VXI總線教學(xué)講解課件

VXI總線VXI總線VXIbus系統(tǒng)VXI系統(tǒng)概述VXI總線VXI總線系統(tǒng)的機(jī)電結(jié)構(gòu)VXI總線儀器VXI總線控制器和接口板通信規(guī)程簡(jiǎn)介VXI系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)具有多種功能VXI總線系統(tǒng)的集成VXIbus系統(tǒng)VXI系統(tǒng)概述VXI系統(tǒng)概述

采用VXIbus技術(shù)設(shè)計(jì)的卡式儀器系統(tǒng)稱為VXI（VMEbus

ExtensionsforInstrumentation)儀器。

VXIbus系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是在1987年提出的，是在全世界完全開放的。

VXI系統(tǒng)概述采用VXIbus技術(shù)設(shè)VXI系統(tǒng)概述VXIbus是VMEbus在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。

VMEbus是一種工業(yè)微機(jī)的總線標(biāo)準(zhǔn)，它參考了Motorola公司一種稱為Versabus的通用總線和一種稱為歐式卡的模塊式插入結(jié)構(gòu)，是一種主要用于微機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)的總線標(biāo)準(zhǔn)(IEEE1014)，使用也比較廣泛。但是VMEbus沒有考慮儀器的特點(diǎn)。例如它的模塊尺寸比較小，對(duì)一些儀器不適用或不便于屏蔽，也沒有考慮儀器需要的多種電源，觸發(fā)和產(chǎn)生模擬信號(hào)等問題。VXI系統(tǒng)概述VXIbus是VMEbus在儀VXI系統(tǒng)概述

VXI系統(tǒng)最多可以包含256個(gè)器件，每個(gè)器件都是具有唯一邏輯地址的單元。

VXIbus系統(tǒng)允許有A，B，C，D四種尺寸的模塊，并把模塊插入特制的主機(jī)箱內(nèi)各槽中，系統(tǒng)組建者可以靈活方便的插放或更換模塊，隨時(shí)構(gòu)成所需的各種測(cè)試系統(tǒng)。VXI系統(tǒng)概述VXI系統(tǒng)最多可以包含256個(gè)

VXI系統(tǒng)概述

對(duì)該系統(tǒng)的控制和管理可以通過(guò)主機(jī)箱外的控者或嵌入主機(jī)箱內(nèi)的控者實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用外部控者時(shí)，通過(guò)GPIB，RS-232C，多總線擴(kuò)展總線(MXIbus)，局域網(wǎng)或VMEbus等多種總線連接，并通過(guò)0號(hào)槽插件與VXIbus交換信息。另外，主機(jī)箱除了提供插槽和印制了VXIbus的背板外，還統(tǒng)一提供了系統(tǒng)所需要的電源和冷卻系統(tǒng)及電磁兼容性，一個(gè)VXI總線系統(tǒng)可以包括一至數(shù)個(gè)子系統(tǒng)。VXI系統(tǒng)概述對(duì)該系統(tǒng)的控制0號(hào)槽模塊1至12號(hào)槽模塊P連接器A尺寸B尺寸C尺寸D尺寸外部計(jì)算機(jī)RS232，MXIGP-IB…0號(hào)槽模塊1至12號(hào)槽模塊P連接器A尺寸B尺寸C尺寸D尺寸外VXI總線VXI總線的基礎(chǔ)----HP-IB和VME總線VXI總線擴(kuò)展VXI總線種類VXI總線特點(diǎn)VXI與PXI的取舍VXI總線VXI總線的基礎(chǔ)VXI總線的基礎(chǔ)—HP-IB和VME總線

HP-IB總線VME總線VXI總線的基礎(chǔ)—HP-IB和VME總線HP-IB總線1965年,惠普公司(Hewlett-Packard)設(shè)計(jì)了惠普接口總線HP-IB，用于連接惠普的計(jì)算機(jī)和可編程儀器。由于其高轉(zhuǎn)換速率(通?？蛇_(dá)1Mbytes/s),

這種接口總線得到普遍認(rèn)可，并被接收為IEEE標(biāo)準(zhǔn)488-1975和ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)488.1-1987。后來(lái)，GPIB(General-PurposeInterfaceBus)比HP-IB的名稱用得更廣泛。ANSI/IEEE

488.2-1987加強(qiáng)了原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)，精確定義了控制器和儀器的通訊方式?？删幊虄x器的標(biāo)準(zhǔn)命令(StandardCommandsforProgrammableInstruments,SCPI)采納了IEEE488.2定義的命令結(jié)構(gòu),創(chuàng)建了一整套編程命令。

HP-IB總線1965年,惠普公司(HewleVME總線

VMEbus國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEEEP1014，最初由美國(guó)Motorola公司于1981年10月提出，當(dāng)時(shí)主要針對(duì)16位和32位微處理器而設(shè)計(jì)的。該總線是異步和多路復(fù)用的。支持32位數(shù)據(jù)傳輸和24位地址范圍(16M字節(jié))。它還通過(guò)總線仲裁，支持多達(dá)4個(gè)處理器的真正多處理器運(yùn)行。由于VMEbus具有開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，受到許多廠家的歡迎。VME總線VMEbus國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEEEP

VME總線系統(tǒng)四種插板：系統(tǒng)控制板，CPU板，存儲(chǔ)器和I/O板四種信號(hào)線：數(shù)據(jù)傳輸總線仲裁總線中斷總線公用總線VME總線系統(tǒng)四種插板：系統(tǒng)控制板CPU板存儲(chǔ)器板I/O板P連接器數(shù)據(jù)傳輸總線優(yōu)先中斷總線公用總線VMEbus系統(tǒng)的功能模塊和總線連接器DTB仲裁總線系統(tǒng)CPU存儲(chǔ)器I/OP連接器數(shù)據(jù)傳輸總線優(yōu)先中斷總線公用總VME總線---數(shù)據(jù)傳輸總線1.數(shù)據(jù)總線(D00~D31)2.地址總線(A01~A31)3.地址修改線(AM0~AM5)4.讀/寫線(WRITE*)5.中斷應(yīng)答線(IACK*)6.地址選通線(AS*)7.數(shù)據(jù)選通線(DS0~DS1)8.長(zhǎng)字線(LWORD*)9.數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)答線(DTACK*)10.總線錯(cuò)誤線(BEER*)VME總線---數(shù)據(jù)傳輸總線1.數(shù)據(jù)總線(D00~D31)VME總線---仲裁總線總線請(qǐng)求(BR0*~BR3*)總線允許輸出(BG0OUT*~BG3OUT)總線允許輸入(BG0IN*~BG3IN*)總線忙(BBSY*)總線清除(BCLR*)VME總線---仲裁總線總線請(qǐng)求(BR0*~BR3*)VME總線---中斷總線中斷請(qǐng)求(IRQ1*~IRQ7*)中斷應(yīng)答(IACK*)中斷應(yīng)答輸入(IACKIN*)中斷應(yīng)答輸出(IACKOUT*)VME總線---中斷總線中斷請(qǐng)求(IRQ1*~IRQ7*VME總線---公用總線系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)系統(tǒng)復(fù)位(SYSRST*)序列數(shù)據(jù)線(SERDAT*)序列時(shí)鐘線(SERCLK)交流故障(ACFAIL*)系統(tǒng)故障(SYSFAIL*)VME總線---公用總線系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)

VXI總線邏輯上可分為8組總線和若干保留的引腳。這些總線位于VXI總線背板，其中全局總線由所有VXI總線模塊共享；特殊總線從0槽模塊一對(duì)一地接到其他模塊；專用總線是相鄰模塊之間的局部總線。VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)VXI總線邏輯上可分為VXI總線模塊與連接器VXI總線主機(jī)箱VXI總線的屏蔽與冷卻VXI總線系統(tǒng)電源VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)VXI總線模塊與連接器VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)

