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1、第9章 VXI總線,第十二講,1、概述 2、VXI模塊與主機箱 3、信號線,歷史的回顧,VXIbus是VMEbus在儀器領(lǐng)域的擴展（VMEbus eXtensions for Instrumentation），是計算機操縱的模塊化自動儀器系統(tǒng)。 VXIbus的演變 1979年，Motorola公布了一個面向68000微處理器的所謂VERSAbus。與此同時，誕生了一種被稱為 “Eurocard” （IEC297-3）的印刷電路板標準。 1981年10月，Motorola, Mostek和Signetics宣布他們共同支持基于VERSAbus和Eurocard模塊尺寸的系列板卡，這就是著名的VM

2、Ebus。1987年，VMEbus被IEEE正式接受為萬用背板總線（Versatile Backplane Bus）標準VMEbus（ANSI/IEEE 1014-1987）。,VXI總線,VXIbus是VME總線在儀器領(lǐng)域的擴展(VMEbus eXtension for Instrumentation)。 1987年4月，美國Colorado Data Systems、Hewlett-Packard、Racal、Dana Instruments、 Tektronix和Wavetek等五家著名儀器公司求同存異，組成VXI總線聯(lián)合體（VXIbus Consortium Inc.），提出 VXIb

3、us Rev.1.3規(guī)范文件。,1992年9月17日美國IEEE-P1155采納VXIbus Rev.1.4作為IEEE工業(yè)用標準的基本文件。,VXIbus標準發(fā)展史,VXIbus規(guī)范的目標,VXIbus聯(lián)合體制訂VXI總線規(guī)范的目標是定義一系列對所有廠商開放的、與現(xiàn)有工業(yè)標準兼容的、基于VME總線的模塊化儀器標準,其要點可概括為：, 使設(shè)備之間以明確的方式通信； 使VXI系統(tǒng)比標準的機架堆疊式系統(tǒng)具有更小的物理尺寸； 使用專門的通信協(xié)議和更寬的數(shù)據(jù)通道為測試系統(tǒng)提供更高的系統(tǒng)吞吐率； 提供可用于軍事模塊化儀器（Instrument on a Card）系統(tǒng)的測試設(shè)備； 通過使用虛擬儀器原理方

4、便地擴展測試系統(tǒng)的功能； 通過使用統(tǒng)一的公共接口降低系統(tǒng)集成時的軟件開發(fā)成本； 在該規(guī)范內(nèi)定義實現(xiàn)多模塊儀器系統(tǒng)的方法。,VXIbus標準體系,國際上現(xiàn)有兩個VXIbus組織 : VXIbus聯(lián)合體 :主要負責VXIbus硬件（即儀器級）標準規(guī)范的制訂； VPP系統(tǒng)聯(lián)盟 :宗旨是通過制訂一系列的VXIbus軟件（即系統(tǒng)級）標準來提供一個開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使其更容易集成和使用。 1993年9月22日成立VXI即插即用系統(tǒng)聯(lián)盟(VXI Plug VXI模塊（插件）; 計算機及顯示器等三部分組成。,,,圖,,,二、VXI 模塊 VXI總線測試系統(tǒng)的最小物理單元是組件模塊(Assembly Mo

5、dule)。如圖所示，它由帶電子元件和連接器的組件板、前面板和任選的屏蔽殼組成。模塊有A、B、C、D四種規(guī)格。,VXI,VXIbus規(guī)范除電氣與機械標準外，還包括包裝、電磁兼容性、電源分布、VXI主機箱和嵌入模塊的冷卻方法與氣流要求等。所有模塊裝入VXI主機箱的插槽，而通過模塊前面板提供開關(guān)、LED指示、測試點與I/O連接等。,模塊有A、B、C、D四種規(guī)格,三、VXI主機箱 組件模塊的機械載體是主機箱(Mainframe)。與模塊尺寸類型相適應(yīng)，主機箱也有A、B、C、D四種尺寸可選擇。 模塊互連載體是主機箱的背板(Backplake)，背板與模塊之間通過總線連接器銜接：三個96芯的連接器

