控制系統選擇總線(xiàn)時(shí)至關(guān)重要。

　　儀器到PC之間的距離

　　如果您的儀器離PC很近(小于5米)，您就可以靈活地選擇任意一種總線(xiàn)類(lèi)型。如果您的儀器遠離PC，例如，在另一個(gè)房間內或另一幢大樓里，那么您應該考慮分布式儀器控制系統的體系架構。分布式儀器控制系統中可能包括擴展器、中繼器、LAN/LXI, 或者LAN轉換器(例如，以太網(wǎng)至GPIB轉換器)。

　　接口和電纜的堅固性

　　如果您的儀器處在充滿(mǎn)噪聲干擾的環(huán)境中，例如工業(yè)環(huán)境，那么您可以考慮使用提供保護的接口總線(xiàn)，隔離環(huán)境干擾。例如，在一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間里，GPIB或者USB將是一個(gè)更加合適的選擇，因為它的電纜鎖定牢靠，具有堅固耐用的屏蔽指標。

　　4. 設置和配置總線(xiàn)的難易程度如何?

　　當您在選擇總線(xiàn)接口時(shí)，請注意其設置和安裝方式。某些儀器部署在有許多用戶(hù)交互的地方，例如實(shí)驗室中，這是就應該考慮選擇SUB總線(xiàn)接口，使用起來(lái)非常方便，且與用戶(hù)習慣一致。對于需要考慮安全性的儀器控制系統，您應該意識到信息技術(shù)部門(mén)可能會(huì )禁止使用以太網(wǎng)/LAN/LXI等總線(xiàn)。如果您確定以太網(wǎng)/LAN/LXI對于您的儀器控制系統來(lái)說(shuō)是最佳總線(xiàn)接口，那么當您將其部署在一個(gè)需要考慮安全性的環(huán)境中時(shí)，應該在整個(gè)設計實(shí)施過(guò)程中與信息技術(shù)部門(mén)協(xié)同工作。