VXI總線模塊與連接器VXI總線模塊有四種標(biāo)準(zhǔn)尺寸

D

C

BAA10X16cmB23X16cmC23X34cmD36X34cmVXI總線模塊與連接器VXI總線模塊有四種標(biāo)準(zhǔn)尺背板連接器

D

C

B

AP1P2P3背板連接器VXI總線主機(jī)箱VXI總線主機(jī)箱

VXI總線的屏蔽與冷卻

系統(tǒng)工作點(diǎn)主機(jī)箱冷卻曲線模塊氣阻曲線最低工作點(diǎn)VXI總線的屏蔽與冷卻系統(tǒng)工作點(diǎn)主VXI總線系統(tǒng)電源

VXI總線系統(tǒng)中的電源是以穩(wěn)壓直流電壓送到背板上，流經(jīng)任何連接器上各插腳的額定電流必須滿足系統(tǒng)內(nèi)溫升的要求，在55攝氏度的環(huán)境下，每個(gè)引腳電流限制在1A時(shí)，VME總線的連接器仍能工作。由主機(jī)箱電源供給的任何電壓，主機(jī)箱最大額定電流必須符合一定的最大允許電壓變化和最大允許直流負(fù)載紋波的要求。VXI總線系統(tǒng)電源VXI總線系統(tǒng)中的電源是以VXI總線種類

VXIbus共有8種總線：VME計(jì)算機(jī)總線時(shí)鐘和同步總線星形總線觸發(fā)總線本地總線模擬和總線模塊識(shí)別總線電源線

VXI總線種類VXIbus共有8種總線：開放的標(biāo)準(zhǔn)高速數(shù)據(jù)吞吐量：40MB/s對(duì)比于HP-IB的1MB/s靈活性測(cè)試儀器的小型化低成本規(guī)范化：VXIplug&play標(biāo)準(zhǔn)高可靠性

VXI總線的特點(diǎn)開放的標(biāo)準(zhǔn)VXI總線的特點(diǎn)VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介

VXIbus系統(tǒng)在VMEbus系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了不少總線，P1連接器與VMEbus完全相同，對(duì)P2連接器的引腳作了擴(kuò)展，并定義了P3連接器。與VMEbus的明顯差別是VXIbus的P2，P3連接器對(duì)0號(hào)槽與對(duì)1－12槽的定義不完全相同或基本不同。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介VXIbus系VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介

VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線分成時(shí)鐘總線，星形和觸發(fā)總線，本地總線，模擬和總線，模塊識(shí)別線和電源線。

VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介VXIbus系統(tǒng)VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介

時(shí)鐘和同步總線：

通過(guò)P2連接器提供10MHz時(shí)鐘CLK10，通過(guò)P3連接器提供100MHz時(shí)鐘CLK100，它們?cè)醋?號(hào)槽模塊而發(fā)至1-12號(hào)槽模塊。P3上還有一種同步信號(hào)SYNC100，它用來(lái)使多個(gè)器件相對(duì)于CLK100的上升沿同步，以便在模塊間提供非常準(zhǔn)確的時(shí)間配合。時(shí)鐘信號(hào)和同步信號(hào)都是從0號(hào)槽模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單獨(dú)傳至其他各槽，并在背板上被單獨(dú)緩沖以提供模塊間高水平的隔離。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介時(shí)鐘和同步總線：VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介模塊識(shí)別線：模塊識(shí)別線MODID用來(lái)檢測(cè)模塊的存在并指示它的物理位置。0號(hào)槽的P2連接器可引出MODID01-12共12條信號(hào)線。若槽中存在模塊，模塊識(shí)別線經(jīng)過(guò)下拉電阻接地可判別槽中是否插入了模塊，檢測(cè)結(jié)果也可以通過(guò)槽口識(shí)別燈或其他方法指示。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介模塊識(shí)別線：VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介TTL，ECL及星形觸發(fā)線：

為了適應(yīng)儀器的觸發(fā)定時(shí)和消息傳遞的要求，VXIbus設(shè)定了TTL，ECL及星形觸發(fā)線。其中前兩種的每條觸發(fā)線上連著各槽的模塊，信號(hào)在背板的兩個(gè)端點(diǎn)之間逐次傳遞，而星形總線從0號(hào)槽直接連向其他各槽，構(gòu)成星形連接。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介TTL，ECL及星形觸發(fā)線

VXI與PXI的取舍

PXI(PCIExtensionofInstrumentation)總線是以PCI計(jì)算機(jī)局部總線(IEEE1014-1987標(biāo)準(zhǔn))為基礎(chǔ)的模塊儀器結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是在PCI總線基礎(chǔ)上提供一種技術(shù)優(yōu)良的模塊儀器標(biāo)準(zhǔn)。PXI模塊機(jī)械尺寸與VXI相似，PXI規(guī)范也定義了一個(gè)包括電源系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和安插模塊槽位的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱。PXI在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面與CompactPCI的要求基本相同，采用了ANSI310-C、IEC-297和IEEE1101.1等在工業(yè)環(huán)境下具有很長(zhǎng)應(yīng)用歷史的Eurocard規(guī)范，支持3U和6U兩種模塊尺寸，它們分別與VXIbus的A尺寸和B尺寸相同。

VXI與PXI的取舍PXI(PCIExPXI總線規(guī)范是在PCI規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它具有PCIbus的性能和特點(diǎn)，包括32/64位數(shù)據(jù)傳輸能力以及分別高達(dá)132MB/s和264MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速度，另外還支持PCI-PCI橋路擴(kuò)展和即插即用。PXI在保持PCI總線所有這些優(yōu)點(diǎn)的前提下增加了專門的系統(tǒng)參考時(shí)鐘，觸發(fā)總線，星形觸發(fā)線和模塊間的局部總線，以此來(lái)滿足高精度的定時(shí)和同步與數(shù)據(jù)通信要求。VXI與PXI的取舍PXI總線規(guī)范是在PCI規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展而

如果從性能上考慮，PXI是當(dāng)然之選，它不但傳輸速率較高，價(jià)格也相對(duì)較低。但是一個(gè)PXI機(jī)箱最多只有7個(gè)插槽可插通用模塊，不能滿足需要；與此相比，13槽C尺寸VXI機(jī)箱能提供給設(shè)計(jì)者12槽位置，一般不用通過(guò)機(jī)箱級(jí)聯(lián)就能滿足實(shí)際需要了，而且，C尺寸的VXI模塊比3U或6U尺寸的PXI模塊能夠集成更多的功能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案時(shí)，首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能分解，使單個(gè)模塊的功能相對(duì)獨(dú)立，同時(shí)又能靈活地組建系統(tǒng)。

VXI與PXI的取舍如果從性能上考慮，PXI是PCI/PXI/VXI總線的性能比較PCI/PXI/VXI總線的性能比較

VXI總線儀器VXI總線儀器

VXI總線儀器概述

通常一個(gè)儀器將占據(jù)一塊VXI總線模塊，但也允許在一個(gè)模塊上實(shí)現(xiàn)多個(gè)儀器和一個(gè)儀器占據(jù)多個(gè)模塊。在系統(tǒng)中，每個(gè)儀器都有唯一的邏輯地址。儀器可以是計(jì)算機(jī)，萬(wàn)用表，多路開關(guān)，振蕩器，人機(jī)接口和計(jì)數(shù)器等等。根據(jù)VXI總線儀器支持的通信協(xié)議的能力可將它分為4類。VXI總線儀器概述通常一個(gè)儀器將占據(jù)一VXI總線儀器混合儀器非VXI總線儀器消息基儀器存儲(chǔ)器儀器擴(kuò)展儀器寄存器基儀器CPU儀器人機(jī)接口???A16寄存器基儀器A14/A24A16/A32寄存器基儀器VME總線儀器資源管理者VXI總線儀器混合儀器非VXI總線儀器消息基儀器存儲(chǔ)器消息基儀器

支持VXI配置和通信協(xié)議。這一類儀器支持包括具有命令者和命令基從者原件的儀器。

消息基儀器是具有通信能力的本地智能儀器，如：數(shù)字式萬(wàn)用表，頻譜分析儀，顯示控制器，IEEE488-VXI總線接口儀器，開關(guān)控制器等。

