测试/测量总线与混合系统的混合与匹配

2016-08-18 11:07:22来源: eefocus 关键字:测试  测量总线  混合系统  匹配
        测试/测量(T&M)用户在进行系统配置以最大程度地匹配其测试要求时,往往面临较大的挑战。而适合各种新兴应用的种类繁多的测试装置,以及用于测试装置互连的众多总线的出现,使得这些挑战有望得到解决。

        用于将所有测试部件整合成一个“混合”系统的软件就是在这种情况下出现的。这种软件通过向用户提供对测试功能的简单访问,从而使用户充当驱动器的角色。

        测试系统前期成本的最大部分是T&M用户用于系统控制所花的编程时间和精力。当为设计验证系统产生测试代码时,用户必须将代码重用性以及从其它测试程序利用这些代码的编码工作考虑在内。最为重要的是,代码程序应与具体的测试设备部件无关。

        正确的软件驱动程序和配置实用程序对于混合系统来说至关重要,它们可以通过用户选择的总线从PC计算中心来控制众多的T&M设备。这样,T&M用户可以针对灵活性、易使用性和成本效益,对其测试解决方案进行最优化配置。模块化测试设置以及对测试功能的软件控制为硬件测试装置的专用部件提供了前所未有的灵活性。

以软件为中心的趋势

        针对现在以及未来的需求,“软件就是仪器”。NI LabVIEW及其许多工具箱和模块以及Agilent VEE Pro等基于PC的友好图形用户环境的推出,更是推动了这种趋势的发展。

        需要控制的另外一个因素是日益增加的T&M硬件成本,这是由于高性能测试设备的开发引起的,这种设备的成本是注重成本的设计项目所无法控制的。对于一个现代的测试设备,100,000美元的成本是司空见惯的。

 

 

        T&M设备用户将需要更多的能力,但这些用户不希望成本太高。这就是为什么基于PC的低成本设备兴起的原因,这种设备可以提供在用户定义的软件中实现高级功能的灵活性。

        随着标准和测试要求的不断变化,当这种变化速度超过测试设备的功能跟上这些变化的速度时,T&M用户发现他们需要能够快速、准确地以低成本定制其测试功能的灵活性。

        当任务(比如分析一些不断变化的最新无线通信技术协议)可以在软件中更加快速、准确且低成本地完成时,另外再购买价格昂贵的新测试设备是毫无意义的。事实上,对于中度复杂的终端产品而言,比如汽车信息系统以及3.5G和4G手机,甚至也需要进行大量的测试工作。

 

图1:除非你有一个强大的软件架构,否则你只需要通过不同的总线将各个硬件通信设备连接起来即可。该方案依赖于主要由软件驱动的混合T&M设置。

 

混合连接性

        通用串行总线(USB)、局域网(LAN,如以太网)以及PCI Express等一些基于通信总线的新兴仪器控制标准,在设备连接性方面给T&M用户带来了越来越多的选择,而这些选择方案也各有利弊。这无疑给用户指出了最佳设置,而最佳设置理所当然取决于用户应用。

        除非你有一个强大的软件架构,否则你只需要通过不同的总线将各个硬件通信设备连接起来即可。该方案依赖于主要由软件驱动的混合T&M设置(图1)。这种系统整合了来自开放式模块化仪器平台的各种元器件,包括面向仪器系统的PCI扩展(PCI eXtensions for Instrumentation,PXI)和面向仪器系统的VME扩展(VME eXtensions for Instrumentation, VXI)总线,以及连接通用接口总线(GPIB)、USB和 LAN(如以太网)等接口的独立仪器。另外,还可以通过MXI(多系统扩展接口总线)接口总线进行连接。

        在最大程度地提高现有设置的复用的同时,混合系统还可以增加用户的仪器选择。这种基于软件的框架明确支持多总线和平台技术。

        测量和控制服务层是软件框架的组成部分。该单元包括可以简化硬件配置和硬件与测试代码集成的灵活的设备驱动程序(图2)。最佳的软件工具不再需要考虑有关总线和设备的注意事项

 

图2:测量和控制服务层是软件框架的组成部分。该单元包括可以简化硬件配置和硬件与测试代码集成的灵活的设备驱动程序。

 

        例如,VISA使用相同的应用编程接口(API),无需考虑开发套件是否与USB、以太网或者通用接口总线(GPIB)仪器连接,以及该仪器是数字万用表(DMM)还是示波器

        被测硬件很大程度上确定了准确性和稳定性等测试参考特征。通信总线确定吞吐和延迟性能。此外,系统内核为PC或PXI系统。而软件架构确定系统元器件的集成度。

        任何测量的有效性及效率都会受到所选T&M总线的影响。此外,每种总线都有其自身优缺点(见图3和上表)。理解每种总线的属性非常关键。

 

图3:任何测量的有效性及效率都会受到所选T&M总线的影响,每种总线都有其自身优缺点

 

明智地选择总线

        通用接口总线(GPIB,也称为IEEE 488标准)已经制定很久了,该总线标准具有极宽的安装仪器基础。LAN以太网是分布式系统的理想选择。另外,USB可以提供具有热插拔特性和自动检测功能的连接性。PCI和PCI Express等高速内部总线可以实现最佳带宽和延迟性能。

        带宽和延迟是测试/测量用户遇到的两个最重要的测量参数。带宽是一个可观测参数,它影响数据通过总线的发送速率。而延迟的可观测性则较低,它对数字万用表(DMM)测量、交换和仪器配置等应用有直接的影响。

延迟参数由单个命令从PC或PXI控制器等总线上的一个节点的发送速率、到达另一节点(如仪器)的速率,以及被该节点处理的速率确定。

        随着电子技术向许多新兴市场的蔓延,软件在T&M用户的工具列表中的地位已经越来越重要。这些应用的测试需要灵活而快速的,具有成本效益的测试方法,而这些方法仅通过构建于PC或PXI计算中心的基于软件的仪器建立过程来实现。

关键字:测试  测量总线  混合系统  匹配

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016081816786.html
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