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怎样挑选您的总线

已有 518 次阅读  2010-02-24 17:21   标签总线  挑选 

PXI(仪用PCI扩展总线)以业界标准的PCI接口为基础。利用PXI总线对底板上的信号进行定时和触发,可以在无需外部连接的情况下实现多台设备的同步。PXI模块可以将数据传输到内部的或嵌入式PC中进行分析。PXI总线接口的性能指标包括通道的数目和数据传输率,在串行通信中数据传输率通常表示为每秒多少兆字节。
PXI和PCI之间有几点重要的差异。例如,PXI增加了一条支持控制器和外设之间紧耦合的触发总线。其中还有一个10MHz的时钟信号,可用于更好地同步外设的操作。对于需要纳秒级触发的应用,PXI的星形触发控制器可以同步多个模块。最后,PXI的一条逻辑信号总线确保各个外设可以共享不同插槽的信号,进一步增强了灵活性。
一般而言,需要高级同步的数据采集应用非常适合采用PXI总线。其中包含很多多通道应用,需要紧密的时间同步。例如,同时监测几百个传感器通道的宇航级应用需要高级触发器集成功能。集成PXI底板提供了所需的触发器通道以及很高的数据吞吐率。
还有各种各样的通信、图像采集和工业模块支持PXI总线,从而使得PXI非常适合于测量与其他测试操作相互混合的工业级应用。

LXI(仪用LAN扩展总线)是一种基于以太网的仪器通信用标准总线。LXI的技术指标建立在工业标准技术之上,具有良好的互操作性、方便性和易用性。
LXI标准定义了三类设备:A类、B类和C类。所有三类设备都包含一种标准的以太网接口、带标准Web页面的内置Web服务器和IVI仪器驱动器。B类设备包括一些附加的触发、消息发送和同步功能,而A/C类设备具有LXI硬件触发总线。通过LXI的发现功能,主计算机或其他设备能够定位和识别出网络子网上的任意和所有LXI设备,获取关于这些设备的充分信息以建立基于局域网(LAN)的通信。
对于应用而言,LXI利用了以太网的分布式特性。以太网在传输大数据包方面具有最佳效率,因此将命令和数据打包在一起是构建测试码的一种有效方式。此外,基于以太网的特点还使得LXI非常适合于长距离应用和台式应用,其中所需的数据可以通过仪器内置的网页采集而成。
例如,LXI B类设备具有IEEE-1588定时同步功能。这使得分布在局域网上的仪器可以将它们的时标同步到微秒量级或者更高的精度。对于工艺应用而言,其中很重要的一点是要将工厂各个部门之间的数据关联起来,这种功能是某些困难测试问题的唯一解决方案。采用廉价的、广泛使用的以太网协议与布线的另外一个好处是使得LXI成为大多数现代仪器级应用的一种重要总线
LXI的嵌入式网页是一种易于使用的、零安装入门的应用软件,能够帮助用户更快地进行测量、评估仪器、开发和调试测试。这些因素会影响测试系统的开发时间,能够大大缩短产品的上市时间。
表1. 常用仪器总线


名称

业界名称

典型最大通信距离

典型最大速度

GPIB

IEEE-488

20m(65ft);可扩展

8MB/s

USB

USB 1.1,2.0

每条线5m(16.5ft);总共15m(50ft)

12Mb/s,480Mb/s

LXI

LXI A, B, C类

100m(328ft)

最高可达1000Mb/s

PXI

PXI

底板总线

133MB/s


GPIB(通用接口总线)又称IEEE-488总线,自从1965年出现以来,为各种实验仪器提供了一种标准化的通信接口。其8位宽的并行总线可以提供高达每秒1兆字节的数据传输率,可以采用菊花链或者星形结构在总线上连接多达15台设备。
GPIB接口一般不是PC机的标准设备,因此PC上必须安装插入式适配器板和相应的驱动软件才能实现与GPIB仪器的通信。其中这些适配器板有USB、PCI和以太网转GPIB接口等不同版本。
由于具有很长的开发历史和背后支持,GPIB接口和基于GPIB仪器的优势在于它们在各类工业和学术界应用中都具有极大的份额,不可能很快被取代。
GPIB非常适合于灵敏测量,包括皮安、纳伏、微欧姆等低值信号的测量,以及需要为待测器件提供数安培电流或几百伏高压的高功率应用。针对这些应用的大量现有产品使得GPIB总线在未来几年内都将是一种重要的总线

通用串行总线(USB)自1995年出现以来,解决了大量的与现有串行通信标准相关的连接问题。USB支持多种设备,相比传统的并行或串行端口具有更简便的安装方式、更快的传输速度和更简单的布线需求。USB的设计还能够直接为外设提供工作电源,在某些情况下不需要外置电源。
我们可以在一台正在工作的PC机上直接插入或移除USB外设,而不会损坏PC机也不需要重启PC机。USB协议结合了即插即用的功能,因此操作系统可以自动识别和重构PC资源,处理USB外设的加入或移除。目前,USB数据采集硬件随着用户对USB接口需求的增长也在不断增加。也出现了连接GPIB、串行和并行设备到USB的适配器卡。
USB数据采集系统确实要考虑一定的电位接地问题。PCI板在PC底板中内置了接地系统,与此不同的是,USB模块与两端的活动电路之间有很长的地线连接。如果USB模块的设计没有采用正确的隔离措施,将会引起系统锁定、错误行为和电磁瞬变现象。某些USB模块内部设计了隔离功能,这种隔离功能通过从物理上断开电路之间的电气连接,可以防止PC机受到损坏并保持数据的完整性。
相比其他总线采用USB有多种优势。例如,USB模块远离噪声源(如PC主板和电源),因此不太可能将噪声引入测量。USB模块还具有紧凑和便携的特点,这意味着它们非常适合于野外的测试和测量应用。
USB适合于不需要同步的数据采集应用。它在数据采集之类的低功率、低分辨率和中速应用中也有很好表现。采用USB还可以在少量通道上进行简单的模拟I/O测量,这种测量方式的好处是实现简便、价格低廉。

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