智能儀器課件第章

第十章智能儀器新發(fā)展個人儀器及系統(tǒng)10.1VXI總線儀器

10.2虛擬儀器

10.3網(wǎng)絡化儀器10.4主要內(nèi)容多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)在智能儀器中的應用

10.510.1個人儀器及系統(tǒng)下頁上頁返回計算機在測量測試領(lǐng)域的應用——1982年之前將計算機裝入到智能儀器中，對儀器進行控制和管理；在采用通用接口母線的自動測試系統(tǒng)中由計算機充當控制器，管理測試過程。下頁上頁返回計算機在測量測試領(lǐng)域的應用

——20世紀80年代初期插入式儀器組件個人儀器個人儀器系統(tǒng)在個人儀器或個人儀器系統(tǒng)中，標準通用的個人計算機代替了智能儀器中的微計算機和儀器中的人機接口，通過插入式結(jié)構(gòu)把個人計算機和智能儀器的插入式組件相連，共同完成儀器的功能。美國西北儀器系統(tǒng)公司(NorthwestInstrumentSystems,NWIS)1982年研制成功了世界上第一臺個人儀器。下頁上頁返回HP公司在1986年推出一套含有8種常見儀器的個人儀器系統(tǒng)。個人儀器的結(jié)構(gòu)和特點個人儀器發(fā)展初期多功能個人儀器系統(tǒng)下頁上頁返回1986年以后出現(xiàn)的一種個人儀器系統(tǒng)下頁上頁返回下頁上頁返回注意盡管個人儀器及個人儀器系統(tǒng)在20世紀80年代曾經(jīng)風靡一時，但其擴展性和標準化進程等局限阻礙了其進一步發(fā)展，目前已經(jīng)為VXI總線儀器、虛擬儀器和虛擬儀器系統(tǒng)所取代。個人儀器的特點：低成本高性能使用方便研制周期短個人儀器系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種測試功能可以組建自動測試系統(tǒng)下頁上頁返回10.2VXI總線儀器

沒有統(tǒng)一的標準，不同廠家的產(chǎn)品互不兼容，用戶在組建儀器系統(tǒng)時難以選配不同廠家的產(chǎn)品，影響了儀器技術(shù)的進一步發(fā)展1987年4月，由美國的ColoradoDataSystems、Hewlett-Packard、Racal、DanaInstruments、Tektronix和Wavetek等5家著名儀器公司率先在國際上成立了VXI總線聯(lián)合體(VXIbusConsortiumInc.)，表示用基于當時國際上公認的一種比較完善的開放式計算機總線VMEbus，同時吸取GPIB易于組合的優(yōu)點，來開發(fā)開放式模塊化儀器系統(tǒng)的總線標準，并于7月宣布了VXIbus技術(shù)規(guī)范草案初稿，開創(chuàng)了VXI的新紀元。

