VXI總線(xiàn)儀器系統
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VXI總線(xiàn)是VMEbusExtensionforInstrumentation的縮寫(xiě)，即VME總線(xiàn)在測量?jì)x器領(lǐng)域的擴展。這是一種新型測量?jì)x器的標準總線(xiàn)，其總線(xiàn)標準是一種在世界范圍內完全開(kāi)放的、適用于各國不同的廠(chǎng)家、不同應用領(lǐng)域的行業(yè)標準。由于它是電子儀器發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑，因此被國內外專(zhuān)家譽(yù)為“跨世紀的儀器總線(xiàn)”、“劃時(shí)代的技術(shù)成果”，并被認為是電子儀器和自動(dòng)測試領(lǐng)域的“第三次革命”。VXI總線(xiàn)系統自80年代末問(wèn)世以來(lái)，對國際儀器儀表自動(dòng)化測控技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響，已成為國內外關(guān)注的“熱點(diǎn)”。
VXI總線(xiàn)系統具有標準化、通用化、系列化、模塊化的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，集測量、計算、通信功能于一體，是國際90年代一項高、新科技。它不僅繼承了GPIB智能儀器和VME總線(xiàn)的特點(diǎn)，還有高速、模塊化、易于使用等優(yōu)勢。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)它是國際上最新推出的開(kāi)放式儀器系統。該系統主要由主機箱、“0槽”控制器、具有各種功能的模塊化儀器和驅動(dòng)軟件、軟面板(SFP)、軟件開(kāi)發(fā)平臺以及系統應用軟件等組成。
(2)它采用了當代多項高、新技術(shù)，包括微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動(dòng)測試技術(shù)、圖形處理技術(shù)(虛擬儀器，軟面板)、智能化儀器儀表等光、電、機技術(shù)。
(3)其核心思想是使VXI產(chǎn)品成為開(kāi)放式結構的總線(xiàn)系統。標準統一，使用靈活。用戶(hù)購買(mǎi)VXI總線(xiàn)產(chǎn)品之后，在組建系統時(shí)能真正做到“即插即用”(PlugPlay)，立竿見(jiàn)影。人機界面良好，接近于“傻瓜”照相機的靈活程度。
(4)采用背板結構，數據傳輸速率快(40MB/s)，吞吐量大，系統組建靈活方便，易于同其他總線(xiàn)兼容。
(5)儀器系統由傳統的“多機箱堆放式”發(fā)展成“單機箱多模塊式”。它具有安裝密度高、體積小、重量輕、易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。因其外形尺寸小，故可提高被測信號的保真度，能減小儀器與被測裝置的引線(xiàn)長(cháng)度，降低系統噪聲和改善屏蔽效果。
(6)測試性能優(yōu)良，技術(shù)指標先進(jìn)，是對傳統測試系統更新?lián)Q代的理想產(chǎn)品。
(7)采用模塊化的嚴密設計與工藝保證，使之具有很高的可靠性，良好的電磁兼容性和很強的抗干擾能力，具有有效的自檢與自診斷能力和良好的可維修性，大大延長(cháng)了使用壽命。其平均故障間隔時(shí)間(MTBF)一般能達到10萬(wàn)小時(shí)，最高可達70萬(wàn)小時(shí)(折合80年使用期!)
