基于VISA技术与LXI总线的测试系统设计

蒋冬婷

（海装重庆局，四川　成都　610036）



基于VISA技术与LXI总线的测试系统设计

蒋冬婷

（海装重庆局，四川成都610036）

摘要：本文分析了基于VISA技术的虚拟仪器的特点和新一代测试总线LXI的各种优点，提出了如何将基于VISA的虚拟仪器与LXI技术相结合，形成新型的测试系统，以达到节约成本，缩短开发时间，提高科研生产效率的目的。

关键词：VISA；虚拟仪器；LXI

随着计算机技术的发展，现代仪器的面貌发生了很大的改变。这种使用个人计算机的图形软件来处理和显示测量结果的能力，被称作为“虚拟仪器”。进入新的计算机时代，人们对分布式测量技术提出了更高的要求，更加重视测量过程的便捷和灵活性以及测量的速度，从而诞生了一种新型仪器平台LXI，这是一种基于以太网技由中小型总线模块组成的新型仪器测量平台［1］。

1　GPIB、VXI和PXI平台仪器

GPIB是为分立式仪器及系统互连设计的一种开放式通用数字接口总线。30多年来，GPIB仪器基本没有改进。在新的计算机时代，GPIB仪器的不足慢慢暴露出来，LXI总线的最大特点就是基于工业标准的以太网技术，由于现在的以太网技术比现有许多计算机的并行、串行总线技术成熟得多，以太网错误检测、长距离互联、故障定位、树状拓扑结构及高通信数据率等技术都比并行串口的计算机优越［2］。

LXI测试仪器与传统的测试仪器相比，具备了以下优势：①模块操作灵活，可以单独作为系统使用，也可以作为仪器的一部分分布使用；②集成更为方便，不需要专用的台式计算机，节省成本和缩小了系统的体积；③具有以太网的功能性和灵活性；④LXI因为需要额外的插卡，由总线插卡出现问题可以有效避免的现象，而且也有利于后期排故；⑤具有VXI、PXI的性能，GPIB的易用性；⑥LXI比以往的台式计算机节约成本，在军用和民用上都可以使用，使用空间增大，采用现存测试总线技术，新的成本低于相应的台式仪器和VXI、PXI仪器；⑦便于研发人员实现分布式测试的研发，缩短了整个系统的研发周期，也有效节约了成本［3］。

2　虚拟仪器的特点

虚拟仪器是利用高效、灵活的软件，结合高性能的模块化硬件，来完成各种自动化和测试的应用，其有四大优势。

2.1性能高

虚拟仪器技术完全“继承”了以现在PC技术为主导的最新商业技术的优点，也是在PC技术的基础上发展起来的，现在不断发展的网络技术也使得虚拟仪器的发展显现了更大的优势。

2.2可扩展性强

NI的软硬件工具使得我们不再局限于当前的技术中，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资改进整个系统，极大限度地减少了开发的成本。

2.3缩短开发时间

在驱动和应用两方面，虚拟仪器的软件架构能与计算机、测试仪器等结合在一起，从而缩短了配置、创建、发布、维护和修改的时间。

2.4无缝集成

“软件就是仪器”这句话概括了虚拟仪器的无缝集成的本质，仪器通过为所有的I/O设备提供标准的接口，单个系统中集成多个测量设备，使得系统变得简易。

3　新一代测试仪器的架构

目前，主要采用以GPIB作为接口总线的测试设备，为了充分利用已有的测试仪器和测试总线，所以设计了基于VISA和LXI技术的新一代测试系统，系统结合了虚拟仪器和LXI总线的优点。一方面，利用PC机本身的接口作为虚拟仪器的硬件接口，包含了在生产现场大量使用的GPIB总线，使程序做到与硬件接口无关，与操作系统无关；另一方面，随着信息化技术的加强，为了切实提高科研生产中测试的效率，系统将着手开发LXI模块，该模块除了可以直接接入LXI设备外，其他总线测试设备也可以通过该模块接入到测试网络中来，发挥网络的优势，组织闲散的测试仪器，提高测试仪器的使用效率［4］。

4　VISA的开发设计

VISA是虚拟仪器体系结构的简称，其研制出一种新的体系结构标准，提供给用户方便易用的驱动程序，可以让不同厂家及不同接口标准的仪器数据互相交换和相互兼容，并且使之间可以通讯。VISA标准下的仪器驱动器的内部模型，如一个金字塔结构（见图1）。

VISA标准下的仪器驱动器，定义了3个级别的仪器驱动资源：I/O级、仪器级和用户级。每上一个级别的程序可以调用其下面的所有程序的功能；在金字塔的顶端是人机交互的应用程序；在金字塔的最底层是VISA资源管理器，其负责管理与控制不同种类的仪器，进行标准化处理；利用VISA标准的开放性、兼容性和可移植性，将不同的仪器组合集成起来，构成分布式集成控制系统。

图1 VISA内部模型

5　LXI模块的接口转换设计

LXI模块利用网口和PC机相连进行控制和数据传输。LXI设备能在LAN上向1个或多个其他LXI设备发送触发。公共触发是LXI总线的一项重要特点。有2种触发方式，一种是基于LXI触发总线的触发方式，这是电压通过总线触发模块功能；还有一种基于时间的触发发式，基于IEEE 1588的时间触发在LXI仪器模块内部设置后在指定的时间执行规定的动作。

6　结语

本设计是基于目前正在开发中的ATE测试软件，提出了引入LXI技术，希望新型的测试系统在做到与接口总线类型无关、与操作系统无关的同时能达到网络化的目的。随着目前大量的LXI技术应用成功的实例的呈现，LXI技术的应用已经逐渐被掌握。基于VISA技术和LXI技术的新一代测试系统的设计必将能发挥承前启后的作用，为开发出更有效、更便捷的测试平台提供参考性意见。

参考文献：

［1］潘光斌.LXI新型总线技术及其发展［J］.中国计量，2005 （5）：49-50.

［2］Rob Rennard.LXI联盟成功测试新标准［J］.今日电子，2006（5）：46-48.

［3］谢志敏.LXI总线技术在测量领域中的应用［J］.海军航空工程学报，2009（24）：77-80.

［4］赵雷.LXI新一代基于LAN的模块化测试平台标准［J］.仪表技术，2007（5）：50-51.

中图分类号：TM938.12

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）02-0035-02

收稿日期：2016-01-23

作者简介：蒋冬婷（1980-），女，本科，研究方向：计算机技术。

Design of Testing System Based on VISA Technology and LXI Bus

Jiang Dongting
（Chongqing Bureau，Chengdu Sichuan 610036）

Abstract:This paper analyzed the characteristics of virtual instrument based on VISA technology and the advantages of the new generation test bus LXI,and proposed how to combine the virtual instrument based on VISA with LXI technology to form a new test system,in order to save the cost,shorten the develop⁃ment time,improve the production efficiency of scientific research.

Keywords:VISA；virtual instrument；LXI