航天測控：LXI總線技術及其應用

分類：技術教程日期：2008-01-04 00:00:00

　　LXI是成熟的以太網技術在測試自動化領域應用的拓展。其具體的設想是將成熟的以太網技術應用到自動測試系統中，以替代傳統的測試總線技術。目前已經得到絕大多數儀器行業廠家的支持，主要原因是：
　　（1）以太網、標準PC和軟件在測試行業中廣泛使用，技術已經非常成熟，而且得到眾多計算機廠家不斷的研發投入和升級支持.
　　（2）IEEE 1588網絡同步標準的實施，可以在實驗室環境中得到納秒級的時鐘同步誤差。
　　（3）標準的網絡接口已經極為普遍。
　　國際LXI協議初步將基于LXI的儀器分為A、B和C三個等級。等級C具有通過LAN的編程控制能力，可以與其它廠家的儀器很好的協同工作；等級B具有等級C的一切能力，并且加上了IEEE 1588精密時鐘同步協議；等級A具備等級B的一切能力，同時具備硬件觸發能力。
LXI總線具有以下幾方面的特點：
　　（1）集成更為方便，不需要專門的機箱和零槽控制器。
　　（2）LXI模塊既可以單獨使用，又具備模塊化的特點，可組成功能強大的復雜測試系統。
　　（3）LXI模塊可與老的平臺集成在一起，安裝在標準機架上。
　　（4）LXI規模可大可小，小到一個模塊，大到分布在世界各地，十分靈活。
　　（5）可以利用網絡界面精心操作，無需編程和其它虛擬面板。
　　（6）LXI平臺提供對等連接。
　　（7）測試項目改變時，LXI在LAN上的連接不必改變，從而縮短了測試系統的組建時間。
　　（8）連在LAN上的LXI模塊可采取分時方式工作，同時服務于不同的測試項目。
　　（9）LXI模塊的通風散熱、電磁兼容等方面的設計比較簡單。
　　測試總線歷經了70年代的GPIB總線，80年代的VXI總線，90年代的PXI總線，總線技術在工業、軍事、航空航天的測試領域中的作用越來越重要，被應用的范圍也越來越廣，因此對總線技術的研究與發展從來沒有間斷過，2004年發布的新一代總線標準LXI標志著總線發展上了一個新臺階。
最近十年，測量和控制領域產生了幾種發展趨勢：
　　（1）日益增長的系統復雜性和更多的系統協調需求
　　（2）越來越多的采用分布式系統結構
　　（3）網絡通信技術的應用
　　（4）成本限制
　　隨著信息技術的發展，近十年來被測對象發生了很大的改變，總的來說，現在的測試對象有如下幾個共同點：測試對象具有不同等級的分布式特性，大到分布在幾百上千公里的范圍內，小到分布在幾十米的范圍內；測試對象越來越復雜，測試數據量大，為了完成測試任務，需要大量的測試設備，如對3G通信網絡的測試需要成百上千個測試設備；對于某些測試任務，要求某些測試設備具有協同操作的特性，如某些工業自動化的動作控制部分要求100ns的時鐘同步性能；某些測試對象需要遠程測試和控制。
　　自動測試總線包括傳統的GPIB、VXI、PXI總線，用這些總線構建自動化測試系統時測試節點數受限，且成本較高，這些總線自身不能構建分布式測試系統。因此傳統的測試總線由于自身的缺陷不能滿足分布式和復雜系統的測試需求，向分布式體系結構的轉變被看作是解決問題的必然選擇。
　　國際LXI聯盟曾經在眾多系統集成商和工程師中作過調查，所得到的是幾乎一致的結論：
　　首先要降低系統的成本和集成的復雜性，采用容易使用的人機界面。其次在保證系統緊湊的同時要保證儀器的性能和兼容性，減少復雜的連線。希望有多種高速的觸發方式，高速的I/O，減少機架和機箱的空間的浪費，還要非常容易的發現系統的故障。在編程的時候希望使用自己最熟悉的軟件。利用通用的PC接口和總線，而不是昂貴的測試測量專用接口總線。
　　LXI測試總線技術是信息化、網絡化發展的必然趨勢。在短短的3年間，LXI總線已經得到了國內外幾十個廠家的支持，其中包括美國國防部，北京航天測控技術開發公司也加入了LXI總線聯盟。從標準推出至今，一些大的儀器廠商陸續推出了100多種LXI總線儀器，LXI總線技術的諸多優勢必然要在工業、軍事、航空航天等眾多領域中發揮不可估量的作用，下圖分別給出了LXI總線在汽車生產、火箭、飛機測試中的應用。