(8)資源利用率高，很容易實(shí)現系統集成，大大縮短研制周期。能實(shí)現系統資源共享，系統易于升級和擴展，易于根據各種現場(chǎng)的需要方便地快速地更換模塊，重新組合系統。因此，即使若干年后老機型被淘汰，其主體部分(如計算機、VXI機箱、VXI模塊等)還可用于新機型，資源的重復使用率高達75%～85%，能將設備的成本及投資風(fēng)險降至最低。
(9)VXI總線(xiàn)系統有著(zhù)豐富的軟件開(kāi)發(fā)工具。測試人員只需調出代表儀器的圖標，輸入相關(guān)的條件和參數，利用鼠標器按測試流程將有關(guān)儀器連接起來(lái)，即可完成全部編程工作，自動(dòng)生成測試程序，并以用戶(hù)指定方式顯示測量結果。
(10)便于用戶(hù)自行開(kāi)發(fā)“虛擬儀器”。虛擬儀器(VI)是測量?jì)x器、計算機與軟件這三者的有機結合。它將儀器硬件(例如A/D、D/A轉換器，數字I/O)、計算機資源(如微處理器，存儲器，顯示器)、軟件(例如軟面板，圖形界面，數據處理，信息交換等)有效地結合起來(lái)，構成軟硬結合、虛實(shí)共體的新一代電子儀器。
2 VXI總線(xiàn)系統的發(fā)展史
2.1 國際發(fā)展動(dòng)態(tài)
1987年，由美國的惠普(HP)、泰克(TEK)、雷卡(Racal)等5家公司在國際上率先成立了VXI總線(xiàn)聯(lián)合體，開(kāi)創(chuàng )了VXI的新紀元。1988年美國制定了VXI總線(xiàn)軍用標準，1992年又制定了IEEE—1155標準。1993年制定了VXI“即插即用”(又譯為“插入即用”)標準，并成立了VXI“即插即用”系統聯(lián)盟。1996年，VXI總線(xiàn)系統已實(shí)現全球標準化。與此同時(shí)，VXI市場(chǎng)已形成一定的規模。目前，全世界已有數百家工廠(chǎng)生產(chǎn)上千種產(chǎn)品。VXI模塊和系統的銷(xiāo)售額正以每年遞增30%～40%的高速度發(fā)展，這遠遠超過(guò)其他儀器的增長(cháng)率。預計到2000年，大約有50%的測試系統將使用VXI。VXI正在高新技術(shù)領(lǐng)域顯示出強大的生命力。例如，美國將在2002年建成距地球380公里高空、有兩個(gè)足球場(chǎng)大的永久性空間站，Maxsys公司最近已研制出基于VXI的能夠模擬空間站上敏感器與執行機構的SES系統，它包括溫度及壓力傳感器、繼電器、開(kāi)關(guān)、電壓源、電流源、程控負荷。目前，一方面正在制定與完善各種VXI總線(xiàn)技術(shù)規范，另一方面則加速VXI總線(xiàn)平臺的開(kāi)發(fā)與推廣工作。VXI總線(xiàn)必將在21世紀發(fā)揮更大作用。
2.2 VXI總線(xiàn)系統在我國的發(fā)展應用
近年來(lái)VXI總線(xiàn)系統在國際上獲得迅速發(fā)展和廣泛應用，立即引起國內測量?jì)x器和自動(dòng)測試領(lǐng)域專(zhuān)家們的極大興趣與高度重視。1990年，我國與VXI總線(xiàn)聯(lián)合體建立了正式聯(lián)系，1993年航天部門(mén)首先開(kāi)始引進(jìn)VXI產(chǎn)品。在94～95年期間我國多次舉辦過(guò)國際VXI產(chǎn)品展覽會(huì )，1995年中國計算機自動(dòng)測量與控制技術(shù)協(xié)會(huì )和中國計量測試學(xué)會(huì )還先后組建“VXI技術(shù)委員會(huì )”和“VXI應用技術(shù)服務(wù)中心”。此后，VXI總線(xiàn)系統開(kāi)始全面進(jìn)入國內各個(gè)領(lǐng)域。如果說(shuō)“八五”初期國內對該項新技術(shù)尚為“隔岸觀(guān)火”，“八五”后期開(kāi)始“躍躍欲試”，那么“九五”規劃期間則是“競相快上，大展宏圖”的全面起動(dòng)階段，這正是歷史的機遇。近幾年來(lái)，我國對VXI總線(xiàn)系統經(jīng)歷了從“技術(shù)跟蹤——產(chǎn)品引進(jìn)——開(kāi)發(fā)研制——推廣應用”四個(gè)階段，已在該技術(shù)領(lǐng)域獲得長(cháng)足發(fā)展，并取得一批重要科研成果。由航天測控公司承擔的國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項目VXI總線(xiàn)C尺寸系列功能模塊(包括5位半DVM、A/D模塊、D/A模塊、I/O模塊、計數模塊等10余種)早已通過(guò)鑒定。由航天工業(yè)總公司三十五所研制成功的“智能化VXI總線(xiàn)目標模擬器控制和驅動(dòng)模塊”、由二院研制的“某型飛行器自動(dòng)測控系統”、由中國科技大學(xué)等單位研制的“通訊產(chǎn)品自動(dòng)測試系統”等等，標志著(zhù)我國電子儀器及自動(dòng)測控技術(shù)已跨入國際先進(jìn)領(lǐng)域。我國航空航天系統已決定從戰斗機到干線(xiàn)飛機均采用VXI總線(xiàn)系統；長(cháng)征三號、長(cháng)征四號B、長(cháng)征二號丁等大型運載火箭的測控系統也以VXI總線(xiàn)作為今后更新?lián)Q代的首選目標。
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