lxi1553b总线通信模块设计

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1自动测试系统的发展测试是检验测试对象的功能、性能是否满足使用要求并及时发现问题的重要而有效手段。一般而言，在产品的研制、生产和使用维护的全寿命过程中都离不开测试技术和测试装备，它们是产品研制过程中的重要手段，是产品制造过程中的质量保证工具，同时也是产品维修保障体系的关键要素。测试技术是确保产品“可靠性、可维修性、可保障性”的重要支柱；是产品全寿命周期的测试、维护、维修保障的技术手段；测试仪器及由各种测试仪器组成的测试系统则是测试技术的最终体现[1]。随着测试

2、需求的提高和应用的发展，尤其是软硬件技术和测试技术手段的提高，近年来在测试领域中新的技术层出不穷：如各种新型的仪器总线的相继推出和应用；小型化、合成化和综合化的仪器不断涌现；综合的、通用化的自动化测试系统和测试与诊断一体化系统的蓬勃发展；远程测试与维修诊断技术、内装自测试技术、综合测试与诊断软件平台技术等都在不断地完善和应用。自动测试系统（ATS,AutomaticTestSystem）是以计算机为核心，测试仪器及设备在软件的指挥下自动地完成某种测试任务[2]。自动测试系统一般包括用于测试的一台或多台仪

3、器、主控计算机和测试软件、测试夹具以及测试总线。在自动测试系统中，测试总线就像是中枢神经系统，是测试系统的主要组成部分，负责控制指令和测试数据的传送[3]。如图1-1所示，近年来随着计算机技术和信息技术的发展，测试总线技 术发展迅速，经历了从GPIB、VXI、PXI，直至目前的LXI几个阶段[4]。VXIPCIPXILXIGPIBcPCIPCIExpress WindowsVME WebMCATRS80IBMPC PCI-XISAEISA727781828485878990919497000405图1-

4、1总线技术的发展根据总线结构功能和性质的不同，可以将测试总线分成内部总线和外部总线。-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文内部总线一般为并行总线，总线带宽较大，一般有较高的数据传输速率，传输延时较小，可靠性高，同步和定时精确，不仅能实现数据传输，还能完成同步、触发和定时功能。业内流行的内部测试总线主要有VXI和PXI两种总线，它们分别在VME 和PCI两种计算机总线的基础上发展起来[5]，两种总线在测试领域都得到了较好的发展，VXI总线定义了更为严格的时钟、供电电源、机箱和电磁兼容 的指标要求，因此主要应

5、用在高端的测试领域[6]，而PXI在要求小型化和仪器间快速数据传送的场合发展很快。相对内部总线，外部总线一般为串行总线，配置比较灵活，使用起来比内部总线方便很多，非常适合不同设备之间的数据传输和通信。外部总线有GPIB、USB、1394和LXI等，当前发展和应用比较活跃的有USB和LXI技术，在小型化、便携式或实验室的应用中，以及分布式和大规模的测试系统中有独到的应用空间[7]。测试总线在近几十年里发展迅速，以满足自动测试系统在不同场合的应用需求，满足测试系统中数据传输速率越来越快、数据量越来越大的要求

6、。如表1-1所示为常用测试总线理论传输速率[8]。表1-1常用测试总线理论吞吐量总线基本速率（Mb/s）最高速率（Mb/s）内部总线VXI40/80160PXI132/264528外部总线GPIB18LXI100M/10G10G在自动测试系统中，无论是内部总线还是外部总线，都不能取代彼此在测试系统中的地位，相反地，由于其各自的特性，不同类别的总线之间是相互补充的关系。一个复杂的测试系统，通常既有内部总线，又有外部总线。一般内部总线用于现场测试总线，外部总线负责各内部总线的通信和连接，但是传统外部总线自身

7、的局限性使测试设备间的同步工作和大数据量传输非常困难，LXI技术的推出，使若干分散仪器的同步测试成为可能[9]。LXI是在广泛使用的Ethernet的基础上发展而成的，被认为是第一款真 正意义上的外部仪器总线，它分为A、B、C三个级别[10]。其中A级别要求最高，可以满足精确时钟同步和同步触发的功能要求，LXI网络时钟协议（IEEE1588）通过时间设置，解决各组网测试仪器的同步和控制问题，并符合高速数据传输的定时和相位关系。-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文由于LXI基于成熟的工业标准，具有灵活、集

8、成方便等优点，并具有优秀的时钟同步和同步触发功能。未来测试系统将是多种仪器协调工作，作为开放的PC标准的中央部分，局域网（LAN）将成为测试系统互联的基础。1.1LXI技术概述仪器的总线是其与整个测试系统互联的桥梁，自上个世纪70年代，接连出现了GPIB、VXI和PXI总线。然而，这几种总线在构建测试系统时，都需要专门的电缆，而且长度受到限制，在一些情况下，已经不能满足用户远距离操纵仪器的需求。AgilentTechnologis和VXIT