6、J1、J2、J3，模塊上的連接器對應(yīng)為P1、P2、P3。 VXI規(guī)定，一個主機箱最多有13個(012號)槽位，其中0號槽比較特殊，位于機箱的最左邊或最底部。 VXI主機箱還為系統(tǒng)提供適合儀器工作要求的公用電源、冷卻和電磁屏蔽環(huán)境條件。,主機箱,圖3-3,,,,第二節(jié) VXI總線信號線,一、 VXI總線的組成 VXI總線是模塊間信號的載體。在VME總線基礎(chǔ)上擴展了一些適應(yīng)儀器特殊要求的信號線后形成的，其組成如圖所示。從功能上看，VXI總線定義的信號可分為以下幾類： * VME計算機總線 *儀器要求的信號線,,,VME計算機總線 時鐘和同步總線 模塊識別總線 觸發(fā)總線 模擬加法總

7、線 局部總線 星形總線 電源總線,二、VME計算機總線 1數(shù)據(jù)傳輸總線（DTB） DTB由總線主模塊控制，用于主、從模塊之間傳遞數(shù)據(jù)和狀態(tài)/識別信息。分為尋址線、數(shù)據(jù)線和控制線。 2DTB仲裁總線 VME總線支持多處理器的分布式系統(tǒng)。仲裁總線用來解決多個主模塊爭奪DTB總線使用權(quán)的問題，防止總線沖突。 3優(yōu)先中斷總線 供VME總線系統(tǒng)的中斷器（Interrupter）和中斷處理器（Interrupt Handler）之間進行中斷請求和中斷認可使用。 4公用總線 為系統(tǒng)提供時鐘、系統(tǒng)初始化及故障檢測等功能。,數(shù)據(jù)傳輸總線（DTB）,數(shù)據(jù)傳輸總線用于在CPU板上的主模塊(MASTER)與存

8、儲器板和輸入輸出板上的從模塊(SLAVE)之間傳送數(shù)據(jù)、地址及有關(guān)的控制信號，由主模塊起動并控制DTB的數(shù)據(jù)傳送周期。,數(shù)據(jù)傳輸總線分為三類信號線： 尋址線 數(shù)據(jù)線 控制線 A01：A23：(地址) D00D15 AS (地址選通) AM0AM5 (地址修改) DS0(數(shù)據(jù)選通0) DS0 (數(shù)據(jù)選通0) DS1 (數(shù)據(jù)選通1) DS1 (數(shù)據(jù)選通1) BERR(總線錯誤) LWORD(長字) DTACK(數(shù)據(jù)傳送認可) WRITE(讀寫),2DTB仲裁總線,V

9、ME標準支持多處理器的分布式微型計算機系統(tǒng)，即多塊CPU板同時存在于一個VME系統(tǒng)中，并共享系統(tǒng)中的軟硬件資源。當多個主模板申請DTB的使用權(quán)時，由VME的仲裁系統(tǒng)對這些申請進行協(xié)調(diào)。 仲裁總線包括： BCLR（總線清除） BGnIN（總線允許輸入n） BBSY（總線忙） BGnOUT（總線允許輸出n） BRn（總線請求n）。 其中 n=0，1，2，3。,,VME標準規(guī)定了3種仲裁算法： 優(yōu)先權(quán)仲裁法 循環(huán)仲裁法 單級仲裁法,3優(yōu)先中斷總線,優(yōu)先中斷總線供VME系統(tǒng)中的中斷模塊和中斷控制模塊間進行中斷請求和中斷認可操作用。 VME支持兩種中斷子系統(tǒng)，即具有一個中斷控制模塊的單控制器系

10、統(tǒng)和具有多個中斷控制模塊的分布式系統(tǒng)。 優(yōu)先中斷總線包括： IRQ1IRQ7 ； IACK(中斷確認)； IACKIN1ACKOUT(中斷認可菊花鏈)。 中斷請求線具有不同的優(yōu)先級，IRQ7最高，IRQ1最低。,4公用總線,實用總線為VME系統(tǒng)提供系統(tǒng)時鐘以及對系統(tǒng)進行初始化和故障診斷等功能。 實用總線包括： SYSCLK(系統(tǒng)時鐘)；16MHz，系統(tǒng)操作的時間基準 ACFAIL (交流故障)； SERCLK(序列時鐘)； SYSRESET(系統(tǒng)復(fù)位)； SERDAT(序列數(shù)據(jù))； SYSFAIL(系統(tǒng)故障)等。,還有電源線，地線GND，保留線。,為適應(yīng)高速、高性能儀器組件模

