LXI總線(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)及其在分布式測試與診斷系統中的應用研究

經(jīng)過(guò)綜合考慮，本系統采用了以LXI總線(xiàn)為主，VXI和GPIB等其它總線(xiàn)為輔的混合總線(xiàn)體系結構，如圖2所示。在這個(gè)系統中，大多數監測點(diǎn)采用LXI儀器來(lái)實(shí)現測量和控制，各個(gè)LXI儀器直接連接到網(wǎng)絡(luò )上，由于每個(gè)LXI設備有自己的處理器，所以監測節點(diǎn)處不需要終端計算機。對于某些試驗項目，如導彈地面測試，有相對成熟的VXI或GPIB總線(xiàn)系統，為了節約成本，將這些系統也接入到LXI總線(xiàn)系統中。由于很多儀器供應商提供了GPIB與LAN得轉換器，以及支持網(wǎng)絡(luò )傳輸的零槽控制器，這就使已有的GPIB、VXI和PXI測試系統可以很容易地接入到整個(gè)LXI網(wǎng)絡(luò )中來(lái)。從圖2可以看出，采用LXI總線(xiàn)技術(shù)即簡(jiǎn)化了系統配置，節約了系統資源，又增加了系統得靈活性。

圖2 分布式測試與故障診斷系統結構

3.2 同步測試的實(shí)現策略
在分布式測試與故障診斷系統中，同步測試、同步試驗是一個(gè)非常普遍的需求。VXI儀器可以通過(guò)背板總線(xiàn)觸發(fā)實(shí)現同步測試，但是這種方法對于同一機箱內的模塊之間是可行的，對于不同機箱之間就難以實(shí)現同步。LXI儀器提供了三種同步觸發(fā)機制：網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)，IEEE－1588時(shí)鐘同步觸發(fā)和觸發(fā)總線(xiàn)。下面將分析這三種機制的實(shí)現機理并提出遠程測試與故障診斷系統的同步實(shí)現策略。

3.2.1 網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)
實(shí)現網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)的系統結構如圖3所示，多個(gè)LXI設備之間通過(guò)交換機或集線(xiàn)器連接在一起，網(wǎng)絡(luò )觸發(fā)消息可以由計算機發(fā)給所有設備，或者由其中一個(gè)設備發(fā)給其它所有設備，這樣就可以實(shí)現一點(diǎn)對多點(diǎn)的觸發(fā)應用，因為觸發(fā)消息在網(wǎng)絡(luò )間的傳遞是采用標準UDP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，不需要網(wǎng)絡(luò )握手，所以網(wǎng)絡(luò )延時(shí)比采用TCP/IP協(xié)議時(shí)小的多；另外，觸發(fā)消息也可以由其中一個(gè)設備發(fā)給同一網(wǎng)段中的另一個(gè)設備，這是點(diǎn)對點(diǎn)的觸發(fā)方式。采用網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是：

1) 比通過(guò)軟件觸發(fā)有更大的靈活性
2) 不需要專(zhuān)門(mén)的觸發(fā)線(xiàn)
3) 沒(méi)有距離的限制
4) LXI模塊之間可以相互協(xié)調，排除了計算機處理速度的瓶頸影響，從而減小了網(wǎng)絡(luò )延時(shí)

圖3 網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)的系統結構圖

3.2.2 IEEE-1588 時(shí)鐘同步觸發(fā)
IEEE-1588的時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò )拓補結構如圖4所示。在網(wǎng)絡(luò )中選擇其中一個(gè)LXI儀器做為主時(shí)鐘儀器，其它儀器為從時(shí)鐘儀器。同步原理如圖5所示。

圖4 IEEE-1588網(wǎng)絡(luò )時(shí)鐘同步結構圖

主時(shí)鐘向所有從時(shí)鐘發(fā)出一個(gè)同步信息包（簡(jiǎn)稱(chēng)SyncMessage 信息），而且這個(gè)信息包中包含有信息發(fā)出的精確時(shí)間，假設主時(shí)鐘發(fā)出信息包的精確時(shí)間為T(mén)1。

從時(shí)鐘接收同步信息包，假設從時(shí)鐘接收到信息包的時(shí)間為T(mén)2。T2=T1-offset＋delay1，delay1為網(wǎng)絡(luò )延時(shí)。

然后，從時(shí)鐘在T3時(shí)刻發(fā)出延時(shí)請求信息包（簡(jiǎn)稱(chēng)DelayMessage）,主時(shí)鐘在T4時(shí)刻收到這個(gè)信息包。T3=t4-offsetdelay2。delay2為網(wǎng)絡(luò )延時(shí)。

主時(shí)鐘最后給從時(shí)鐘發(fā)送一個(gè)延時(shí)響應信息包（簡(jiǎn)稱(chēng)DelayResp）這個(gè)信息包中含有T4這個(gè)時(shí)間。