电子测试系统中VXI总线接口技术研究分析

熊强强 杨艳红

摘 要：在众多的电子产品中，测试系统作为一种普遍使用信息化电子产品，越来越引起了人们的关注。然而，随着科学技术的不断发展，它的最重要的技术组成接口部分也发生了翻天覆地的巨大变化，本文介绍了在目前常用的VXI型总线接口技术，并且对其的性能指标进行了详尽的分析。

关键词：测试系统；VXI；总线接口技术；性能指标

引言

伴随着我国居民收入的日渐提高和对于小巧、便捷、实用、美观的中小型电子产品渴望，越来越多的国内外厂家抓住了这一机遇，推出了大量符合我们要求的产品。然而，由于种种原因，在行业的内部都没有一套约定俗成的技术规范和标准，从而致使不同的厂家自行其是，相互之间不能够兼容，给广大用户带来了极大的不便。特别是由于接口及其相关的技术各不相同，没有一定的通用性，导致了在一定程度上制约了电子测试系统的大规模的普及和进一步的发展。有鉴于此，行业内日益认识到了这一问题的严重性，正在逐渐出台一系列的相关技术规范、标准，作为电子测试系统中最为重要的部分——接口及其相关的技术则是首当其冲，也正是在这种趋势下，VXI总线型接口技术以它独有的通用化、智能化、安全、稳定、传输数据快等性能特点一经1987年提出相应规范以来，它的发展就引发了国际上越來关注和认可，并且逐渐成为了电子测试系统当中接口技术发展的一个方向。

1.VXI总线接口技术在电子测试系统中发展现状

我国对于VXI总线接口技术的理论研究起步于90年代初，经过20来年的发展，已经将它成功的应用在包括汽车、家电、通信、航空、航天、导弹、舰船等领域的电子测试系统中，尤其，在国防工业应用中的各种类型的导弹的性能测试中，例如在对导弹的控制、发射。在此基础之上，国内的各大科研院所和大专院校（包括上海809所、航天测控公司、哈尔冰工业大学、北京航空航天大学、西北工业大学）已经开发出了与之配套的开关模件、A/D模件、D/A模件、计数器模件以及数据采集模件等VXI产品。但是由于种种原因，设计开发的难度很大，所以国内大多数的采用VXI总线接口技术的产品还主要是在民用级别的低端产品，应用其接口技术所开发产品的性能指标主要如下：

1）寻址方式采用16位地址

2）数据传送也是16位

3）具有消息基和命令者的功能

4）在信号的触发传输上采用了8位TTL和2位ECT

就目前而言，国内的VXI总线接口技术的产品都是采用了PC/104模块来作为中央处理器的功能模块，而在VXI总线的控制电路这方面，则是通过利用3片可编程逻辑器件来完成。但是这样做具有以下缺点：

①由于三片可编程逻辑器件之间的数据传输需要比较多的互联互通信号，这将会是的印刷电路板上的硬件布线相对来说密集，从而导致IC（集成电路）设计具有一定的不足，并且很容易引起走线之间的相互干扰，从而在一定程度上降低了模件的抗干扰的性能。

②由于PC104bus模块采用的是MSM-P3SEV具有外形尺寸相对于其它的元器件来说比较大，并且高度已经超过了一般电子测试系统中C尺寸的VXI机箱单槽的30mm的宽度，这就将导致需要设计的嵌入式控制器在使用空间上一定会占据0号槽和1号槽，从而在物理空间上使得VXI系统大大减少。

以上这些缺点都给采用VXI总线接口技术的电子测试系统的升级、维护、完善带来了诸多意想不到的困难，同时也极大的使产品的稳定性、可靠性下降。

2.VXI总线接口技术的系统组成

采用VXI总线接口技术的系统一般是由VXIBus主机箱、主控制器、VXIBus零槽模块、VXIBus资源管理器等部件组成。其中，零槽模块用来进行对包括提供时钟源以及背板总线仲裁等的系统背板进行管理。资源管理器主要是负责当系统上电或者复位的情况下完成对系统的配置，以便使任何时候系统用户都能够从一个确定的状态之下进行稳定、可靠的系统操作，担任，一旦系统正常工作后，资源管理器就将不会在起任何作用。而主机箱则是起来容纳VXIbus所配置的相关一起，同时为通过系统工作所必需的通信背板、冷却以及供电。

2.1 VXI总线系统的机械结构组成

VXIbus规范目前定义了四种尺寸的VXI模版，即A、B、C、D型，其中的C、D型相比较于A、B型的尺寸模块大一些，主要是为了配置较高性能的仪器，由于增大了模块之间的距离，所以可以对于工作在高精密测量环境中的敏感电路进行有效屏蔽，以便使其较少受到影响。

2.2 VXI总线系统的电气结构组成

VXBus是一种从根本上完全匹配和支持电子测试系统中VME计算机总线。并且还增加了用来提供ECL以及模拟供电的特殊电源线和用来测量同步及其触发仪器总线、用于模块之间互联互通的本地总线等。

于此同时，它还定义了3个96针的DIN连接管脚P1、P2、以及P3.P1连接器是系统工作所必需的，而另外的两个P2、P3则是可以根据实际需要选配。

2.3 VXIbus系统中的EMC、供电以及冷却

VXIbus系统的系统传导及其EMC（电磁兼容）是一个很重要的指标，它的上限值决定了系统工作的稳定性。特别是EMC的上限值保证了在大多数的情况下，所包含的敏器器件不受到系统正常工作时其系统内部它各种模块和外部环境对其的干扰。

由于系统工作的同时，需要提供相应稳定的供电和冷却散热，所以，这也是机箱和模块制造商根据不同情况下重点需要考虑的一个方面。

具体实际应用见下图一所示：

图一 MXI-3系统结构示意图

3.结束语

综上所述，采用VXI总线接口技术的电子测试系统具有良好的交互操作性能、稳定可靠的工作性能，并且具有数据传输率高的特点，同时，体积小、功耗低、重量轻、便于移动、价格也便宜。所以，VXI总线也被行业内理解为具有跨世纪意义的总线，在各方面具有广泛的发展前景。（作者单位：南昌理工学院）

参考文献：

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[2] 李林等，悬挂农机具牵引力电子测试系统的设计[J]。农机化研究，2004

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[4] 陈光禹，VXI总线测试平台技术[M]。电子科技大学出版社，1996

[5] 谈恩民等，VXI系统虚拟仪器系统集成与应用。桂林电子工业学院学报，1999