11、塊的需要，VXI在保留VME系統(tǒng)總線的基礎(chǔ)上，新定義了一些面向儀器應(yīng)用的信號線。這些新定義的信號線位于P2和P3連接器上，包括： * MODID模塊識別線 ：檢測特定位置上的模塊的是否存在 。 *時鐘和同步線： CLK10： CLK10是10MHz系統(tǒng)時鐘。 CLK100： CLK100是100MHz系統(tǒng)時鐘。 SYN100： SYNC100為同步信號線，用來使多個器件與給定的CLK100的上升沿同步。,三、VXI增加的信號線（8個子總線）,,*儀器觸發(fā)線 ：TTL、ECL。 *星形總線： STARX和STARY。 *模擬相加線 ： SUMBUS是VXI背板上的模擬相加結(jié)點。

12、*局部總線：用于兩者之間高速通信， LBUS數(shù)據(jù)傳輸率高達250Mbps和1Gbps。 *電源線：+5V，+12V是VME標準； +24V是為模擬電路設(shè)計的，-5V、2V和-2V,零槽和資源控制器,VXI機箱最左邊的插槽包括有諸如背板時鐘（Backplane clock）、配置信號(configuration signals)、同步與觸發(fā)信號(synchronization and trigger signals)等系統(tǒng)資源，因而只能在該槽中插入具有VXI“0槽”功能的設(shè)備即所謂的0槽模塊，通常簡稱為0槽。 VXI資源管理器（RM）實際上是一個軟件模塊，它可以裝在VXI模塊或者

13、外部計算機上。RM與0槽模塊一起進行系統(tǒng)中每個模塊的識別、邏輯地址的分配、內(nèi)存配置、并用字符串協(xié)議建立命令者/從者之間的層次體制。,,零槽模塊主要為它所在的子系統(tǒng)中1槽12槽提供公共系統(tǒng)資源，保證每個主機箱能實現(xiàn)其基本功能。如;CLK10,MODID,CLK100等 零槽資源控制器：能滿足所有選用的儀器模塊的各項要求，它包括VME總線資源管理器和VME總線系統(tǒng)控制器。 插在零槽中的模塊可以具有其他功能：GPIB接口，IEEE1394接口，MXI接口等。,第十三講,VXI器件 VXI系統(tǒng)的通信協(xié)議,第三節(jié) VXI器件,一、VXI器件組成與分類 1器件模型 VXI模塊功能和電路千差萬別，但從V

14、XI系統(tǒng)組建和管理角度看，它們都是VXI系統(tǒng)最基本和最低層的邏輯單元，通稱VXI器件(Device)。 組成VXI系統(tǒng)的基本邏輯單元稱為器件。一般來說，一個器件占據(jù)一個VXI總線插件，但也允許在一個插件上實現(xiàn)多個器件或者一個器件占據(jù)多個插件。計算機、數(shù)字多用表、多路開關(guān)、信號發(fā)生器、人機接口和計數(shù)器等都可作為器件存在于VXI總線系統(tǒng)中。,,下圖描述了一個VXI器件的功能和邏輯組成，該模型和器件所支持的通信協(xié)議相聯(lián)系，大致包括四個層次: 連接層:由物理層協(xié)議規(guī)定的連接器和總線接收/發(fā)送器，以保證器件與主機箱背板在機械和電氣上相容； 數(shù)據(jù)傳輸層:實現(xiàn)包括原VMEbus規(guī)范在內(nèi)的VXI總線

15、定義的信號線及相應(yīng)的接口功能； 器件操作區(qū):用來支持系統(tǒng)的組態(tài)、通信和操作控制，它由VXI總線規(guī)范定義的一組標準組態(tài)/操作寄存器實現(xiàn)； 器件特定測試功能區(qū):完全由器件設(shè)計者定義，但可能支持IEEE488.2和SCPI規(guī)范。,VXI總線器件的模型,,,,2器件分類 器件之間的基本操作是信息傳輸。根據(jù)通信能力，VXI總線器件分為四類。 寄存器器件:僅具有只支持寄存器直接讀/寫協(xié)議最基本能力;一般只配置VMEbus的從模塊功能。 如簡單的開關(guān)、數(shù)字I/O卡、A/D轉(zhuǎn)換器等。,,存儲器器件:是包含一定的存儲器器件特征的、類似寄存器器件的VXI總線器件。ROM,RAM 消息型器件:是具有較