VXI總線標準對基于VXI總線的虛擬儀器系統(tǒng)沒有提出詳細的規(guī)范，特別是對系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)幾乎沒有作任何的規(guī)定。1993年9月22日，NationalInstruments、Genrad、RacalInstruments、Tektronix和Wavetek等5家公司聯(lián)合成立了VXI即插即用系統(tǒng)聯(lián)盟(VXIPlug&PlaySystemAlliance，VPP)VPP宗旨是通過制定一系列的VXI儀器軟件(系統(tǒng)級)標準來提供一個開放性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，真正實現(xiàn)VXI儀器總線的即插即用，解決多廠家的VXI系統(tǒng)的易操作性與互操作性問題，并為最終用戶提供進行系統(tǒng)維護、支持與再開發(fā)的能力。VX味Ib替us白總線顧聯(lián)合該體主要推負責央VX軟Ib冤us辟硬件建(即爹儀器續(xù)級)斑標準塊規(guī)范憤的制圓訂VP腥P系耳統(tǒng)聯(lián)晃盟主要惡是通神過制熄訂一涉系列灶的V飛XI濁bu悶s軟脊件(放即系趁統(tǒng)級銅)標愈準來載提供士一個則開放劇的系卷統(tǒng)結(jié)鉛構(gòu)，腦使其哨更容這易集棒成和尿使用所謂疼VX騎Ib糖us伯標準憤體系背就由丑這兩傅套標寬準構(gòu)甘成。VX鏟I總蕉線是六VM韻Eb呼us充E林xt稿en暗si綢on雹f槐or鉆I面ns態(tài)tr資um防en釣ta鄉(xiāng)豐ti捉on礙的縮弊寫，扇即V敘ME翠總線沾在測砍量儀汪器領(lǐng)肥域的右擴展脅。符下合V航XI絕總線趣規(guī)范幼標準女的儀胃器及疤系統(tǒng)網(wǎng)稱為VX阻I總壘線儀堪器及名VX傳I總道線儀省器系姜統(tǒng)。VX膛I總煎線系至統(tǒng)具得有標石準化駁、通眨用化鑒、系巖列化府、模喬塊化陰的顯冷著優(yōu)貫點，列集測拼量、洪計算狹、通株信功盡能于槽一體賀，它足不僅必繼承筐了G巧PI糕B智勵能儀竹器和掘VM撒E總少線的專特點龜，還臨有多診功能椒、高左密度堡、高均效率椒、高焰性能濕、模獨塊化名等優(yōu)左勢。鎮(zhèn)首先早是在店軍事哲、航旗空航的天、摸兵器純系統(tǒng)壟，繼沸而在酒工業(yè)瓦上得纏到了千廣泛取的應麗用。VX錫I儀粥器是竹一種害模塊沒化的被卡式系儀器籌，沒菊有傳傲統(tǒng)意票義上委的操脫作面海板，蹲對V嫁XI刻儀器乒的操贈作需呈要借羊助計尼算機珍來進礙行。VX沒I的脅主要穩(wěn)優(yōu)點(1烏)待開放較標準講。VX英I總諷線是銳一種慚真正墊的開嫁放標厘準，拴得到次世界鍋上眾既多儀璃器生匪產(chǎn)廠禁家的嫁支持識，用辯戶可傍以選胸擇不稅同廠獨家的流儀器前模塊盒組建陸儀器撇系統(tǒng)倡。(2吊)微模塊坡化結(jié)宵構(gòu)。采用森共用尊電源驗、消扎除面倒板、黃共用楊冷卻抄、高寺密度翼緊湊衡的結(jié)杜構(gòu)設擇計，擱有利俯于減輪少尺懷寸。(3煌)到較高組的測怎試系效統(tǒng)吞寸吐量獎。采用癥背板薦結(jié)構(gòu)腰，數(shù)柴據(jù)傳撥輸速牢率最罩高可惠以達寨到4榆0M祖B/蛾s，倘吞吐隆量大戚。具群有分使布性宇，可鞠以在照共享撐存儲勸器體移系結(jié)減構(gòu)基瓣礎(chǔ)上羨在背藏板上溫安裝鋤多個挪微處叉理器揪。可孟以設此定多漆級優(yōu)恥先級川別，慘提供漢嚴格好的中隆斷處折理。(4鉆)醬單機銅箱多否模塊叮。VX妄I儀啊器系白統(tǒng)由司傳統(tǒng)吵的“召多機老箱堆租放式鹽”發(fā)究展成戀“單從機箱任多模取塊式陪”。欄具有狀安裝欠密度臨高、界體積腹小、淺重量竿輕、淚易于所攜帶楚等優(yōu)玻點。育因其殼外形還尺寸殘小，騰故可袍提高里被測縮慧信號羽的?？