消息基儀器支持VXI配置和通信協(xié)議。這一類消息基儀器

消息基儀器在高層次上用ASCII字符進(jìn)行通信，與這種儀器十分相似的是獨(dú)立的HP-IB儀器，它非常容易組裝成VXI總線系統(tǒng)。它用一種意義明確的“字串行協(xié)議”規(guī)則進(jìn)行通信，這種異步協(xié)議定義了在儀器之間傳送命令和數(shù)據(jù)所需的掛鉤要求。消息基儀器消息基儀器在高層次上用ASC消息基儀器

要獲得這種使用方便性，需做出兩種折衷方案。第一，實(shí)施串行協(xié)議所需的通信接口是很復(fù)雜的，這就意味著它比寄存器基儀器的通信接口要在電路板上占用更多的位置。因此消息基儀器總要比相等的寄存器基儀器貴得多。此外，由于多占用的空間用于通信，而不是用于測(cè)量電路，它一般都裝在C尺寸或尺寸較大的模塊上。第二，器件之間的通信速度較低，大致與HP-IB的通信速度差不多。消息基儀器要獲得這種使用方便性，需做出兩存儲(chǔ)器儀器具有配置寄存器，并且包含一定的存儲(chǔ)器儀器的特征，如：存儲(chǔ)器類型和存取時(shí)間等。但不具有VXI總線定義的其他寄存器或通信協(xié)議。如磁泡存儲(chǔ)器，RAM/ROM插件卡。存儲(chǔ)器儀器具有配置寄存器，并且包含一定的存儲(chǔ)寄存器基儀器寄存器基器件是只有基本配置寄存器的VXI總線器件，它的通信情況極像VME總線儀器，是在低層次上用二進(jìn)制信息編制程序的。它的明顯優(yōu)點(diǎn)在于速度----寄存器基儀器完全是在直接硬件控制這一層次上進(jìn)行通信的，這種高速通信可以使測(cè)試系統(tǒng)吞吐量大大提高。但不要認(rèn)為寄存器基器件是非常簡(jiǎn)單的儀器，比如說(shuō)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以用低級(jí)二進(jìn)制命令與其他儀器進(jìn)行通信，也可能擁有一個(gè)內(nèi)部微處理器，用以進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)量控制和自診斷。

另一優(yōu)點(diǎn)是該接口非常簡(jiǎn)單，體積小、成本低。寄存器基儀器寄存器基器件是只有基本配置寄存器

寄存器基儀器

寄存器基儀器非常適用于簡(jiǎn)單的插卡，如開關(guān)，多路轉(zhuǎn)換器，基本數(shù)模轉(zhuǎn)換器等等。用戶愿意使用價(jià)格低廉的寄存器基模塊，但卻不想用低級(jí)二進(jìn)制命令來(lái)編制這種模塊程序。

VXI總線以一種叫做命令者和受令者的概念來(lái)解決這一問題。一種包含有智能的儀器可以用來(lái)操縱寄存器基儀器，它被配制成寄存器基儀器的命令者。向命令者發(fā)送高級(jí)ASCII命令，它就會(huì)對(duì)這些命令做出解釋，然后將必要的二進(jìn)制信息發(fā)送給寄存器基受令者。寄存器基儀器寄存器基儀器非常適用于簡(jiǎn)單的插VXI總線控制器和接口板總線控制器

總線接口板VXI總線控制器和接口板總線控制器

VXI總線控制器VXI總線控制器都放在VXI主機(jī)箱的零號(hào)槽位置，又稱為零槽控制器。系統(tǒng)控制方式也就是控制器與VXI總線連接的方式。

種類：GPIB—VXI方式MXI方式嵌入式工作站控制器VXI總線控制器VXI總線控制

VXI總線控制器VXI總線控制器

VXI總線控制器—GPIB－VXI方式GPIB－VXI方式是通過(guò)GPIB總線把一個(gè)VXI主機(jī)箱與外部計(jì)算機(jī)相連。在主機(jī)箱內(nèi)部有一個(gè)GPIB－VXI轉(zhuǎn)換器，這就使裝備有GPIB功能的計(jì)算機(jī)能控制VXI總線儀器或者代替GPIB儀器。計(jì)算機(jī)通過(guò)GPIB總線和GPIB－VXI轉(zhuǎn)換器把一個(gè)命令串傳送給VXI器件。轉(zhuǎn)換器決定哪個(gè)器件被尋址。VXI總線控制器—GPIB－VXI方式VXI總線控制器—GPIB－VXI方式

顯然，轉(zhuǎn)換器把GPIB協(xié)議轉(zhuǎn)換到了VXI字串行協(xié)議，同時(shí)把字串行命令串傳送給器件。這個(gè)過(guò)程對(duì)消息基器件來(lái)說(shuō)是必須的。對(duì)于寄存器基器件，被傳送到GPIB－VXI轉(zhuǎn)換器的命令確定了執(zhí)行寄存器訪問的模式，這種額外的轉(zhuǎn)換使得隨機(jī)讀寫速度比嵌入式和MXI控制方式的速度慢的多，但這種方式可以使裝備有GPIB功能的計(jì)算機(jī)控制VXI總線儀器。另外，GPIB控制的VXI總線系統(tǒng)具有許多結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，如系統(tǒng)組建者可以組建一具有VXI設(shè)備的主機(jī)箱，它能以VXI速度完成十分復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)，而且它能通過(guò)使用簡(jiǎn)單高級(jí)語(yǔ)言的GPIB控制器來(lái)控制。VXI總線控制器—GPIB－VXI方式顯然

VXI總線控制器—MXI

MXI方式是通過(guò)高速M(fèi)XI總線把外部的計(jì)算機(jī)連接到VXI主機(jī)箱的后板上，它與嵌入方式在功能上是相同的，但可更靈活地適用于各種類型的計(jì)算機(jī)和工作站。一個(gè)MXI系統(tǒng)包括一個(gè)連在遠(yuǎn)地計(jì)算機(jī)外圍擴(kuò)展總線（如PCI）的插板、一個(gè)直接插在VXI主機(jī)箱0號(hào)槽內(nèi)的VXI模塊和連接兩者的電纜。VXI總線控制器—MXIMVXI總線控制器—MXI

功能如同連在VXI總線上一樣，具有更快的VXI隨機(jī)讀寫速度和字串行傳送速度，數(shù)據(jù)在總線間傳送由硬件完成，提高了系統(tǒng)運(yùn)行速度，但MXI系統(tǒng)需要在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線和VXI總線間進(jìn)行硬件連接，而嵌入式不需要。連有PCI和DMA的MXI控制器在數(shù)據(jù)塊傳送方面比嵌入式VXI控制器的性能要好。VXI總線控制器—MXI功能如同連在VXI總嵌入方式嵌入方式是指把控制器作為一個(gè)模塊裝在VXI主機(jī)箱的插槽內(nèi)，直接與VXI總線系統(tǒng)中的各類器件耦合。它的特點(diǎn)在于體積小、速度快，但是缺乏靈活性，而且價(jià)格較其他方式貴得多。

嵌入方式嵌入方式是指把控制器作為一個(gè)模塊裝在VX

VXI總線接口板常用的接口板包括：

HP-IB總線接口板外部計(jì)算機(jī)零槽控制器接口板（VXILink，MXI和FireWire）

VXI總線接口板常用的接口板包括：

HP-IB總線接口板

用于對(duì)總線控制的實(shí)時(shí)性要求不高，并需在儀器中集成較多HP-IB的場(chǎng)合。它主要包括插入通用計(jì)算機(jī)的HP-IB接口板，位于VXI主機(jī)箱零槽的HP-IBVXI模塊。其功能如下：