16、高級通信能力的器件，這類器件設(shè)置了一組可以由其它模塊訪問的“通信寄存器”，使該器件可通過某種特定的通信協(xié)議（如VXI總線字串行協(xié)議）與系統(tǒng)中的其它器件進行通信。 包含CPU并能理解ASCII命令的智能器件：如數(shù)字萬用表、頻譜分析儀、顯示控制器、IEEE488-VXI總線等。,圖9-20 VXI總線器件分類,,擴展器件:是專用的VXI總線器件，它具有配置寄存器供系統(tǒng)識別。這類器件允許將來定義更新種類的器件，以支持更高級的兼容性。 還有： 混合器件和非VXI總線器件。,二、 配置寄存器 VXI總線器件的寄存器分為兩大部分： 配置(組態(tài))寄存器和操作寄存器，地址分配如圖所示。 其中，“器件

17、類別相關(guān)的寄存器”隨器件類型而異。 “器件相關(guān)的寄存器”完全由器件設(shè)計者定義。 配置寄存器: 共定義了六個配置寄存器，這些寄存器都是16位的，所有VXI總線器件都必須配備，其功能定義如圖所示。,第三節(jié) VXI器件,器件寄存器地址分配圖,,,,操作,組態(tài),,,器件配置寄存器功能定義圖,第三節(jié) VXI器件,三、 器件類別相關(guān)的寄存器 器件類別相關(guān)的寄存器隨器件類型不同定義不同，下面分述如下： 寄存器器件:VXI規(guī)范沒有對所有寄存器器件定義與器件類別相關(guān)的寄存器。 消息型器件:定義了一組標準通信寄存器，以支持VXI總線系統(tǒng)較高級的通信協(xié)議。其中，協(xié)議寄存器、響應(yīng)寄存器和數(shù)據(jù)低寄存器是所有消

18、息型器件必備的。 存儲器器件：定義了一個特征寄存器，是只讀寄存器，用來存放存儲器器件的一些重要特征。 擴展器件：定義為“子類和子類相關(guān)寄存器”，以便適應(yīng)新一類的VXI總線器件。,第三節(jié) VXI器件,四、VXI器件的初始化和終止操作 1、上電初始化 1）在開機瞬間，SYSRESET線被置為有效電平，迫使系統(tǒng)中各器件處于復(fù)位狀態(tài)。 2）當SYSRESET位被釋放，器件開始自檢。自檢使器件和VXI總線的通信能力得到初始化。 3）如果器件自檢沒通過。繼續(xù)置SYSRESET有效，點亮“故障燈”。4.9s后，這些條件表示自檢失敗。 4）若成功自檢，釋放SYSRESET。準備好于VXI總線通信。 5）需要進

19、一步初始化的器件。繼續(xù)等待命令。 6）清除自檢失敗的器件 7）當“復(fù)位”位被清除時，器件開始另一個自檢過程。 2、配置寄存器初始化 在SYSRESET被釋放的4.9s內(nèi)進行。,,終止操作： 1）硬復(fù)位 2）軟復(fù)位 3）VXI總線命令 4）與器件相關(guān)的終止,第四節(jié) VXI系統(tǒng)的通信協(xié)議,一、 通信層次劃分 VXI總線系統(tǒng)的通信協(xié)議分若干層次，由器件的不同硬件和軟件提供支持，如圖所示。 VMEbus的讀/寫/中斷周期等操作:VXI總線系統(tǒng)最低層的通信協(xié)議。 中斷通信協(xié)議:指從者具有請求中斷周期，向其命令者傳送狀態(tài)/識別字（STATUS/ID），表明它出于何原因請求中斷的一種能力； 字串行協(xié)議:

