基于VISA技術與LXI總線的測試系統設計

蔣冬婷

（海裝重慶局，四川　成都　610036）

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基于VISA技術與LXI總線的測試系統設計

蔣冬婷

（海裝重慶局，四川成都610036）

摘要：本文分析了基于VISA技術的虛擬儀器的特點和新一代測試總線LXI的各種優點，提出了如何將基于VISA的虛擬儀器與LXI技術相結合，形成新型的測試系統，以達到節約成本，縮短開發時間，提高科研生產效率的目的。

關鍵詞：VISA；虛擬儀器；LXI

隨著計算機技術的發展，現代儀器的面貌發生了很大的改變。這種使用個人計算機的圖形軟件來處理和顯示測量結果的能力，被稱作為“虛擬儀器”。進入新的計算機時代，人們對分布式測量技術提出了更高的要求，更加重視測量過程的便捷和靈活性以及測量的速度，從而誕生了一種新型儀器平臺LXI，這是一種基于以太網技由中小型總線模塊組成的新型儀器測量平臺［1］。

1　GPIB、VXI和PXI平臺儀器

GPIB是為分立式儀器及系統互連設計的一種開放式通用數字接口總線。30多年來，GPIB儀器基本沒有改進。在新的計算機時代，GPIB儀器的不足慢慢暴露出來，LXI總線的最大特點就是基于工業標準的以太網技術，由于現在的以太網技術比現有許多計算機的并行、串行總線技術成熟得多，以太網錯誤檢測、長距離互聯、故障定位、樹狀拓撲結構及高通信數據率等技術都比并行串口的計算機優越［2］。

LXI測試儀器與傳統的測試儀器相比，具備了以下優勢：①模塊操作靈活，可以單獨作為系統使用，也可以作為儀器的一部分分布使用；②集成更為方便，不需要專用的臺式計算機，節省成本和縮小了系統的體積；③具有以太網的功能性和靈活性；④LXI因為需要額外的插卡，由總線插卡出現問題可以有效避免的現象，而且也有利于后期排故；⑤具有VXI、PXI的性能，GPIB的易用性；⑥LXI比以往的臺式計算機節約成本，在軍用和民用上都可以使用，使用空間增大，采用現存測試總線技術，新的成本低于相應的臺式儀器和VXI、PXI儀器；⑦便于研發人員實現分布式測試的研發，縮短了整個系統的研發周期，也有效節約了成本［3］。

2　虛擬儀器的特點

虛擬儀器是利用高效、靈活的軟件，結合高性能的模塊化硬件，來完成各種自動化和測試的應用，其有四大優勢。

2.1性能高

虛擬儀器技術完全“繼承”了以現在PC技術為主導的最新商業技術的優點，也是在PC技術的基礎上發展起來的，現在不斷發展的網絡技術也使得虛擬儀器的發展顯現了更大的優勢。

2.2可擴展性強

NI的軟硬件工具使得我們不再局限于當前的技術中，只需更新計算機或測量硬件，就能以最少的硬件投資改進整個系統，極大限度地減少了開發的成本。

2.3縮短開發時間

在驅動和應用兩方面，虛擬儀器的軟件架構能與計算機、測試儀器等結合在一起，從而縮短了配置、創建、發布、維護和修改的時間。

2.4無縫集成

“軟件就是儀器”這句話概括了虛擬儀器的無縫集成的本質，儀器通過為所有的I/O設備提供標準的接口，單個系統中集成多個測量設備，使得系統變得簡易。

3　新一代測試儀器的架構

目前，主要采用以GPIB作為接口總線的測試設備，為了充分利用已有的測試儀器和測試總線，所以設計了基于VISA和LXI技術的新一代測試系統，系統結合了虛擬儀器和LXI總線的優點。一方面，利用PC機本身的接口作為虛擬儀器的硬件接口，包含了在生產現場大量使用的GPIB總線，使程序做到與硬件接口無關，與操作系統無關；另一方面，隨著信息化技術的加強，為了切實提高科研生產中測試的效率，系統將著手開發LXI模塊，該模塊除了可以直接接入LXI設備外，其他總線測試設備也可以通過該模塊接入到測試網絡中來，發揮網絡的優勢，組織閑散的測試儀器，提高測試儀器的使用效率［4］。

4　VISA的開發設計

VISA是虛擬儀器體系結構的簡稱，其研制出一種新的體系結構標準，提供給用戶方便易用的驅動程序，可以讓不同廠家及不同接口標準的儀器數據互相交換和相互兼容，并且使之間可以通訊。VISA標準下的儀器驅動器的內部模型，如一個金字塔結構（見圖1）。

VISA標準下的儀器驅動器，定義了3個級別的儀器驅動資源：I/O級、儀器級和用戶級。每上一個級別的程序可以調用其下面的所有程序的功能；在金字塔的頂端是人機交互的應用程序；在金字塔的最底層是VISA資源管理器，其負責管理與控制不同種類的儀器，進行標準化處理；利用VISA標準的開放性、兼容性和可移植性，將不同的儀器組合集成起來，構成分布式集成控制系統。

圖1 VISA內部模型

5　LXI模塊的接口轉換設計

LXI模塊利用網口和PC機相連進行控制和數據傳輸。LXI設備能在LAN上向1個或多個其他LXI設備發送觸發。公共觸發是LXI總線的一項重要特點。有2種觸發方式，一種是基于LXI觸發總線的觸發方式，這是電壓通過總線觸發模塊功能；還有一種基于時間的觸發發式，基于IEEE 1588的時間觸發在LXI儀器模塊內部設置后在指定的時間執行規定的動作。

6　結語

本設計是基于目前正在開發中的ATE測試軟件，提出了引入LXI技術，希望新型的測試系統在做到與接口總線類型無關、與操作系統無關的同時能達到網絡化的目的。隨著目前大量的LXI技術應用成功的實例的呈現，LXI技術的應用已經逐漸被掌握。基于VISA技術和LXI技術的新一代測試系統的設計必將能發揮承前啟后的作用，為開發出更有效、更便捷的測試平臺提供參考性意見。

參考文獻：

［1］潘光斌.LXI新型總線技術及其發展［J］.中國計量，2005 （5）：49-50.

［2］Rob Rennard.LXI聯盟成功測試新標準［J］.今日電子，2006（5）：46-48.

［3］謝志敏.LXI總線技術在測量領域中的應用［J］.海軍航空工程學報，2009（24）：77-80.

［4］趙雷.LXI新一代基于LAN的模塊化測試平臺標準［J］.儀表技術，2007（5）：50-51.

中圖分類號：TM938.12

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0035-02

收稿日期：2016-01-23

作者簡介：蔣冬婷（1980-），女，本科，研究方向：計算機技術。

Design of Testing System Based on VISA Technology and LXI Bus

Jiang Dongting
（Chongqing Bureau，Chengdu Sichuan 610036）

Abstract:This paper analyzed the characteristics of virtual instrument based on VISA technology and the advantages of the new generation test bus LXI,and proposed how to combine the virtual instrument based on VISA with LXI technology to form a new test system,in order to save the cost,shorten the develop?ment time,improve the production efficiency of scientific research.

Keywords:VISA；virtual instrument；LXI