將HP-IB儀器的控制代碼轉(zhuǎn)換為VXI命令，VXI系統(tǒng)中實(shí)時(shí)執(zhí)行。

用HP-IB總線控制器和軟件控制VXI總線的消息基儀器。

擴(kuò)展HP-IB命令提供對(duì)寄存器基儀器和VME總線儀器的控制，以及系統(tǒng)存儲(chǔ)器的讀寫。

HP-IB總線接口板用于對(duì)總

外部計(jì)算機(jī)零槽控制器接口板

VXILink零槽控制器接口板

MXI零槽控制器接口板FireWire總線零槽控制器接口板外部計(jì)算機(jī)零槽控制器接口板

VXILink零槽控制器接口板VXILink是16位的數(shù)據(jù)通信接口，它采用ISA總線接口卡與計(jì)算機(jī)通信。其特點(diǎn)是對(duì)計(jì)算機(jī)的要求低，386以上的計(jì)算機(jī)都可以作為控制器。但其數(shù)據(jù)通信速度慢（小于10MB/S）。適用于與中低速的儀器通信如低速掃描繼電器等。VXILink零槽控制器接口板VXIL

MXI零槽控制器接口板

MXI是由美國(guó)NI公司提出的一種多系統(tǒng)擴(kuò)展接口總線。相當(dāng)于把VXI機(jī)箱的背板總線拉到外部計(jì)算機(jī)上來(lái)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)VXI機(jī)箱間的３２位數(shù)據(jù)交互。由于它可以直接把VXI內(nèi)存空間映射到外部計(jì)算機(jī)上來(lái)，因此在提高數(shù)據(jù)傳輸速率方面上看具有很大的優(yōu)勢(shì)。MXI零槽控制器接口板MXI是由美國(guó)NI公司提出VXI系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)VXI系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序開發(fā)模塊儀器驅(qū)動(dòng)程序操作系統(tǒng)VXI總線計(jì)算機(jī)VXI總線背板VXII/O軟件GPIBI/O軟件消息基模塊寄存器基模塊VME模塊

應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境C/C++，VB，HPVEE，LabViewVXIplug&play驅(qū)動(dòng)器VISA/SICL/SCPI命令操作系統(tǒng)WIN95\98WINNTUNIX接口卡FireWireMXIGP-IB控制器測(cè)試儀器應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境VXIplug&play驅(qū)動(dòng)器VISASCPI命令SCPI(standardcommandsforProgrammableInstruments)與過(guò)去的儀器的不同點(diǎn)在于，SCPI命令描述的是所測(cè)量的信號(hào)而不是正在用于測(cè)量信號(hào)的儀器本身。用SCPI編寫的程序不僅更加可讀而且更加直觀。相同的SCPI命令可用于各種不同的VXI儀器，例如：“TRIG：IMM”(觸發(fā)：立即）命令可以用于任一種具有觸發(fā)能力的VXI儀器。且其具有“橫縱向兼容性”。SCPI命令SCPI(standaSCPI命令

SCPI語(yǔ)言由三部分內(nèi)容組成：語(yǔ)法和樣式：描述實(shí)際語(yǔ)言的應(yīng)用以及發(fā)展維護(hù)的基本原理；命令結(jié)構(gòu)：描述了儀器中出現(xiàn)的實(shí)際語(yǔ)言的構(gòu)造；數(shù)據(jù)交換格式：在儀器與應(yīng)用之間，應(yīng)用與應(yīng)用之間或儀器與儀器之間可以使用的數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)表示法．SCPI命令SCPI語(yǔ)言由三部分內(nèi)容組成：基于VISA庫(kù)的VXI總線編程

進(jìn)行VXI總線編程離不開VISA庫(kù)的支持。VISA庫(kù)以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DDL)的形式向VisualBasic，VisualC++等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提供了訪問VXI總線資源的手段。VISA是虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)的縮寫，實(shí)質(zhì)是一個(gè)輸入輸出接口軟件庫(kù)及其規(guī)范的總稱。它是由VXI總線即插即用聯(lián)盟提出和規(guī)定使用的，其目的是使不同廠家的儀器具有相同的編程接口?？刂葡⒒骷玫絊CPI命令，VISA庫(kù)的重要功能之一就是向儀器發(fā)送SCPI命令。基于VISA庫(kù)的VXI總線編程進(jìn)行VXI基于VISA庫(kù)的VXI總線編程

它用一種標(biāo)準(zhǔn)的方式來(lái)描述各種各樣的儀器功能，規(guī)定了在控制器到儀器和儀器到控制器之間信息交換層消息的構(gòu)造和內(nèi)容，使各類不同的儀器更容易被理解和使用，減少了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)的工作量和時(shí)間。基于VISA庫(kù)的VXI總線編程它用一種標(biāo)準(zhǔn)

基于VISA庫(kù)的VXI總線編程

儀器的尋址：在與一個(gè)儀器通訊之前，必須將測(cè)試應(yīng)用程序與儀器進(jìn)行連接，即要建立儀器與應(yīng)用程序之間的通訊途徑，這種通訊途徑被稱之為Session，確切地說(shuō)，Session就是應(yīng)用程序與儀器之間通訊途徑的一個(gè)實(shí)例。在程序中建立一個(gè)與某儀器進(jìn)行通訊的Session需調(diào)用VISA庫(kù)的兩個(gè)函數(shù)viOpenDefaultRM和viOpen。基于VISA庫(kù)的VXI總線編程儀器的尋址：

基于VISA庫(kù)的VXI總線編程

訪問消息基器件：消息基器件具有自己的微處理器，能夠解釋字符串形式的SCPI命令。SCPI命令具有較強(qiáng)的可讀性，因此編出的測(cè)試程序容易理解。VISA輸入/輸出庫(kù)函數(shù)提供了向儀器發(fā)送SCPI命令的能力。viRead和viWrite是兩個(gè)最基本的VISA輸入/輸出庫(kù)函數(shù)。viWrite的形式為：viWrite(vi，buf，count，retCount)參數(shù)vi代表某儀器的一個(gè)句柄；buf是要發(fā)送的字符串(一般是SCPI命令)；count是要發(fā)送的字符總數(shù)；retCount返回實(shí)際發(fā)送了的字符數(shù)。該函數(shù)把字符串buf發(fā)送到vi所代表的儀器。基于VISA庫(kù)的VXI總線編程訪多種功能VXI總線系統(tǒng)的集成測(cè)試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要儀器模塊簡(jiǎn)介系統(tǒng)的應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)多功能VXI系統(tǒng)的應(yīng)用多種功能VXI總線系統(tǒng)的集成測(cè)試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)圖硬件結(jié)構(gòu)圖主要儀器模塊簡(jiǎn)介

1.VX4428模塊

VX4428模塊是一個(gè)符合規(guī)范的印制電路板插件，它集發(fā)送器和接收器于一體。發(fā)送器由四個(gè)發(fā)送通道組成，接收器同樣包含四個(gè)接收通道。各通道直接與Mark33數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)(DITS)總線相連，接收通道來(lái)自DITS總線信號(hào)，而發(fā)送通道則把有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給DITS。主要儀器模塊簡(jiǎn)介1.VX4428模塊

VX4428模塊中的四個(gè)發(fā)送通道都帶有自己的發(fā)送存儲(chǔ)器，能暫時(shí)存儲(chǔ)32768個(gè)ARINC429字和控制字。VX4428模塊的發(fā)送通道是以“幀”的形式發(fā)送數(shù)據(jù)的?！皫庇深^字和一個(gè)或多個(gè)ARINC429數(shù)據(jù)字組成，頭字控制“幀”與“幀”之間，字與字之間的間隔，并且控制發(fā)送存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)刻，此外，頭字還包括奇偶校驗(yàn)位，字長(zhǎng)位等。VX4428模塊各接收通道同樣有自己的存儲(chǔ)器?？纱鎯?chǔ)高達(dá)32000個(gè)來(lái)自DITS總線的ARINC429數(shù)據(jù)字(每個(gè)ARINC429字由四字節(jié)組成)。VX4428模塊中的四個(gè)發(fā)送通道都帶有自己2.73A-455模塊

73A-455模塊是一個(gè)符合MIL-STD-1553A/B總線規(guī)范的印制電路板插件，可插入VXI主機(jī)箱中，它有兩個(gè)功能相同的通道組成，每一通道都有一套獨(dú)立的邏輯地址、中斷、控制和指示器。73A-455模塊對(duì)每一通道都提供三種操作模式：1，1553總線控制器（BC）仿真器模式2，1553總線單個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程終端（RT）仿真器模式3，1553總線監(jiān)視器（BM）模式2.73A-455模塊73A-455模塊是一