裾娑瓤?，能哭減小升儀器鈔與被閑測裝光置的縮慧引線挖長度媽，降傻低系斜統(tǒng)噪際聲和門改善稼屏蔽名效果俗。此燙外，品VX欺I系永統(tǒng)也掀易于豬與機貧架層預疊式假儀器忽結(jié)構(gòu)茅相連猾。(5鼓)班容易拌實現(xiàn)廁系統(tǒng)觸網(wǎng)絡流控制洞。VX挪I規(guī)報范定辭義了儉儀器干系統(tǒng)撓與計肉算機勸網(wǎng)絡西系統(tǒng)覽的連那接，油使儀較器系易統(tǒng)不遇僅可纖以實遵現(xiàn)本云地局不域網(wǎng)低控制結(jié)，也嫂可以族實現(xiàn)號遠程詳廣域弱網(wǎng)控丘制。VX沃I總捎線系快統(tǒng)或志者其虎子系洲統(tǒng)由病一個求VX溜Ib票us地主機瘡箱、德若干挪VX態(tài)Ib儲us刃器件齡、一努個V犯XI遷bu蒼s資耗源管虹理器愛和主難控制塊器組陷成。零槽捐模塊歌完成象系統(tǒng)范背板聞管理粥，包憤括提錄供時允鐘源艇和背愧板總貿(mào)線仲僚裁等名，也配可以滅同時石具有測其他闖的儀鍛器功宮能。資源織管理稠器在贏系統(tǒng)價上電本或者購復位梯時對飲系統(tǒng)晚進行接配置釘，以羞使系樸統(tǒng)用狠戶能礎(chǔ)夠從崇一個攀確定拴的狀覽態(tài)開好始系針統(tǒng)操誓作。今在系雀統(tǒng)正食常工度作后苗，資被源管獅理器庸就不帝再起莫作用沖。VX躍I資士源管較理器湊實際矛上是涌一個倒軟件觸模塊陪，它遞可以幸裝在斤VX攪I模虛塊或巖者外差部計姜算機扣上，永與0停槽模嶼塊一葡起進慢行系沙統(tǒng)中詞每個愿模塊承的識申別、神邏輯腐地址概的分寶配、番內(nèi)存徑配置棄、并度用字噸符串嬌協(xié)議恰建立廉命令定者/成從者仔之間拆的層慨次體腦制。主機局箱容紐奉納V姓XI姐bu淚s儀瘋器，柿并為接其提楚供通盯信背城板、榆供電博和冷懂卻。一、怪VX年I總足線系判統(tǒng)的蟲機械剖結(jié)構(gòu)VX叨Ib架us辛系統(tǒng)塞的最何小物資理單濱元是昌組件到模塊獎，由父帶電會子元叔件和乎連接牙器的握組件愁板、圍前面串板和蝴任選和的屏免蔽殼侵組成概。V型XI閑規(guī)范漂定義兆了四振種尺謊寸的杏VX將I模達塊，事參見苦圖所致示。膝較小爬的尺簽寸A士和B違是V窄ME銜bu湖s模若塊定鞋義的遇尺寸軍，較此大的粘C和盟D尺葛寸模偽塊是燦為高屑性能策儀器斗所定定義的點，它鏡們增虛大了庸模塊棕間距烈，以燦便對炮包含比用于勺高性綢能測奏量場短合的勝敏感固電路男的模悼塊進啦行完說全屏誰蔽。洋每個鋼模塊罰都必滲須有歷規(guī)定痛的邊罪沿導故軌機尚構(gòu)，緣瑞以便課能順餅利插突入機晝箱。A、芹B尺獸寸主辦機箱戰(zhàn)的插幻玉槽間撈距為放20微.3類2m將m，徒C、移D尺彼寸則攤為3扮0.釀48鍵m跟m。銹一個色機箱且最多史有1半3個縮慧槽位物，其清中0志號槽隔比較感特殊少，位校于機誤箱的貼最左跪邊或濕最底柱部。一個會模塊未一般腫占一賠個槽衰位，讓但V餅XI挖系統(tǒng)蘿允許傅設計途和使負用多罵槽位鴿的更斗厚的艇模塊起。組件賽模塊姻的機項械載黨體是亡主機度箱。泳與模革塊尺斜寸類抄型相腔適應蹄，主夸機箱升也有嘆A、興B、綠C、炕D四孕種尺困寸可蠶供選耳擇。模塊銹的互款連載傅體是鬼主機稠箱的闊背板背，背聰板與芽模塊盞之間晴通過攤總線稠連接劑器銜經(jīng)接。霉VX臥Ib川us適系統(tǒng)崇允許材較大查尺寸微機箱乓使用械較小隆尺寸止模塊俘，但寺必須狼有附金加的閘安裝逼裝置喪。典型落的V懶XI尋標準登機箱萄（D舅尺寸艙）VX駛I系嶺統(tǒng)的梨全部皮總線鏈都印動制在敬主機臂箱內(nèi)刮的背平板上咸，并樂通過驗P1稱、P畝2、穴P3叮連接麥器與色各模遲塊連貝接。其中糧，P喇1是躬各種淋尺寸牢模塊森都必膽須配弱備的斜，B研、C束尺寸配模塊達可選遣擇使宣用P否2，星D尺魂寸模雁塊可芝P2努，也肥可以愚選擇尋P3讀。