新一代開放式儀器接口標(biāo)準(zhǔn)LXI(05-100)

　　在推動(dòng)電子測(cè)量儀器技術(shù)發(fā)展過程中,從70年代初至2000年代初的三十多年中,先后出現(xiàn)GPIB(通用儀器總線,IEEE488標(biāo)準(zhǔn))、VXI(VME總線的儀器擴(kuò)展,IEEE1515標(biāo)準(zhǔn))和PXI(PCI總線的儀器擴(kuò)展)三種開放式儀器總線,2005年9月LXI聯(lián)盟發(fā)布LXI(LAN的儀器擴(kuò)展)標(biāo)準(zhǔn)1.0版本,標(biāo)志著測(cè)量儀器的新一代開放總線標(biāo)準(zhǔn)的到來。LXI標(biāo)準(zhǔn)繼承前面三種開放式總線的優(yōu)點(diǎn),在局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802.3)基礎(chǔ)上增加測(cè)量儀器系統(tǒng)所需的功能,擴(kuò)展成為性能強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)靈活的開放式平臺(tái),LXI聯(lián)盟發(fā)布的LXI標(biāo)準(zhǔn)1.0版本詳細(xì)規(guī)定物理結(jié)構(gòu)、機(jī)械接口、同步定時(shí)、軟件界面、網(wǎng)絡(luò)組成、觸發(fā)、電磁兼容的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

　　LXI聯(lián)盟和LXI標(biāo)準(zhǔn)

　　LXI聯(lián)盟成立于2004年9月,由安捷倫科技和VXI科技兩家公司發(fā)起,獲得十多家著名測(cè)量儀器公司響應(yīng),宗旨是制訂適應(yīng)二十一世紀(jì)測(cè)量儀器的新一代開放式接口標(biāo)準(zhǔn)。幾年的實(shí)踐,認(rèn)為選用以太網(wǎng)作為儀器作為儀器總線的基礎(chǔ)最有發(fā)展前途,不再采用GPIB那樣的8位并行總線,亦不采用更新周期較短的計(jì)算機(jī)外設(shè)總線。以太網(wǎng)經(jīng)二十多年的發(fā)展成為成熟的技術(shù),還在不斷提高傳輸速度,并且是普及的局域網(wǎng)和PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置網(wǎng)絡(luò)接口,它的支持芯片、連接線纜、連接器、集線器的成本便宜,網(wǎng)頁和瀏覽器資源眾多,工程技術(shù)人員熟悉相關(guān)界面。以太網(wǎng)作為通信局域網(wǎng),它的特性不能完全適合測(cè)量儀器的組網(wǎng)應(yīng)用,需要在局域網(wǎng)上加以擴(kuò)充,故稱為LAN eXtensions for Instrumentation (LAN的儀器擴(kuò)充,簡稱LXI)。在LXI標(biāo)準(zhǔn)起草過程中還制成LXI原形模塊儀器多種,經(jīng)過兩次LXI原型系統(tǒng)的互操作性試驗(yàn),證實(shí)LXI標(biāo)準(zhǔn)的可用性和功能性完全達(dá)到預(yù)期目的。LXI標(biāo)準(zhǔn)版本1.0在2005年9月26日公布。

　　以太網(wǎng)是LXI標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)

　　選擇以太網(wǎng)作為LXI標(biāo)準(zhǔn)的物理基礎(chǔ)是因?yàn)樗哂辛己玫姆€(wěn)定性。

　　為了適應(yīng)不同的應(yīng)用和擴(kuò)大LXI標(biāo)準(zhǔn)的兼容性,按儀器的組網(wǎng)功能分為三個(gè)級(jí)別：

　　C級(jí)器件：具有標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)和網(wǎng)頁瀏覽接口,作為最基本的級(jí)別,適合傳統(tǒng)儀器的接入,特別是物理上小型的產(chǎn)品,例如傳感器的接入,它們無需支持物理上的觸發(fā)和定時(shí)同步。此外,可用于以太網(wǎng)供電或電池供電的小型、簡單儀器。C級(jí)器件的觸發(fā)要求由儀器供應(yīng)商自行規(guī)定。

　　B級(jí)器件：具有標(biāo)準(zhǔn)化以太網(wǎng)接口和支持IEEE1588定時(shí)協(xié)議,定時(shí)協(xié)議使器件能夠執(zhí)行同步功能,達(dá)到與GPIB總線儀器相似的或更好的定時(shí)精度。

　　A級(jí)器件：是供標(biāo)準(zhǔn)化以太網(wǎng)接口和支持IEEE1588定時(shí)協(xié)議,以及物理上的線接觸發(fā)功能。線接觸發(fā)使器件之間建立事件觸發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化操作,觸發(fā)的定時(shí)精度只受線纜長度和物理上儀器設(shè)計(jì)的限制。A級(jí)器件的觸發(fā)功能大體達(dá)到VXI和PXI模塊儀器的水平,但是觸發(fā)線纜的長度要比背板觸發(fā)線的長得多。

　　LXI標(biāo)準(zhǔn)的物理規(guī)范

　　LXI器件的機(jī)箱

　　LXI器件采用國際電工技術(shù)委員會(huì)IEC60297-1標(biāo)準(zhǔn),即寬度為482.6mm(19英寸)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱,高度分1U、2U、3U和4U(單位U=13/4英寸=44.45mm),物理尺寸與GPIB機(jī)箱兼容。LXI器件的最小單元是1U半寬度機(jī)箱,由于IEC60297-1沒有定義半寬度機(jī)箱,LXI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半寬度機(jī)箱尺寸作出規(guī)定,作為無前面板的LXI模塊結(jié)構(gòu)與VXI和PXI的插卡模塊結(jié)構(gòu)不同,其表現(xiàn)為：

• 　　LXI模塊不使用多層PCB背板的框架式機(jī)箱、通風(fēng)風(fēng)扇、電源管理,以及框架機(jī)箱與PC控制器的專用通信鏈路。
• 　　LXI模塊可緊密堆疊置放,而且適合于安裝已有的GPIB桌面儀器。
• 　　LXI模塊具有多種尺寸可供使用,而VXI和PXI框架機(jī)箱往往需要在儀器性能和模塊尺寸之間作出選擇。

　　LXI模塊的通風(fēng)冷卻