總線控制器仿真器模式

當(dāng)73A-455模塊的某一通道工作在總線控制器仿真器模式下時(shí)，該通道可以與32個(gè)遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信。當(dāng)工作在該模式下，系統(tǒng)控制器事先把一個(gè)總線控制器信息表和數(shù)據(jù)表裝入所選通道的發(fā)送存儲(chǔ)器中，用以各遠(yuǎn)程終端尋址，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出指令后，所選的73A-455通道就把事先編制好的信息發(fā)送給各個(gè)遠(yuǎn)程終端，從遠(yuǎn)程終端接收來(lái)的響應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在通道接收存儲(chǔ)器中。

總線控制器仿真器模式當(dāng)73A-45

當(dāng)73A-455模塊的某一通道工作在遠(yuǎn)程仿真器模式下時(shí)，該通道可以模擬一個(gè)或多個(gè)不同的遠(yuǎn)程終端。系統(tǒng)控制器事先把有關(guān)響應(yīng)數(shù)據(jù)字和模擬終端狀態(tài)字裝入所選模塊發(fā)送存儲(chǔ)器中，從1553B總線接收來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所選通道接收存儲(chǔ)器中。

遠(yuǎn)程終端（RT）仿真器模式當(dāng)73A-455模塊的某一通道工作在遠(yuǎn)程仿

監(jiān)視器（BM）模式當(dāng)73A-455模塊的某一通道工作在總線監(jiān)視器模式下時(shí)，該通道基本處于一種被動(dòng)地位，它只簡(jiǎn)單地觀測(cè)和存儲(chǔ)各總線信息，通道存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)接收來(lái)的數(shù)據(jù)字，指令字和狀態(tài)字，最多可存儲(chǔ)30000個(gè)。監(jiān)視器（BM）模式當(dāng)73A-455

系統(tǒng)的應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件用戶界面模塊數(shù)據(jù)包裝及解包模塊1553B/ARINC429軟件轉(zhuǎn)換器模塊文件管理模塊儀器初始化及配置模塊數(shù)據(jù)傳輸模塊測(cè)試模塊應(yīng)用軟件用戶界面數(shù)據(jù)包裝及1553B/ARINC429文件管系統(tǒng)的應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)LabWindows/CVI是一種交互式C語(yǔ)言程序開發(fā)環(huán)境。用戶只需學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)ANSIC即可編寫Windows下的程序。它提供多種豐富的庫(kù)函數(shù)如：用戶界面庫(kù)，標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)，高級(jí)分析庫(kù)，數(shù)據(jù)采集庫(kù)，GPIB和GPIB488.2庫(kù)，RS－232庫(kù)，VXI庫(kù)，應(yīng)用庫(kù)等，還可以自動(dòng)加載由儀器廠家提供的對(duì)用戶透明的儀器驅(qū)動(dòng)程序。

LabWindows/CVI的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是調(diào)用函數(shù)庫(kù)中的各函數(shù)可以通過(guò)函數(shù)面板來(lái)完成，在面板上可以交互式的配置函數(shù)中的各參數(shù)，執(zhí)行有關(guān)操作后該函數(shù)的代碼就會(huì)自動(dòng)插入用戶程序中。用LabWindows/CVI編寫VXI總線系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是比較方便的。系統(tǒng)的應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)LabWindow

VXI總線的應(yīng)用要求小型便攜的系統(tǒng)儀器數(shù)目要求多的系統(tǒng)對(duì)工作速度要求較高的場(chǎng)合對(duì)適應(yīng)性靈活性要求高的場(chǎng)合VXI總線的應(yīng)用要求小型便攜的系統(tǒng)VXIVXIVXI總線VXI總線VXIbus系統(tǒng)VXI系統(tǒng)概述VXI總線VXI總線系統(tǒng)的機(jī)電結(jié)構(gòu)VXI總線儀器VXI總線控制器和接口板通信規(guī)程簡(jiǎn)介VXI系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)具有多種功能VXI總線系統(tǒng)的集成VXIbus系統(tǒng)VXI系統(tǒng)概述VXI系統(tǒng)概述

采用VXIbus技術(shù)設(shè)計(jì)的卡式儀器系統(tǒng)稱為VXI（VMEbus

ExtensionsforInstrumentation)儀器。

VXIbus系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是在1987年提出的，是在全世界完全開放的。

VXI系統(tǒng)概述采用VXIbus技術(shù)設(shè)VXI系統(tǒng)概述VXIbus是VMEbus在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。

VMEbus是一種工業(yè)微機(jī)的總線標(biāo)準(zhǔn)，它參考了Motorola公司一種稱為Versabus的通用總線和一種稱為歐式卡的模塊式插入結(jié)構(gòu)，是一種主要用于微機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)的總線標(biāo)準(zhǔn)(IEEE1014)，使用也比較廣泛。但是VMEbus沒有考慮儀器的特點(diǎn)。例如它的模塊尺寸比較小，對(duì)一些儀器不適用或不便于屏蔽，也沒有考慮儀器需要的多種電源，觸發(fā)和產(chǎn)生模擬信號(hào)等問題。VXI系統(tǒng)概述VXIbus是VMEbus在儀VXI系統(tǒng)概述

VXI系統(tǒng)最多可以包含256個(gè)器件，每個(gè)器件都是具有唯一邏輯地址的單元。

VXIbus系統(tǒng)允許有A，B，C，D四種尺寸的模塊，并把模塊插入特制的主機(jī)箱內(nèi)各槽中，系統(tǒng)組建者可以靈活方便的插放或更換模塊，隨時(shí)構(gòu)成所需的各種測(cè)試系統(tǒng)。VXI系統(tǒng)概述VXI系統(tǒng)最多可以包含256個(gè)

VXI系統(tǒng)概述

對(duì)該系統(tǒng)的控制和管理可以通過(guò)主機(jī)箱外的控者或嵌入主機(jī)箱內(nèi)的控者實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用外部控者時(shí)，通過(guò)GPIB，RS-232C，多總線擴(kuò)展總線(MXIbus)，局域網(wǎng)或VMEbus等多種總線連接，并通過(guò)0號(hào)槽插件與VXIbus交換信息。另外，主機(jī)箱除了提供插槽和印制了VXIbus的背板外，還統(tǒng)一提供了系統(tǒng)所需要的電源和冷卻系統(tǒng)及電磁兼容性，一個(gè)VXI總線系統(tǒng)可以包括一至數(shù)個(gè)子系統(tǒng)。VXI系統(tǒng)概述對(duì)該系統(tǒng)的控制0號(hào)槽模塊1至12號(hào)槽模塊P連接器A尺寸B尺寸C尺寸D尺寸外部計(jì)算機(jī)RS232，MXIGP-IB…0號(hào)槽模塊1至12號(hào)槽模塊P連接器A尺寸B尺寸C尺寸D尺寸外VXI總線VXI總線的基礎(chǔ)----HP-IB和VME總線VXI總線擴(kuò)展VXI總線種類VXI總線特點(diǎn)VXI與PXI的取舍VXI總線VXI總線的基礎(chǔ)VXI總線的基礎(chǔ)—HP-IB和VME總線

HP-IB總線VME總線VXI總線的基礎(chǔ)—HP-IB和VME總線HP-IB總線1965年,惠普公司(Hewlett-Packard)設(shè)計(jì)了惠普接口總線HP-IB，用于連接惠普的計(jì)算機(jī)和可編程儀器。由于其高轉(zhuǎn)換速率(通常可達(dá)1Mbytes/s),

這種接口總線得到普遍認(rèn)可，并被接收為IEEE標(biāo)準(zhǔn)488-1975和ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)488.1-1987。后來(lái)，GPIB(General-PurposeInterfaceBus)比HP-IB的名稱用得更廣泛。ANSI/IEEE

