PXI和LXI实现通信测试自动化

2011-04-16 11:25:34来源: 互联网
要点

  - 仪器与控制器通信以及彼此间通信的能力可追溯到上世纪60年代末,当时HP公司发明了HP接口总线(HP-IB),被制定为IEEE-488标准,并起了一个名字——通用接口总线(GPIB)。

  - PXI标准和LXI标准正在克服HP-IB和GPIB 的种种局限性。

  - 在PXI方面,模块天生就同步,只须把它们放在同一机箱中即可。

  - LXI产品涵盖了高性能测试系统的构建工作所需的所有主要产品类别,并且在仪器能力方面没有缺憾。

  - 最终,多种仪器规格都会有发展空间。

  当人们在为通信和其它先进应用设计复杂的器件和系统时,他们经常需要用一些能够互相通信的仪器来做测量。例如,人们也许需要把信号源和分析仪同步,来评估某种原型,或者需要执行自动化测量,来收集大量特征描述数据。

  仪器早已能和控制器通信并且互相通信,来为这类应用服务。这种能力可追溯到上世纪60年代末,当时HP公司发明了HP接口总线(HP-IB),被制定为IEEE-488标准,并起了一个与厂商无关的名字——通用接口总线(GPIB)。很多仪器早已配备以电脑为中心的通用接口,比如RS-232、 USB等等。但这些接口都有局限性。GPIB电缆又粗大又贵,并且数据速率有限。USB电缆无处不在,也很便宜,但接口不具备针对仪器的特性,而且把通信局限于单台电脑附近的几部仪器。

  LXI标准和PXI标准正在克服这些局限性。这些标准各自的支持者们分别以LXI联盟和PXI系统联盟为代表,在夏秋两季的行业活动期间,他们大力宣传各自标准的特性和好处。人们可以使用符合其中某种标准的仪器或是混合系统,来为自己的实验室带来自动化测试能力。几家厂商表示:不存在某种单一的仪器系统体系结构来用于所有应用,他们在同时支持两种标准,或至少是在研究这些标准(表1中的突出显示部分)。

  


  LXI联盟和PXI系统联盟

  如果人们正在从事微波领域的工作,他们将需要LXI系统或者配备LXI微波仪器的混合系统。在PXI规格方面,Phase Matrix公司提供26.5GHz PXI-1420下变频器,而Pickering InteRFaces公司则提供PXI微波开关。Aeroflex公司和NaTIonal Instruments公司的通用PXI射频信号源和接收器分别达到最高6GHz和6.6GHz。PXI射频模块制造商并不打算增加带宽,而是以支持新兴技术为目标。例如,Aeroflex公司最近宣布了其PXI系统的新型LTE测量能力。相比之下,人们能买到的几乎任何类型的台式仪器大概都提供符合 LXI的版本。例如, Rohde & Schwarz公司刚刚推出了它的R&S ZVA67,这是一种10MHz至67GHz矢量网络分析仪。该仪器符合LXI C类。

  另外,如果人们需要某种远程访问形式,或者必须覆盖长距离,那么事实能够证明LXI是首选技术。例如,如果人们需要对雷达工作距离开展测试,其中的信号源和接收器相隔数百米,那么LXI系统就能轻松完成在别的方式下不切实际的测量(参考文献1)。

  另一方面,PXI提供了一种方式来轻松配置某个仪器系统,无须处理LAN问题,也无须IT部门参与。PXI天生就在背板上的仪器之间提供时钟同步,LXI B和C类仪器具有这种能力,但较常见的C类版本不具备这种能力,特别是在射频与微波范围内。而且,PXI系统可以用很高的速率来输送数据,执行仪器外的存储与分析。

  推动LXI

  Agilent Technologies公司的Von Campbell是LXI联盟的主席,他于去年9月16日在Autotestcon大会上说:“目前,1211种产品获得了LXI认证,比12个月以前增加了大约50%。”他说,在同一时期,配备LXI连接的仪器家族从64种增加到了140种,有24家会员公司拥有符合LXI的产品。他指出:LXI涵盖了高性能测试系统的构建工作所需的所有主要产品类别,并且在仪器能力方面没有缺憾。

  与Campbell一起在Autotestcon大会上发表关于LXI讲话的还有The Mathworks公司Matlab与Simulink测试与测量产品经理Rob Purser,Pickering Interfaces公司销售与营销经理Bob Stasonis,Agilent Technologies公司资深营销工程师Chris Van Woerkom,VTI Instruments公司业务开发副总裁Tom Sarfi。

  Purser指出,LXI“充分利用电信浪潮”来为测试系统降低互连成本并确保长期稳定性。他说以太网具有30年的演变历史,并一直保持着兼容性。多数LXI实施工作都不需要特殊硬件,但Purser告诫人们不要购买最便宜的以太网电缆来用于各自的仪器系统。他说LXI补充了当前的技术,使人们可以用LXI来配合GPIB、PXI或VXI系统。