模塊甜和板冬上的但連接陣器都載是9翁6引莫腳，猜分成目A、莫B、話C三土行，尸每行命32四個引流腳。紀VX證I總貝線標拍準和鋸VM剛E總誼線標羨準對悼P1輛連接蓄器引院腳的挑定義忙相同雁，V婦ME鑄總線斧標準屠只定賄義了址P2謹連接叛器的拒9排啟32文個引到腳，珍而V干XI盒總線垮標準礎(chǔ)定義子了P績2、襪P3折連接傻器的民全部異引腳耗。VX鬼I主按機箱組也為張系統(tǒng)燙提供慌儀器奴工作所所要頸求的功公用態(tài)電源配、冷勿卻和修電磁查屏蔽阿環(huán)境士條件購。二、唉VX晝I總嗽線系帆統(tǒng)的盡總線拜結(jié)構(gòu)VX傷Ib冰us削完全外支持替32搭位V常ME般計算裂機總絨線，快并在前此基之礎(chǔ)上爸增加座了用母于模粱擬供寇電和溝EC賺L供霧電的畫額外扶電源劃線、鹿用于惱測量遭同步許和觸猜發(fā)的狀儀器告總線喪、模享擬相任加總指線以憑及用榮于模勾塊之艱間通得信的濟本地礎(chǔ)總線尾，以它適應鴨高速外高性鞠能儀遮器組渣件模捷塊的乓需要理。VX偏I總?cè)蹙€系楚統(tǒng)所乓涉及隙的總店線有餡：V縱ME符計算央機總現(xiàn)線，搬時鐘竊和同仿步總老線，基模塊刮識別桐線亂(M妙OD像ID通)，弦觸發(fā)繁總線棚，本車地總答線(拋Lo胞ca就l賓Bu竄s,冠L擇BU遵S)潔，模廣擬加酬法總粥線(狗SU世MB畫US困)氏等VX忠I總拿線系扶統(tǒng)結(jié)單構(gòu)(1序)沃VM伐E計其算機輝總線猶。包紙括數(shù)恨據(jù)傳山輸總略線(勾Da掩ta門T丙ra滲ns處fe諒r補Bu盒s,臥D詞TB腥)、歐DT浙B仲賓裁總世線(附Da淚ta載T陽ra續(xù)ns辟fe五r景Bu旦s刺Ar鳳bi滅tr輕at桑io林n)嚴、優(yōu)患先級由中斷租線(涼Pr賣io誦ri共ty是I胸nt薪er妄ru許pt挺B脅us寨)、膽公用袍總線鴿(P顏ri灘or額it鵝y趣Ni蟲er漲ru貢pt覆B注us公)。(2脹)潤時鐘膨和同勻步總?cè)A線。肝包括我一個啄通過需連接謝器P尺2提量供的鐵10絞MH賺z時晝鐘的數(shù)CL特K1閘0，凡一個巴通過陰連接唯器P獅3提腔供的名10暗0M集Hz憂時鐘姓CL始K1態(tài)00憤，以提及一陜個位途于連剛接器帝P3盟上與蘋CL趟K1塘00寇上升基沿同辱步的晶同步仍信號肅SY綁NC雜10次0。網(wǎng)這三廁個信拜號都慚是從字0槽騾模塊臨發(fā)出芽的。穗其中京，C幫LK詢10重時鐘襯線用圈于模蹤蝶塊之惰間的邪精確層同步鬧，C依LK廊10術(shù)0和末SY媽NC墊10天0用釀于系尤統(tǒng)中有更高枯精度傭的定動時和聽觸發(fā)畝。從工0槽非總線鄉(xiāng)豐傳至醫(yī)任何描槽的掩絕對診延遲毀時間旗不超貿(mào)過8垮ns伸。(3自)汗模塊址識別魂線燈(M竊OD日ID慰)。辜用于皆檢測淋特定慘位置口上的賓模塊似存在脹與否怠，或腦者識勿別一爸個特餐定器篩件的悄物理葉槽位贏。這廟些線疲自0課號槽虹分別床送至囑1號像槽至銀12溪號槽烏。系垮統(tǒng)自墨動配斑置時菌必須衫用到怨MO循DI恥D線蠻。(4軋)者觸發(fā)掃總線皇。為虹適應握儀器悲的觸托發(fā)、求定時戶和消治息傳肆遞的訓要求奴，V檢XI少總線性系統(tǒng)贈增加煙了三折種觸耕發(fā)線財，分冠別是億TT公L、磚EC縫L和筐星型暈觸發(fā)愈線。TT池L觸訂發(fā)線砌共8疼條，朵即T勤TL密TR束G0高~T都TL障TR鍬G7抽，是慮一組鋒用于卷模塊出間通我信的雅、集辦電極刺開路毫的T槐TL貸信號頂線，秩分布爬在P完2連娘接器微上。師包括勺0號釘槽在資內(nèi)所牙有模族塊都太可以沉驅(qū)動萍這些布線或夕者從速這些塵線上室接受祝信息儀。這誤是一采組通唯用線寨，可嫌用于仆觸發(fā)或、掛卻鉤、鉛時鐘故或邏許輯狀摩態(tài)的押傳送怠。數(shù)咽據(jù)傳耍輸速結(jié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