20、受通信寄存器支持的，消息型器件必須執(zhí)行的，命令者/從者器件間通信應(yīng)該恪守的標準通信規(guī)程。 共享存儲器協(xié)議：允許兩個非命令者/從者關(guān)系的、在同一種水平上的器件通過存儲器塊進行雙向通信 。 VXI儀器通信協(xié)議：器件執(zhí)行某些公共的測試操作命令。,第四節(jié) VXI系統(tǒng)的通信協(xié)議,VXI 總 線 系 統(tǒng) 的 通 信 層 次,,,,VXI總線中參與通信的單元包括: 基于寄存器的從者; 基于消息的從者; 基于消息的命令者。,基于寄存器的從者,基于寄存器的從者是指基于寄存器的器件的通信單元。 這類器件的通信協(xié)議在VXI標準中沒有定義，即基于寄存器的從者不支持VXI總線的任何通信協(xié)議?？刂苹诩拇嫫鞯钠骷?/p>

21、協(xié)議完全取決于器件。這類器件的設(shè)計者可隨意規(guī)定寄存器間的配合和正常操作所需的控制協(xié)議。,基于消息的從者,基于消息的從者通常具有獨立執(zhí)行復(fù)雜命令的能力，并可控制分層儀器系統(tǒng)中的其它器件。,基于消息的命令者,基于消息的命令者是基于消息的器件對其它器件進行控制的接口。 基于消息的從者和命令者都使用VXI總線基于消息的器件協(xié)議進行通信。,命令者與從者之間進行通信的協(xié)議，涉及到從者的協(xié)議寄存器、響應(yīng)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。 最簡單的通信是使用數(shù)據(jù)寄存器和響應(yīng)寄存器，以字串行方式傳送數(shù)據(jù)。 所有基于消息的器件都能執(zhí)行這種協(xié)議，是為基于消息的器件定義的最基本的通信方式，在硬件和軟件的實現(xiàn)上也很簡單，而且還能為完

22、成系統(tǒng)任務(wù)提供所需要的通信能力。,通信方式,字串行協(xié)議：最簡單、最基本 共享存儲器協(xié)議：復(fù)雜通信協(xié)議 高速數(shù)據(jù)通道FDC,二、字串行通信協(xié)議 1. 傳送控制方式 字串行通信協(xié)議:是指命令者將命令/數(shù)據(jù)以串行方式向從者的某一固定寄存器單元(如數(shù)據(jù)寄存器)進行傳送的通信控制協(xié)議，用于消息型命令者與消息型從者之間傳輸VXI字串行控制命令或數(shù)據(jù)。該協(xié)議推薦了兩種傳送控制方式： *正常傳送方式（NTM）:是一種軟件查詢非定時異步傳送方式，數(shù)據(jù)傳送進程由響應(yīng)寄存器的有關(guān)位進行控制。 *快速掛鉤方式（FHS）:是用從者的DTACK*和BERR*信號線狀態(tài)強制定時的同步字串行序列傳送。,2.字/長字/

23、擴展長字串行傳送 字串行通信有三種形式：字串行、長字串行和擴展長字串行，數(shù)據(jù)寬度分別為16位、32位和64位。 3字節(jié)傳送協(xié)議 字節(jié)傳送協(xié)議是命令者和從者之間傳輸8位數(shù)據(jù)，借助“字節(jié)有效”和“字節(jié)請求”兩個字串行命令完成。DIR和DOR,,4消息型器件可響應(yīng)的字串行命令 為了統(tǒng)一消息型器件在VXI總線系統(tǒng)運行中的行為規(guī)范，定義了29條不同能力消息型器件應(yīng)選擇響應(yīng)的字串行命令。 組態(tài)命令 (6): 正常操作命令 (7): 狀態(tài)無關(guān)命令 (16) :,VXI總線規(guī)范在比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更高的別級上，定義了反映測試儀器特征的VXI儀器設(shè)計規(guī)則，這就是VXI儀器協(xié)議。 所謂VXI儀

24、器:就是指支持字串行通信協(xié)議，執(zhí)行 “正常操作命令”，接受VXI總線接口器件（如IEEE488-VXI接口）控制的消息型器件。 VXI儀器協(xié)議的傳輸如圖所示。,三、 VXI儀器的基本操作協(xié)議,第四節(jié) VXI系統(tǒng)的通信協(xié)議,VXI總線儀器協(xié)議,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,V

