用LXI構建合成儀器(05-100)

• 　　對SI,等級A LXI最值得關(guān)注,IEEE1588同步協(xié)議和高速步線(xiàn)低壓差分信號觸發(fā)總線(xiàn)提供確定的定時(shí),由于多數SI模塊沒(méi)有前面板和顯示,用戶(hù)界面是通過(guò)Web接口定義的,一個(gè)可交換的虛擬儀器應用編程界面(IVI API)在計算機與模塊間提供通信,LXI機械規范保證模塊像系統好鄰居一樣工作。
• 　　觸發(fā)總線(xiàn)工作在100MHz,相當于1ns精度,實(shí)際可達到的性能約為2ns,并可配置成星形、菊鏈、或混合體系結構,IEEE1588協(xié)議用實(shí)時(shí)時(shí)鐘來(lái)提供確定的網(wǎng)絡(luò )定時(shí),與使用的LAN速度無(wú)關(guān)。
• 　　在LXI以太網(wǎng)總線(xiàn)上,對2Σ分布,IEEE1588提供約50ns定時(shí)同步。數據吞率和LXI總線(xiàn)等待時(shí)間明顯地在很大程度上取決于處理器和接口硬件。在服務(wù)器和工作站中,千兆位以太網(wǎng)已十分普遍。1GB/S的峰值速率,當然在實(shí)際使用中很少能達到這一性能水平。在以太網(wǎng)上執行的標準面向連接協(xié)議是TCP/IP。由于主CPU主要負責處理計算量大的TCP/IP軟件棧,等待時(shí)間相對較大,在50~120礢范圍內。這些等待時(shí)間將影響典型SI設計所要求的上下關(guān)系。

　　多數先進(jìn)的SI體系結構傾向于使用分布在系統中各類(lèi)工作模塊中的的公共測試調試表或狀態(tài)機調度表,調度表同步在1588協(xié)議中完成。這種安排可讓廣泛分布的組件以約100ns速率同步事件。更精確的調度表事件同步可用布線(xiàn)觸發(fā)總線(xiàn)完成。

　　對LXI總線(xiàn)來(lái)說(shuō),主要等待時(shí)間是在專(zhuān)用語(yǔ)言程序環(huán)境中執行過(guò)程事件的時(shí)間。在此場(chǎng)合,典型編程技術(shù)要求主CPU交換上下關(guān)系來(lái)執行命令,當然還有專(zhuān)用語(yǔ)言程序解釋所涉及的其它等待時(shí)間。據報道,Microsoft XP和Linux兩種操作系統的上下交換時(shí)間超過(guò)30祍?？紤]到附加的解釋器等待時(shí)間,正是這些等待時(shí)間,而不是以太網(wǎng)總線(xiàn)的等待時(shí)間,構成端對端數據和模塊中事件傳輸的主要因素。

 

　　圖2 詳細的SI結構

　　用LXI標準設計SI

　　SI系統可方便地嵌入在VXI或PXI機箱的基帶體系結構基本部件構建。然而,在同一機械和電氣環(huán)境中很難完全包含RF體系結構,尤其是高性能微波系統。致使眾多生產(chǎn)廠(chǎng)家采用插卡箱基基帶部件連接至大型RF部件相結合的方案來(lái)設計混合系統,即放置在商品化插卡箱內的基帶模塊與由專(zhuān)用數據和控制總線(xiàn)控制的定制RF模塊相結合的系統,因為RF系統需要良好的屏蔽而且是耗電大戶(hù)。

　　采用以太網(wǎng)總線(xiàn)作為主要系統總線(xiàn)的標準基系統有很多吸引人的優(yōu)點(diǎn),具備很多先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )特性,比如傳統的測試與測量接口不能提供對等通信,還有以太網(wǎng)電纜和插卡是標準的、廣泛使用的,且基本上是免費的。