  Purser说,尽管以太网有这些能力,但仅有它是不够的。如果仅使用以太网(许多仪器的确具有以太网接口),那么人们将需要一种方式来配置数百个LAN选项,来发现仪器,来把测试与测量软件连接到仪器,来协调各项测量活动。他说LXI提供了一种标准的默认LAN配置,来处理人们在把仪器连接到LAN时必须处理的所有细节。为了表明设置LXI系统可以有多容易,Purser在The MathWorks公司的Autotestcon展位演示了一种信道测试设置,它包含Agilent公司和Tektronix公司的仪器,它们与运行The MathWorks公司Matlab软件的PC共同工作。

  Agilent公司的Van Woerkom 详细介绍了LXI的能力,说它为测试系统提供了一套协调的LAN通信服务,为仪器支持LAN发现功能,为仪器定义了标准的网页,规定了可互换虚拟仪器(IVI)驱动程序,要求为达标产品开展互操作性测试,并为触发与同步提供了扩展特性。

  与IT部门打交道

  如果人们与各自的IT部门打过交道,他们也许会认为LAN连接是问题,而不是特性。在Autotestcon上发表讲话时,Pickering InteRFaces公司的Stasonis介绍了在把仪器连接到公司的网络时,如何避免意想不到的困难。他还在如何与防火墙和IT部门打交道方面提供了一些建议, 他说IT部门关心正常运行时间和安全问题,这可以理解。

  Van Woerkom说,如果自动化测试系统要求不高,那么某种不会令IT部门不安的配置也许会获得通过。他介绍了一种系统,其中的PC、路由器以及符合LXI的仪器位于一个孤立的子网中(图1)。人们可以让路由器利用DHCP协议来配置仪器,但如果人工分配IP地址和别名,则可避免与地址再分配相关的问题,并简化编程。他说:“程序喜欢固定的地址。”

  

  图1,Agilent Technologies公司的Chris Van Woerkom说,人们可以买一部路由器来把PC和LXI仪器连接到公司网络中,并且不会使IT部门感到不安。

  如果人们必须与校园各处或全球各地的仪器通信,或者如果他们希望提供实验室仪器的远程访问,那么IT的参与就很关键。据Stasonis说,人们将需要确定所需IP地址的数量, 定义一个等待时间最短且发现功能简便的网络拓扑结构,并且描述与带宽相关的网络通信量以及将使用的服务和协议。另外他还说,你将需要决定在何处把测试结果存档,以及如何处理系统更新,例如病毒防护的系统更新。

  在结束Autotestcon的讲话时,VTI Instruments公司的Sarfi概括了A、B、C类的仪器特征。C类是基本配置,确保与其它LXI C类仪器的互操作性。多数符合LXI的射频和微波仪器属于C类,但是VTI公司制造的是符合A类的微波开关。B类仪器实施IEEE 1588标准,以便在仪器之间提供同步,各仪器都包含自己的时钟,其速率与邻近仪器略有不同。Sarfi说,B类系统包含一个计时主设备和几个从设备,利用时间戳来使时间差保持在数十纳秒范围内。他最后描述了A类仪器,它们包含一条8道M-LVDS总线来支持硬件速度下的精确异步握手,误差限于传播延时。

  

  LXI仪器在微波领域得到广泛运用。其中一个例子就是Rohde & Schwarz公司最近推出的R&S ZVA67,这是一种符合LXI C类的10 MHz至67 GHz矢量网络分析仪。该仪器在67 GHz的动态范围是110 dB,可用于研发以及生产应用。

  

The Mathworks公司演示了如何利用Matlab软件以及Agilent公司和Tektronix公司符合LXI的仪器来测试电缆阻抗特征。

  在Autotestcon,The Mathworks公司演示了如何利用Matlab软件以及Agilent公司和Tektronix公司符合LXI的仪器来测试电缆阻抗特征。

  

NI公司提供PXI硬件和软件定义仪器测试能力来促成多标准通信设备的测试

  NI公司提供PXI硬件和软件定义仪器测试能力来促成多标准通信设备的测试,其中包括对GPS、蓝牙、Wi-Fi、WiMax的支持。

  从台面到PXI

  如果把所有仪器都插到一块背板中,就无需IEEE 1588同步或单独的硬件总线。National Instruments公司(NI)射频与通信产品营销工程师David Hall说:“假设你想同步两台数字化仪。旧的示波器方法是连接背部的一些电缆。利用PXI方法,你只须说‘使用PXI一号触发线’,一切都搞定。从时序和同步角度看,所有使用一条共同数字总线的模块有一些天生的优势。” Hall详细说明了PXI对通信系统设计的好处,特别是对于涉及MIMO无线电的测量。如果利用传统仪器,他说:“执行这些测量的方式就是买两台矢量信号分析仪,连接后部的电缆, 并希望本地振荡器(LO)是同步的。在PXI方法中,模块天生就同步,你只须把它们放在同一个机箱里。”

Hall引用了另一个通信例子。美国导航学会(ION)于去年9月22日至25日在佐治亚州萨瓦纳召开了2009年ION全球导航卫星系统(GNSS)会议,与会者试图构建更好的GPS接收器。Hall说,他们把PXI系统拿到野外,从空中获得了原始的卫星信号。他解释说,PXI背板既是命令总线也是数据总线,并且PXI Express能实时输送

[1] [2]

关键字:实现  自动化

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0416/article_7078.html
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