總線(xiàn)技術(shù)在儀器控制與連接方面應用
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目前新總線(xiàn)技術(shù)的使用
現今僅有數個(gè)儀器制造廠(chǎng)商﹐在所制造的儀器中內建USB﹑以太網(wǎng)絡(luò )﹑或IEEE 1394選擇界面。制造廠(chǎng)商對于總線(xiàn)的集成速度緩慢﹐是因為沒(méi)有一種總線(xiàn)技術(shù)能夠在儀器控制工業(yè)中位居于主導地位。USB的普遍性﹐或大型以太網(wǎng)絡(luò )的存在﹐或許可以提供設計者﹐在儀器控制中加入不同的通訊總線(xiàn)。當儀器制造商討論各總線(xiàn)技術(shù)的生存能力時(shí)﹐使用者如欲在其現有測試系統使用最新的總線(xiàn)技術(shù)﹐則可以選擇連結不同的通訊總線(xiàn)的橋接器。
利用橋接器（bridge products）以節省投資
由于新總線(xiàn)技術(shù)的的接受和應用減緩﹐與工業(yè)上對主導總線(xiàn)要求的不確定因素﹐橋接器等產(chǎn)品應運而生﹐成為儀器控制與產(chǎn)品連結的有效解決方案。使用橋接器, 使用者可以輕易的從一種總線(xiàn)轉換到不同型號的總線(xiàn)﹐同時(shí)利用最新的技術(shù)﹐保持下下的兼容性。例如﹐橋接器的一端可以插入您的電腦或系統上的以太網(wǎng)絡(luò )﹑USB﹑或1394接口﹐而另一端則通過(guò)GPIB或串口連接至傳統的儀器。使用者可以享有這些新總線(xiàn)在電腦上即插即用﹑簡(jiǎn)易操作與應用廣泛的好處。此外﹐通過(guò)可以維持儀器控制軟件的兼容性﹐用戶(hù)可以減少軟件的投資并縮短研發(fā)時(shí)間。
橋接器是為了解決使用者在應用上產(chǎn)生的困擾而設計的。例如﹐當更改控制器并利用以太網(wǎng)絡(luò )至GPIB橋接器時(shí)﹐使用者可以將GPIB插入式控制器的軟件重新使用﹐而不需任何修改。以下討論儀器控制系統軟件的重要性。
National Instruments提供了應用廣泛的GPIB外接控制器﹐使用戶(hù)快速運行并提供降低成本﹑高效的解決方案。使用NI的GPIB-ENET/100﹐與 Ethernet-to -GPIB控制器﹐用戶(hù)可以通過(guò)TCP/IP網(wǎng)路﹐控制與共享位于世界各地的儀器。另外﹐使用者可不必修改他們?yōu)镚PIB通信所編寫(xiě)的程序代碼﹐就可應用于他們的GPIB-ENET/100。
輕便型NI GPIB-USB-A能將任何具有USB接口的電腦﹐轉換成全功能﹑即插即用﹑IEEE-488.2的控制器﹐其可控制達14個(gè)可編程GPIB儀器。GPIB-USB-A的體積小﹐重量輕﹐是使用不具內建I/O插槽的手提式電腦或桌上型電腦等便攜式應用的最理想的選擇。
GPIB-1394能將任何帶有IEEE 1394接口的電腦轉換成一全功能的IEEE 488.2控制器﹐并可控制14個(gè)可編程的GPIB儀器。
以太網(wǎng)絡(luò )﹑USB與1394在作為測試與測量應用的標準總線(xiàn)界面上﹐有很大的潛能。隨著(zhù)PC技術(shù)的發(fā)展﹐這些與其他未來(lái)的總線(xiàn)可以應用于儀器控制。但是﹐考慮到PC技術(shù)的迅猛發(fā)展﹐而測試測量?jì)x器的生命周期相對較長(cháng)，現在的一些甚至于將來(lái)的總線(xiàn)技術(shù)應該慎重考慮其在儀器控制方面的應用和使用周期。GPIB在儀器控制與連結方面﹐能成為被廣泛使用的總線(xiàn)﹐主要的原因是經(jīng)過(guò)了時(shí)間的成功考驗。與現今的總線(xiàn)技術(shù)不同﹐GPIB是特別為儀器控制而設計﹐并且在未來(lái)仍會(huì )持續應用于測試和測量的應用。