488.2-1987加強(qiáng)了原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)，精確定義了控制器和儀器的通訊方式?？删幊虄x器的標(biāo)準(zhǔn)命令(StandardCommandsforProgrammableInstruments,SCPI)采納了IEEE488.2定義的命令結(jié)構(gòu),創(chuàng)建了一整套編程命令。

HP-IB總線1965年,惠普公司(HewleVME總線

VMEbus國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEEEP1014，最初由美國(guó)Motorola公司于1981年10月提出，當(dāng)時(shí)主要針對(duì)16位和32位微處理器而設(shè)計(jì)的。該總線是異步和多路復(fù)用的。支持32位數(shù)據(jù)傳輸和24位地址范圍(16M字節(jié))。它還通過(guò)總線仲裁，支持多達(dá)4個(gè)處理器的真正多處理器運(yùn)行。由于VMEbus具有開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，受到許多廠家的歡迎。VME總線VMEbus國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEEEP

VME總線系統(tǒng)四種插板：系統(tǒng)控制板，CPU板，存儲(chǔ)器和I/O板四種信號(hào)線：數(shù)據(jù)傳輸總線仲裁總線中斷總線公用總線VME總線系統(tǒng)四種插板：系統(tǒng)控制板CPU板存儲(chǔ)器板I/O板P連接器數(shù)據(jù)傳輸總線優(yōu)先中斷總線公用總線VMEbus系統(tǒng)的功能模塊和總線連接器DTB仲裁總線系統(tǒng)CPU存儲(chǔ)器I/OP連接器數(shù)據(jù)傳輸總線優(yōu)先中斷總線公用總VME總線---數(shù)據(jù)傳輸總線1.數(shù)據(jù)總線(D00~D31)2.地址總線(A01~A31)3.地址修改線(AM0~AM5)4.讀/寫線(WRITE*)5.中斷應(yīng)答線(IACK*)6.地址選通線(AS*)7.數(shù)據(jù)選通線(DS0~DS1)8.長(zhǎng)字線(LWORD*)9.數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)答線(DTACK*)10.總線錯(cuò)誤線(BEER*)VME總線---數(shù)據(jù)傳輸總線1.數(shù)據(jù)總線(D00~D31)VME總線---仲裁總線總線請(qǐng)求(BR0*~BR3*)總線允許輸出(BG0OUT*~BG3OUT)總線允許輸入(BG0IN*~BG3IN*)總線忙(BBSY*)總線清除(BCLR*)VME總線---仲裁總線總線請(qǐng)求(BR0*~BR3*)VME總線---中斷總線中斷請(qǐng)求(IRQ1*~IRQ7*)中斷應(yīng)答(IACK*)中斷應(yīng)答輸入(IACKIN*)中斷應(yīng)答輸出(IACKOUT*)VME總線---中斷總線中斷請(qǐng)求(IRQ1*~IRQ7*VME總線---公用總線系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)系統(tǒng)復(fù)位(SYSRST*)序列數(shù)據(jù)線(SERDAT*)序列時(shí)鐘線(SERCLK)交流故障(ACFAIL*)系統(tǒng)故障(SYSFAIL*)VME總線---公用總線系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)

VXI總線邏輯上可分為8組總線和若干保留的引腳。這些總線位于VXI總線背板，其中全局總線由所有VXI總線模塊共享；特殊總線從0槽模塊一對(duì)一地接到其他模塊；專用總線是相鄰模塊之間的局部總線。VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)VXI總線邏輯上可分為VXI總線模塊與連接器VXI總線主機(jī)箱VXI總線的屏蔽與冷卻VXI總線系統(tǒng)電源VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)VXI總線模塊與連接器VXI總線的機(jī)電結(jié)構(gòu)

VXI總線模塊與連接器VXI總線模塊有四種標(biāo)準(zhǔn)尺寸

D

C

BAA10X16cmB23X16cmC23X34cmD36X34cmVXI總線模塊與連接器VXI總線模塊有四種標(biāo)準(zhǔn)尺背板連接器

D

C

B

AP1P2P3背板連接器VXI總線主機(jī)箱VXI總線主機(jī)箱

VXI總線的屏蔽與冷卻

系統(tǒng)工作點(diǎn)主機(jī)箱冷卻曲線模塊氣阻曲線最低工作點(diǎn)VXI總線的屏蔽與冷卻系統(tǒng)工作點(diǎn)主VXI總線系統(tǒng)電源

VXI總線系統(tǒng)中的電源是以穩(wěn)壓直流電壓送到背板上，流經(jīng)任何連接器上各插腳的額定電流必須滿足系統(tǒng)內(nèi)溫升的要求，在55攝氏度的環(huán)境下，每個(gè)引腳電流限制在1A時(shí)，VME總線的連接器仍能工作。由主機(jī)箱電源供給的任何電壓，主機(jī)箱最大額定電流必須符合一定的最大允許電壓變化和最大允許直流負(fù)載紋波的要求。VXI總線系統(tǒng)電源VXI總線系統(tǒng)中的電源是以VXI總線種類

VXIbus共有8種總線：VME計(jì)算機(jī)總線時(shí)鐘和同步總線星形總線觸發(fā)總線本地總線模擬和總線模塊識(shí)別總線電源線

VXI總線種類VXIbus共有8種總線：開放的標(biāo)準(zhǔn)高速數(shù)據(jù)吞吐量：40MB/s對(duì)比于HP-IB的1MB/s靈活性測(cè)試儀器的小型化低成本規(guī)范化：VXIplug&play標(biāo)準(zhǔn)高可靠性

VXI總線的特點(diǎn)開放的標(biāo)準(zhǔn)VXI總線的特點(diǎn)VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介

VXIbus系統(tǒng)在VMEbus系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了不少總線，P1連接器與VMEbus完全相同，對(duì)P2連接器的引腳作了擴(kuò)展，并定義了P3連接器。與VMEbus的明顯差別是VXIbus的P2，P3連接器對(duì)0號(hào)槽與對(duì)1－12槽的定義不完全相同或基本不同。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介VXIbus系VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介

VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線分成時(shí)鐘總線，星形和觸發(fā)總線，本地總線，模擬和總線，模塊識(shí)別線和電源線。

VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介VXIbus系統(tǒng)VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介

時(shí)鐘和同步總線：

通過(guò)P2連接器提供10MHz時(shí)鐘CLK10，通過(guò)P3連接器提供100MHz時(shí)鐘CLK100，它們?cè)醋?號(hào)槽模塊而發(fā)至1-12號(hào)槽模塊。P3上還有一種同步信號(hào)SYNC100，它用來(lái)使多個(gè)器件相對(duì)于CLK100的上升沿同步，以便在模塊間提供非常準(zhǔn)確的時(shí)間配合。時(shí)鐘信號(hào)和同步信號(hào)都是從0號(hào)槽模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單獨(dú)傳至其他各槽，并在背板上被單獨(dú)緩沖以提供模塊間高水平的隔離。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介時(shí)鐘和同步總線：VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介模塊識(shí)別線：模塊識(shí)別線MODID用來(lái)檢測(cè)模塊的存在并指示它的物理位置。0號(hào)槽的P2連接器可引出MODID01-12共12條信號(hào)線。若槽中存在模塊，模塊識(shí)別線經(jīng)過(guò)下拉電阻接地可判別槽中是否插入了模塊，檢測(cè)結(jié)果也可以通過(guò)槽口識(shí)別燈或其他方法指示。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介模塊識(shí)別線：VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介TTL，ECL及星形觸發(fā)線：

為了適應(yīng)儀器的觸發(fā)定時(shí)和消息傳遞的要求，VXIbus設(shè)定了TTL，ECL及星形觸發(fā)線。其中前兩種的每條觸發(fā)線上連著各槽的模塊，信號(hào)在背板的兩個(gè)端點(diǎn)之間逐次傳遞，而星形總線從0號(hào)槽直接連向其他各槽，構(gòu)成星形連接。VXIbus系統(tǒng)擴(kuò)展總線簡(jiǎn)介TTL，ECL及星形觸發(fā)線

