基于dsp的vxi总线通用接口板研制

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1987年4月，HP、TEKTRONIX等5家公司开始讨论卡式仪器标准，这些公司成立了VXI总线联合体，并于1987年7月14日公布了第一个VXI总线[5]标准。VXI总线标准陆续进行了修改，推出了各种版本，其中VXI总线版本1.3和1.4是比较成熟的，并已经被IEEE作为标准。1992年，VXI总线系[6][7]统规范成了工业领域国际标准。VXI总线联合体自1987年成立以来，在硬件兼容性方面取得的成绩远远大于在软件兼容方面的成果。受微机即插即用协议的启发，VXI总线联合体内的5家主要成员于1992年9月发起了VXIplug&playsystemA

2、lliance（VXI即插即用系统联盟，简称VXIPnP联[8]盟）。该联盟的宗旨是促进VXI产品在系统层面上的易用性、开放性和互用性。国际上现有两个VXIbus组织：VXIbus联合体和VXIPlug&Play(VPP)系统联盟，前者主要负责VXIbus硬件(即仪器级)标准规范的制订；而后者的宗旨是通过制订一系列的VXIbus软件(即系统级)标准来提供一个开放的系统结构，使其更容易集成和使用，所谓的VXIbus标准体系就由这两套标准构[9]成。VXI总线技术经过几十年的发展，依靠有效的标准化，采用模块化的方式，实现了系列化、通用化以及VXIbus仪器的互换性和互操作性。其开放的

3、体系结构和plug&play方式完全符合信息产品的需要。发展到今天，[10]VXIbus仪器和系统己被普遍接受，并成为仪器系统发展的主流。1.1.3VXI总线的特点VXIbus系统标准是在全世界范围内完全开放的，适用于不同的国家，不同的行业标准。它集中了智能仪器、个人仪器和GPIB系统的很多优势，易于集成为不同用途的自动测试系统，具有传输速率高、开放式模块化的结构、标准化程度高、兼容性强、器件可重复使用、可靠性高、易维修、功耗低、可移动性好等优点，价格与传统的自动测试系统相比具有巨大的竞争潜[11][12]力。与其它总线相比，VXI总线具有如下突出特点：(1)测试仪器模块化：在V

4、XI总线上，具有触发总线、模拟总线等测试仪器特有的总线，而且电磁兼容性好，因而数字多用表、信号源、示波器等传统的独立仪器均有相应的VXI模块产品，使得用VXI总线组建的系统结构紧凑、体积小、重量轻，简化了连接和控制关系，有利于提高系统的可靠性和可维修性，而这一点在其它总线中很难实现；(2)32位数据总线，数据传输速率高：基本总线传输速率为40MB/S，--2哈尔滨工业大学工学硕士学位论文本地总线可达1GB/S，远远高于其它测试系统总线的数据传输速度，如：CAMAC总线最高只有1～3MB/S；(3)系统可靠性高，可维修性好：VXI总线C尺寸主机箱平均无故障时间（MTBF）可高达10

5、7小时，VXI总线模块仪器MTBF一般可做到几万至几十万小时，基本系统的MTBF可达6000小时。模块化结构与强大的系统自检能力使得可维修性大大提高，一般系统的平均修复时间（MTTR）少于15分钟；(4)电磁兼容性好：VXI总线是美国军方广泛应用的VME总线的基础上发展起来的，在总线的设计和标准定制中，充分考虑了系统的供电、冷却系统和电磁兼容性能以及底板上的信号传输延迟、同步等，对每项指标都有严格的标准，这就保证了VXI总线系统的高精度及运行的稳定性与可靠性；而且频带宽，现已有从直流到微波各种仪器模块；(5)通用性强，标准化程度高：不仅硬件标准化，而且软件也标准化，有一系列软件标

6、准，如：IEEE488.2标准、SCPI标准（可程控仪器的标准命令）、VPP规范（VXIplug&play即：VXI插入即用规范）等。软件的可维护性与可扩充性好，这也是优于其它总线，得到迅速发展的一个重要因素；(6)灵活性强，兼容性好：有三种规格机箱（B、C、D），四种规格模块（A、B、C、D）供用户选择；支持8位、16位、24位和32位的数据传[13]输，方便灵活。1.2研究的目的和意义VXI总线目前还在快速发展，在发达国家，军用自动测试工程受到军方的高度重视。VXI总线的问世不仅使其性能全面优于GPIB总线系统,更重要的是使自动测试系统的尺寸大大缩小，测试速度大大提高。目前自

7、动测试系[14]统正向标准化、自动化、智能化、模块化、便携式方向发展。在国内，VXI总线的发展正方兴未艾，已引起海军、兵器部、航天部二院、三院、二炮等有关部门的高度重视。在这些部门的推动下，开发了一批VXI模块，并集成了若干套VXI自动测试系统。但是，这些系统的国产化率还不高，而研制国产化的自动测试系统就必须开发出高性能的测试仪器模块[15]。在VXI总线的硬件设计中，接口电路的设计至关重要。VXI接口电路--3哈尔滨工业大学工学硕士学位论文设计比较复杂，是整个模块的关键部分，直