創(chuàng )造靈活的軟件架構
不論未來(lái)何種總線(xiàn)會(huì )與GPIB共同使用﹐軟件的向上兼容性與集成將是任何使用者在混合式I/O系統取得成功的關(guān)鍵。在應用新的總線(xiàn)標準的進(jìn)行無(wú)縫連接的同時(shí)，如果軟件不存在的兼容性，則會(huì )存在花費3小時(shí)連接新儀器，還需花費三個(gè)月編寫(xiě)新的應用程序的問(wèn)題。
由于多供應商﹑多界面系統的現象逐漸流行﹐您需要一個(gè)軟件結構，能夠以最少精力與最強大的軟件再利用性方式處理這些系統。例如使用可交換虛擬儀器（IVI） 與虛擬儀器軟件架構 （VISA） 的工業(yè)軟件標準﹐使用者在轉移至新總線(xiàn)時(shí)﹐可以維持其軟件與之前撰寫(xiě)的程序相兼容﹐并符合工業(yè)標準通訊協(xié)定的方式﹐維持其軟件投資。
以VISA維持軟件投資
為使工業(yè)軟件兼容性更進(jìn)一步﹐VXI即插即用系統聯(lián)盟開(kāi)發(fā)了一個(gè)I/O軟件的規格 — VISA。聯(lián)盟于1993年成立時(shí)﹐許多VXI﹑GPIB與串口界面的非標準商業(yè)應用已經(jīng)存在。對于這些總線(xiàn)﹐VISA為高層多供應商系統軟件提供研發(fā)﹑傳送與交互使用的共用基礎﹐如儀器驅動(dòng)程序﹑軟件面板﹑應用軟件等。雖然此聯(lián)盟定義了VISA﹐然而一些個(gè)別的供應商也有不同的VISA軟件。
由于VISA能為儀器通訊定義應用程序界面（API）﹐當您移至新的總線(xiàn)接口或混合式I/O系統時(shí)﹐仍可以確保您的軟件投資。
但使用上述模式有一個(gè)問(wèn)題﹐就是各供應商設計的VISA軟件﹐是用于供應商自己的控制器﹐而不能使用于其他供應商的產(chǎn)品。另外﹐欲在新的總線(xiàn)上工作﹐您必須安裝一個(gè)完整的VISA庫。有時(shí)這是由不同的供應商提供﹐而且這也不保證能維持現存的界面。
為解決此問(wèn)題﹐National Instruments早已使用一個(gè)”P(pán)assport”插入式模塊重新設計我們的VISA產(chǎn)品﹐此模塊為各個(gè)不同的總線(xiàn)定義不同的通訊接口﹐或稱(chēng)作passport。此NI Passport模塊將特定的連結總線(xiàn)的通訊機制與核心VISA庫分開(kāi)﹐此函式庫含有常用的高階VISA API。使用此模塊﹐各個(gè)不同的總線(xiàn)需要一個(gè)passport以連接至核心VISA引擎﹐因此﹐可以很容易的與新總線(xiàn)相容﹐而不需牽動(dòng)現有的界面。
通過(guò)這一模塊﹐您可以真正的擁有多重供應商﹑多重界面的系統。與其他依賴(lài)如 COM技術(shù)的解決方案不同﹐多平臺的ANSI C技術(shù)仍舊是Passport模型的基礎。National Instruments承諾將使VISA與任何會(huì )在測試與測量應用中受歡迎的總線(xiàn)介面兼容。
以IVI尋找多變性
IVI基金會(huì )正在定義儀器驅動(dòng)程序的標準——一個(gè)能夠克服低階通訊的軟件模塊﹐ 這是一個(gè)建立在VISA之上的標準﹐提供強健高效能﹑容易使用的儀器傳輸協(xié)議。這些儀器驅動(dòng)程序是根據基本標準而制作﹐包含如測量或讀取波形的高階功能﹐而其內部包含低階VISA讀寫(xiě)功能。與VISA合并﹐IVI可提供給多重供應商﹑多重平臺﹑與混合I/O測試系統一個(gè)強大的功能機制。(end)
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