VXI與PXI的取舍

PXI(PCIExtensionofInstrumentation)總線是以PCI計(jì)算機(jī)局部總線(IEEE1014-1987標(biāo)準(zhǔn))為基礎(chǔ)的模塊儀器結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是在PCI總線基礎(chǔ)上提供一種技術(shù)優(yōu)良的模塊儀器標(biāo)準(zhǔn)。PXI模塊機(jī)械尺寸與VXI相似，PXI規(guī)范也定義了一個(gè)包括電源系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和安插模塊槽位的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱。PXI在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面與CompactPCI的要求基本相同，采用了ANSI310-C、IEC-297和IEEE1101.1等在工業(yè)環(huán)境下具有很長(zhǎng)應(yīng)用歷史的Eurocard規(guī)范，支持3U和6U兩種模塊尺寸，它們分別與VXIbus的A尺寸和B尺寸相同。

VXI與PXI的取舍PXI(PCIExPXI總線規(guī)范是在PCI規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它具有PCIbus的性能和特點(diǎn)，包括32/64位數(shù)據(jù)傳輸能力以及分別高達(dá)132MB/s和264MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速度，另外還支持PCI-PCI橋路擴(kuò)展和即插即用。PXI在保持PCI總線所有這些優(yōu)點(diǎn)的前提下增加了專門的系統(tǒng)參考時(shí)鐘，觸發(fā)總線，星形觸發(fā)線和模塊間的局部總線，以此來(lái)滿足高精度的定時(shí)和同步與數(shù)據(jù)通信要求。VXI與PXI的取舍PXI總線規(guī)范是在PCI規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展而

如果從性能上考慮，PXI是當(dāng)然之選，它不但傳輸速率較高，價(jià)格也相對(duì)較低。但是一個(gè)PXI機(jī)箱最多只有7個(gè)插槽可插通用模塊，不能滿足需要；與此相比，13槽C尺寸VXI機(jī)箱能提供給設(shè)計(jì)者12槽位置，一般不用通過(guò)機(jī)箱級(jí)聯(lián)就能滿足實(shí)際需要了，而且，C尺寸的VXI模塊比3U或6U尺寸的PXI模塊能夠集成更多的功能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案時(shí)，首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能分解，使單個(gè)模塊的功能相對(duì)獨(dú)立，同時(shí)又能靈活地組建系統(tǒng)。

VXI與PXI的取舍如果從性能上考慮，PXI是PCI/PXI/VXI總線的性能比較PCI/PXI/VXI總線的性能比較

VXI總線儀器VXI總線儀器

VXI總線儀器概述

通常一個(gè)儀器將占據(jù)一塊VXI總線模塊，但也允許在一個(gè)模塊上實(shí)現(xiàn)多個(gè)儀器和一個(gè)儀器占據(jù)多個(gè)模塊。在系統(tǒng)中，每個(gè)儀器都有唯一的邏輯地址。儀器可以是計(jì)算機(jī)，萬(wàn)用表，多路開關(guān)，振蕩器，人機(jī)接口和計(jì)數(shù)器等等。根據(jù)VXI總線儀器支持的通信協(xié)議的能力可將它分為4類。VXI總線儀器概述通常一個(gè)儀器將占據(jù)一VXI總線儀器混合儀器非VXI總線儀器消息基儀器存儲(chǔ)器儀器擴(kuò)展儀器寄存器基儀器CPU儀器人機(jī)接口???A16寄存器基儀器A14/A24A16/A32寄存器基儀器VME總線儀器資源管理者VXI總線儀器混合儀器非VXI總線儀器消息基儀器存儲(chǔ)器消息基儀器

支持VXI配置和通信協(xié)議。這一類儀器支持包括具有命令者和命令基從者原件的儀器。

消息基儀器是具有通信能力的本地智能儀器，如：數(shù)字式萬(wàn)用表，頻譜分析儀，顯示控制器，IEEE488-VXI總線接口儀器，開關(guān)控制器等。

消息基儀器支持VXI配置和通信協(xié)議。這一類消息基儀器

消息基儀器在高層次上用ASCII字符進(jìn)行通信，與這種儀器十分相似的是獨(dú)立的HP-IB儀器，它非常容易組裝成VXI總線系統(tǒng)。它用一種意義明確的“字串行協(xié)議”規(guī)則進(jìn)行通信，這種異步協(xié)議定義了在儀器之間傳送命令和數(shù)據(jù)所需的掛鉤要求。消息基儀器消息基儀器在高層次上用ASC消息基儀器

要獲得這種使用方便性，需做出兩種折衷方案。第一，實(shí)施串行協(xié)議所需的通信接口是很復(fù)雜的，這就意味著它比寄存器基儀器的通信接口要在電路板上占用更多的位置。因此消息基儀器總要比相等的寄存器基儀器貴得多。此外，由于多占用的空間用于通信，而不是用于測(cè)量電路，它一般都裝在C尺寸或尺寸較大的模塊上。第二，器件之間的通信速度較低，大致與HP-IB的通信速度差不多。消息基儀器要獲得這種使用方便性，需做出兩存儲(chǔ)器儀器具有配置寄存器，并且包含一定的存儲(chǔ)器儀器的特征，如：存儲(chǔ)器類型和存取時(shí)間等。但不具有VXI總線定義的其他寄存器或通信協(xié)議。如磁泡存儲(chǔ)器，RAM/ROM插件卡。存儲(chǔ)器儀器具有配置寄存器，并且包含一定的存儲(chǔ)寄存器基儀器寄存器基器件是只有基本配置寄存器的VXI總線器件，它的通信情況極像VME總線儀器，是在低層次上用二進(jìn)制信息編制程序的。它的明顯優(yōu)點(diǎn)在于速度----寄存器基儀器完全是在直接硬件控制這一層次上進(jìn)行通信的，這種高速通信可以使測(cè)試系統(tǒng)吞吐量大大提高。但不要認(rèn)為寄存器基器件是非常簡(jiǎn)單的儀器，比如說(shuō)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以用低級(jí)二進(jìn)制命令與其他儀器進(jìn)行通信，也可能擁有一個(gè)內(nèi)部微處理器，用以進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)量控制和自診斷。

另一優(yōu)點(diǎn)是該接口非常簡(jiǎn)單，體積小、成本低。寄存器基儀器寄存器基器件是只有基本配置寄存器

寄存器基儀器

寄存器基儀器非常適用于簡(jiǎn)單的插卡，如開關(guān)，多路轉(zhuǎn)換器，基本數(shù)模轉(zhuǎn)換器等等。用戶愿意使用價(jià)格低廉的寄存器基模塊，但卻不想用低級(jí)二進(jìn)制命令來(lái)編制這種模塊程序。

VXI總線以一種叫做命令者和受令者的概念來(lái)解決這一問題。一種包含有智能的儀器可以用來(lái)操縱寄存器基儀器，它被配制成寄存器基儀器的命令者。向命令者發(fā)送高級(jí)ASCII命令，它就會(huì)對(duì)這些命令做出解釋，然后將必要的二進(jìn)制信息發(fā)送給寄存器基受令者。寄存器基儀器寄存器基儀器非常適用于簡(jiǎn)單的插VXI總線控制器和接口板總線控制器

總線接口板VXI總線控制器和接口板總線控制器

VXI總線控制器VXI總線控制器都放在VXI主機(jī)箱的零號(hào)槽位置，又稱為零槽控制器。系統(tǒng)控制方式也就是控制器與VXI總線連接的方式。

種類：GPIB—VXI方式MXI方式嵌入式工作站控制器VXI總線控制器VXI總線控制

VXI總線控制器VXI總線控制器

VXI總線控制器—GPIB－VXI方式GPIB－VXI方式是通過(guò)GPIB總線把一個(gè)VXI主機(jī)箱與外部計(jì)算機(jī)相連。在主機(jī)箱內(nèi)部有一個(gè)GPIB－VXI轉(zhuǎn)換器，這就使裝備有GPIB功能的計(jì)算機(jī)能控制VXI總線儀器或者代替GPIB儀器。計(jì)算機(jī)通過(guò)GPIB總線和GPIB－VXI轉(zhuǎn)換器把一個(gè)命令串傳送給VXI器件。轉(zhuǎn)換器決定哪個(gè)器件被尋址。VXI總線控制器—GPIB－VXI方式VXI總線控制器—GPIB－VXI方式