25、XI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI接口器件,VXI儀器 可選的命令： Trigger Read STB Set Lock Clear Lock,VXI儀器 要求的命令： Byte Request Byte Available Clear,VXI儀器 可選的信號： request true request false,VXI儀器,,,第四節(jié) VXI系統(tǒng)的通信協(xié)議,1命令者到儀器的數(shù)據(jù)字節(jié)傳送: 利用“字節(jié)有效”命令，按字節(jié)傳送協(xié)議。 2儀器到命令者的數(shù)據(jù)字節(jié)傳送: 命令者傳送“字節(jié)請求”字串命令給儀器。 3清除VXI總線儀器:清除輸入/輸出序列緩沖器。 4觸

26、發(fā)VXI總線儀器: 5. 本地封鎖: 6. 服務(wù)請求操作:支持“請求真(rt)”和“請求假(rf)” 7. 串行查詢操作SPOLL:可選擇執(zhí)行“讀STB”命令。,VXI測試系統(tǒng) VXI快速數(shù)據(jù)通道（FDC） VXI模塊的總線接口設(shè)計,第十四講,第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),一、 VXI系統(tǒng)共用資源 VXI總線規(guī)范規(guī)定，系統(tǒng)共用資源器件用于總線系統(tǒng)資源管理: 第一是0號槽服務(wù)器件: 它在物理連接層向系統(tǒng)提供共用資源； 第二稱為資源管理器: 它提供系統(tǒng)的邏輯組態(tài)和管理服務(wù)。,第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),10號槽服務(wù)器件 0號槽器件向VXI總線系統(tǒng)的112號槽提供共用資源，其邏輯組成和主要功能

27、可歸納為以下幾點： 系統(tǒng)時鐘功能模塊。提供SYSCLK(16MHZ)、 CLK10、CLK100和SYN100時鐘和同步信號； STARX和STARY星形觸發(fā)線程控組合矩陣； 系統(tǒng)復(fù)位等管理模塊。SYSRESET*、ACFAIL* 和SYSFAIL*信號； 模塊識別功能模塊。驅(qū)動和接收 MODID00 MODID12線。,第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),2資源管理器 是提供總線系統(tǒng)組態(tài)和管理服務(wù)的VXI器件。一個資源管理器必須是具有命令者能力的消息型器件，其邏輯地址為0 ，通常也提供0號槽服務(wù)。資源管理器按其組態(tài)能力可分為靜態(tài)(SC-S

28、tatic Configuration)資源管理器和動態(tài)(DC-Dynamic Configuration)資源管理器。 SC資源管理器為系統(tǒng)提供6種組態(tài)服務(wù)功能，通常在系統(tǒng)上電時執(zhí)行: (1) 識別系統(tǒng)中所有的VXI總線器件 (2) 管理系統(tǒng)自測試和診斷序列 (3) 配置系統(tǒng)的A24和A32地址空間,第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),(4) 配置系統(tǒng)的命令者/從者層級 (5) 分配VME總線的IRQ線 (6) 啟動正常系統(tǒng)操作,推薦了幾種典型的用戶測試系統(tǒng)的構(gòu)成形式。,,,,二、VXI 系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu),典型的VXI總線測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),三、 VXI系統(tǒng)的控制計算機及接口 需要測試控

29、制計算機來運行用戶測試應(yīng)用程序、控制系統(tǒng)的總線操作、測試操作和數(shù)據(jù)處理。測試控制計算機可分為內(nèi)嵌式和外接式兩種。 1. 內(nèi)嵌式測試控制計算機 內(nèi)嵌式測控計算機是按VXI總線規(guī)范設(shè)計的計算機模塊，插入主機箱的個槽位的空間。對內(nèi)嵌式測控控制器(計算機)的要求是： (1)與VME總線和高性能的VXI儀器總線相容； (2)支持VME周期操作和VXI總線字串行通信協(xié)議； (3)具有號槽服務(wù)和VXI總線系統(tǒng)資源管理能力； (4)還需提供通用計算機的能力。,第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),2外接測試控制計算機接口 外接一臺通用計算機作為VXI系統(tǒng)的測試控制控制計算機是多數(shù)用戶的選擇。但通用計算機不能直接和V

