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測試測量

儀器總線性能——理解儀器控製中的競爭的總線技術(二)

星之球激光 來源:NI中國2013-03-20 我要評論(0 )   

PCI Exrpess PC IExpress與(yu) PCI相似。它是PCI標準的最新演進版本,相當於(yu) 高速USB與(yu) USB的關(guan) 係。因此,上述關(guan) 於(yu) PCI評價(jia) 的許多內(nei) 容也適用於(yu) PCI Express。 PCI Express和PCI...

    PCI Exrpess

    PC IExpress與(yu) PCI相似。它是PCI標準的最新演進版本,相當於(yu) 高速USB與(yu) USB的關(guan) 係。因此,上述關(guan) 於(yu) PCI評價(jia) 的許多內(nei) 容也適用於(yu) PCI Express。

    PCI Express和PCI的主要性能差別在於(yu) , PCI Express總線的帶寬更高,而且能為(wei) 每台設備分配專(zhuan) 用帶寬。在本文所討論的所有總線中,隻有PCI Express能為(wei) 每個(ge) 外設總線提供專(zhuan) 用帶寬。GPIB、USB和LAN都是在所有連接的外設中共享帶寬。在PCI Express中,數據在稱之為(wei) “窄帶”的點對點的連接中以單方向250 MB/s的速度傳(chuan) 輸。每個(ge) PCI Express連接可以由多個(ge) 窄帶組成,所以PCI Express總線的帶寬取決(jue) 於(yu) 其在插槽和設備中的實現方式。一個(ge) x1(1條窄帶)連接能提供250 MB/s帶寬,一個(ge) x4(4條窄帶)連接就能提供1 GB/s帶寬,而一個(ge) x16(16條窄帶)連接能提供4 GB/s專(zhuan) 用帶寬。值得注意的是, PCI Express實現了軟件的向後兼容性,意味著轉用PCI Express標準的用戶能夠保留其在PCI的軟件投資。PCI Express也同樣 可以通過外部線纜進行擴展。

    高速的,內(nei) 部的PC總線本來是為(wei) 快速通信設計的。因此,PCI和PCI Express是高性能、需要較大帶寬的數據密集型係統和集成與(yu) 同步多種類型儀(yi) 器的係統的理想總線選擇。

    以太網/LAN/LXI

    長久以來,以太網一直是儀(yi) 器控製的一種選擇。它是一種成熟的總線技術,並一直被廣泛應用於(yu) 測試與(yu) 測量外的許多應用領域。100BaseT以太網技術的最大理論帶寬為(wei) 12.5 MB/s。千兆以太網或1000BaseT能將最大帶寬增加到125 MB/s。在所有情況下,以太網的帶寬由整個(ge) 網絡共享。理論上千兆以太網的帶寬為(wei) 125 MB/s,其速度比高速USB更快,但當多個(ge) 儀(yi) 器和其它設備共享網絡帶寬時,其性能就會(hui) 急劇下降。該總線采用基於(yu) 消息的通信方式,通信包添加的一些頭信息明顯地增加了數據傳(chuan) 輸的開銷。鑒於(yu) 此,以太網的時延在本文所有的總線技術中是最差的。

盡管如此,以太網仍然是創建分布式係統網絡的有力選擇。在沒有采用中繼器的情況下,以太網的最大工作距離為(wei) 85到100米,如果使用中繼器將沒有任何距離限製。沒有其它總線可以支持這麽(me) 遠的從(cong) 控製PC到平台的間隔距離。就像GPIB一樣,以太網/LAN不支持自動配置。用戶必須手動為(wei) 其儀(yi) 器分配IP地址和進行子網配置。與(yu) USB和PCI相似,以太網/LAN的連接普遍存在於(yu) 現代PC中。這使得以太網成為(wei) 分布式係統和遠程監測的理想選擇。以太網技術經常與(yu) 其它總線和平台技術結合使用,以連接測量係統節點。這些本地節點本身或許由測量係統借助GPIB、USB和PCI組成。以太網的物理連接比USB的連接要穩定得多,但比GPIB或PXI的魯棒性差。

    LXI(LAN的儀(yi) 器擴充)是一個(ge) 即將推出的基於(yu) LAN的標準。LXI標準為(wei) 帶有以太網連接的分立儀(yi) 器定義(yi) 規範,增加了觸發和同步的特性。

 

總結:儀(yi) 器總線性能

    盡管指定單一的總線或通信標準作為(wei) “最終的”或“理想的”技術在概念上看頗為(wei) 簡便,但曆史告訴我們(men) ,若幹個(ge) 相互可替代的標準可能會(hui) 繼續共存,因為(wei) 每項總線技術都有其獨特的優(you) 缺點。

    測試係統開發人員可以創建混合係統,以充分發揮多種總線和平台的優(you) 勢。混合的測試與(yu) 測量係統結合了模塊化儀(yi) 器平台(如PXI和VXI)和分立儀(yi) 器的組件,它們(men) 通過GPIB、USB和以太網/LAN相連接的。創建和維護一個(ge) 混合係統的關(guan) 鍵是實現這樣一個(ge) 係統架構:該架構透明地識別多種總線技術並利用一個(ge) 開放的、多廠商支持的計算平台(如PXI)來實現I/O的連接。

#p#分頁標題#e#    另一個(ge) 成功開發混合係統的關(guan) 鍵在於(yu) ,確保您在驅動程序層、應用層和測試係統管理層所選擇的軟件都是模塊化的。雖然一些廠商會(hui) 為(wei) 特殊的儀(yi) 器提供垂直集成的軟件方案,但最有用的係統架構還是應該將軟件的功能分解到可互換的模塊化的各層,這樣會(hui) 使您的係統不必受限於(yu) 某個(ge) 具體(ti) 的硬件或某個(ge) 廠商。這種分層的方式提供了最佳的代碼複用、模塊性和生命周期。例如,VISA(虛擬儀(yi) 器軟件架構)是一個(ge) 廠商中立的軟件標準,可用於(yu) 由GPIB、VXI、串口 (RS232/485)、以太網、USB和/或IEEE 1394等接口組成的儀(yi) 器係統的配置、編程和故障排除。由於(yu) 其編程實現VISA功能的API和多種通信接口的API是類似的,因此VISA車成為(wei) 一個(ge) 非常有用的工具。

    使用混合係統,您可以綜合多種類型儀(yi) 器的優(you) 點,包括遺留設備和專(zhuan) 用設備。盡管為(wei) 儀(yi) 器尋找一個(ge) 大一統的解決(jue) 方案非常有吸引力,但工程實踐要求測試工程師使用滿足其具體(ti) 應用需求的儀(yi) 器和相關(guan) 總線技術。

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