顯然，轉(zhuǎn)換器把GPIB協(xié)議轉(zhuǎn)換到了VXI字串行協(xié)議，同時(shí)把字串行命令串傳送給器件。這個(gè)過(guò)程對(duì)消息基器件來(lái)說(shuō)是必須的。對(duì)于寄存器基器件，被傳送到GPIB－VXI轉(zhuǎn)換器的命令確定了執(zhí)行寄存器訪問的模式，這種額外的轉(zhuǎn)換使得隨機(jī)讀寫速度比嵌入式和MXI控制方式的速度慢的多，但這種方式可以使裝備有GPIB功能的計(jì)算機(jī)控制VXI總線儀器。另外，GPIB控制的VXI總線系統(tǒng)具有許多結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，如系統(tǒng)組建者可以組建一具有VXI設(shè)備的主機(jī)箱，它能以VXI速度完成十分復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)，而且它能通過(guò)使用簡(jiǎn)單高級(jí)語(yǔ)言的GPIB控制器來(lái)控制。VXI總線控制器—GPIB－VXI方式顯然

VXI總線控制器—MXI

MXI方式是通過(guò)高速M(fèi)XI總線把外部的計(jì)算機(jī)連接到VXI主機(jī)箱的后板上，它與嵌入方式在功能上是相同的，但可更靈活地適用于各種類型的計(jì)算機(jī)和工作站。一個(gè)MXI系統(tǒng)包括一個(gè)連在遠(yuǎn)地計(jì)算機(jī)外圍擴(kuò)展總線（如PCI）的插板、一個(gè)直接插在VXI主機(jī)箱0號(hào)槽內(nèi)的VXI模塊和連接兩者的電纜。VXI總線控制器—MXIMVXI總線控制器—MXI

功能如同連在VXI總線上一樣，具有更快的VXI隨機(jī)讀寫速度和字串行傳送速度，數(shù)據(jù)在總線間傳送由硬件完成，提高了系統(tǒng)運(yùn)行速度，但MXI系統(tǒng)需要在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線和VXI總線間進(jìn)行硬件連接，而嵌入式不需要。連有PCI和DMA的MXI控制器在數(shù)據(jù)塊傳送方面比嵌入式VXI控制器的性能要好。VXI總線控制器—MXI功能如同連在VXI總嵌入方式嵌入方式是指把控制器作為一個(gè)模塊裝在VXI主機(jī)箱的插槽內(nèi)，直接與VXI總線系統(tǒng)中的各類器件耦合。它的特點(diǎn)在于體積小、速度快，但是缺乏靈活性，而且價(jià)格較其他方式貴得多。

嵌入方式嵌入方式是指把控制器作為一個(gè)模塊裝在VX

VXI總線接口板常用的接口板包括：

HP-IB總線接口板外部計(jì)算機(jī)零槽控制器接口板（VXILink，MXI和FireWire）

VXI總線接口板常用的接口板包括：

HP-IB總線接口板

用于對(duì)總線控制的實(shí)時(shí)性要求不高，并需在儀器中集成較多HP-IB的場(chǎng)合。它主要包括插入通用計(jì)算機(jī)的HP-IB接口板，位于VXI主機(jī)箱零槽的HP-IBVXI模塊。其功能如下：

將HP-IB儀器的控制代碼轉(zhuǎn)換為VXI命令，VXI系統(tǒng)中實(shí)時(shí)執(zhí)行。

用HP-IB總線控制器和軟件控制VXI總線的消息基儀器。

擴(kuò)展HP-IB命令提供對(duì)寄存器基儀器和VME總線儀器的控制，以及系統(tǒng)存儲(chǔ)器的讀寫。

HP-IB總線接口板用于對(duì)總

外部計(jì)算機(jī)零槽控制器接口板

VXILink零槽控制器接口板

MXI零槽控制器接口板FireWire總線零槽控制器接口板外部計(jì)算機(jī)零槽控制器接口板

VXILink零槽控制器接口板VXILink是16位的數(shù)據(jù)通信接口，它采用ISA總線接口卡與計(jì)算機(jī)通信。其特點(diǎn)是對(duì)計(jì)算機(jī)的要求低，386以上的計(jì)算機(jī)都可以作為控制器。但其數(shù)據(jù)通信速度慢（小于10MB/S）。適用于與中低速的儀器通信如低速掃描繼電器等。VXILink零槽控制器接口板VXIL

MXI零槽控制器接口板

MXI是由美國(guó)NI公司提出的一種多系統(tǒng)擴(kuò)展接口總線。相當(dāng)于把VXI機(jī)箱的背板總線拉到外部計(jì)算機(jī)上來(lái)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)VXI機(jī)箱間的３２位數(shù)據(jù)交互。由于它可以直接把VXI內(nèi)存空間映射到外部計(jì)算機(jī)上來(lái)，因此在提高數(shù)據(jù)傳輸速率方面上看具有很大的優(yōu)勢(shì)。MXI零槽控制器接口板MXI是由美國(guó)NI公司提出VXI系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)VXI系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序開發(fā)模塊儀器驅(qū)動(dòng)程序操作系統(tǒng)VXI總線計(jì)算機(jī)VXI總線背板VXII/O軟件GPIBI/O軟件消息基模塊寄存器基模塊VME模塊

應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境C/C++，VB，HPVEE，LabViewVXIplug&play驅(qū)動(dòng)器VISA/SICL/SCPI命令操作系統(tǒng)WIN95\98WINNTUNIX接口卡FireWireMXIGP-IB控制器測(cè)試儀器應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境VXIplug&play驅(qū)動(dòng)器VISASCPI命令SCPI(standardcommandsforProgrammableInstruments)與過(guò)去的儀器的不同點(diǎn)在于，SCPI命令描述的是所測(cè)量的信號(hào)而不是正在用于測(cè)量信號(hào)的儀器本身。用SCPI編寫的程序不僅更加可讀而且更加直觀。相同的SCPI命令可用于各種不同的VXI儀器，例如：“TRIG：IMM”(觸發(fā)：立即）命令可以用于任一種具有觸發(fā)能力的VXI儀器。且其具有“橫縱向兼容性”。SCPI命令SCPI(standaSCPI命令

SCPI語(yǔ)言由三部分內(nèi)容組成：語(yǔ)法和樣式：描述實(shí)際語(yǔ)言的應(yīng)用以及發(fā)展維護(hù)的基本原理；命令結(jié)構(gòu)：描述了儀器中出現(xiàn)的實(shí)際語(yǔ)言的構(gòu)造；數(shù)據(jù)交換格式：在儀器與應(yīng)用之間，應(yīng)用與應(yīng)用之間或儀器與儀器之間可以使用的數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)表示法．SCPI命令SCPI語(yǔ)言由三部分內(nèi)容組成：基于VISA庫(kù)的VXI總線編程

進(jìn)行VXI總線編程離不開VISA庫(kù)的支持。VISA庫(kù)以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DDL)的形式向VisualBasic，VisualC++等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提供了訪問VXI總線資源的手段。VISA是虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)的縮寫，實(shí)質(zhì)是一個(gè)輸入輸出接口軟件庫(kù)及其規(guī)范的總稱。它是由VXI總線即插即用聯(lián)盟提出和規(guī)定使用的，其目的是使不同廠家的儀器具有相同的編程接口。控制消息基器件要用到SCPI命令，VISA庫(kù)的重要功能之一就是向儀器發(fā)送SCPI命令。基于VISA庫(kù)的VXI總線編程進(jìn)行VXI基于VISA庫(kù)的VXI總線編程

它用一種標(biāo)準(zhǔn)的方式來(lái)描述各種各樣的儀器功能，規(guī)定了在控制器到儀器和儀器到控制器之間信息交換層消息的構(gòu)造和內(nèi)容，使各類不同的儀器更容易被理解和