30、XI系統(tǒng)總線相連，因此必須設(shè)計專用的接口轉(zhuǎn)換模塊，如圖所示。通過設(shè)計這樣的接口轉(zhuǎn)換模塊，計算機原則上可以使用任何通信或儀器總線實現(xiàn)與VXI總線的信息交換，如GPIB、RS232、USB、IEEE1394、LAN等。在目前VXI測試系統(tǒng)應(yīng)用中，廣泛采用的外計算機接口有以下幾種： GPIB-VXI接口 , VXI-MXI接口 , 1394-VXI接口,第五節(jié) VXI測試系統(tǒng),外接測試控制計算機與VXI系統(tǒng)的連接,第六節(jié) VXI快速數(shù)據(jù)通道（FDC）,一、FDC的作用 二、FDC存儲器的定義 三、FDC存儲器的管理 四、FDC數(shù)據(jù)傳輸過程,第七節(jié) VXI模塊的總線接口設(shè)計,,其它模塊式儀器總線,第

31、十五講,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,模塊式儀器總線還有很多，CAMAC，“個人儀器”總線（AT/PCI/CPCI ）等。近年影響重大，數(shù)PXI總線， PXI（PCI eXtension for Instrumentation）是PCI在儀器領(lǐng)域的擴展。它由PXI系統(tǒng)聯(lián)盟在1997年制定，將CompactPCI規(guī)范定義的PCI總線技術(shù)發(fā)展成適合于試驗、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機械、電氣和軟件規(guī)范。PXI的目的是將通用PC的性價比優(yōu)勢應(yīng)用到模塊式儀器領(lǐng)域，形成一種高性價比的虛擬儀器測試平臺。 PXI的優(yōu)勢在于：模塊體積更小，數(shù)據(jù)傳輸速率更高（總線最大帶寬為132Mb/s），受惠PC市場價格更低。但

32、PXI在電磁兼容性（EMC）、單機箱插槽數(shù)量、電源品種、電源功率、冷卻能力等方面均不敵VXI總線。,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,一、PXI規(guī)范的體系結(jié)構(gòu) PXI總線規(guī)范涵蓋了三大方面的內(nèi)容：機械規(guī)范、電氣規(guī)范和軟件規(guī)范，如圖所示。,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,圖3-29,,,1. 機械規(guī)范及特性 PXI和CompactPCI模塊的結(jié)構(gòu)形狀,針孔連接器完全相同，兼容性使二者保持了較好的互操作性 。 PXI新增加：J2連接器定義64位PCI總線和PXI新增加的信號，環(huán)境測試和主動冷卻要求，“系統(tǒng)槽”必須位于最左端 。,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,模塊的結(jié)構(gòu)形狀,針孔連接器,,,,第八節(jié) 其

33、它模塊式儀器總線,2. 電氣規(guī)范及特性 PXI電氣性能,,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,如 表 所示，與VXI總線系統(tǒng)相比，PXI增加的系統(tǒng)參考時鐘、觸發(fā)線和星形線全部都是TTL邏輯電平。PXI沒有提供ECL電源。 表 PXI與VXI面向儀器領(lǐng)域的擴展性能的比較 參考時鐘 觸發(fā)線 星形線 局部 模塊 模擬和 電源 連接器 總線 識別 VXI 10MHz ECL8 ECL ECL12 有 有 5V,2V DIN41612 ECL100M TTL6 +12V,+24V PXI 10MHz TTL8 TTL TTL13 無

34、 無 5V, 12V IEC- 1076 +3.3V,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,多機箱測試系統(tǒng),,,,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,3. 軟件規(guī)范 PXI將Micorsoft Windows NT和 Microsoft Windows 95定義為其標準軟件框架，并要求所有儀器模塊都必須帶有按VISA規(guī)范編寫的WIN32設(shè)備驅(qū)動程序，使PXI成為一種系統(tǒng)級規(guī)范，保證系統(tǒng)易于集成與使用，從而進一步降低最終用戶的開發(fā)費用。,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,PXI單機箱測試系統(tǒng),,二、PXI測試系統(tǒng),第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,PXI多機箱測試系統(tǒng),,,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,PXI多機箱測試系統(tǒng)外控制器,,,,第八節(jié) 其它模塊式儀器總線,PXI混合測試系統(tǒng),,,,