测控系统总线综述.doc

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1、测控系统总线综述摘要：综述了测控系统中机箱底板总线、计算机与测控系统的互连总线和现场总线的历史、性能、应用和发展。关键词：测控系统总线，底板总线，互连总线，现场总线，测控网络,底层网（控制网）TheSummaryoftheMeasurementandControlSystemBusesAbstract:Thehistory,characteristic,applicationanddevelopmentofthemeasurementandcontrolsystembusesthatincludemeasurementandcontrolcha

2、ssisbackplanebuses,interconnectbusesbetweencomputersandmeasurement&controlsystems,andfieldbusesaresummarized.Keywords:measurementandcontrolsystembus,backplanebus,interconnectbus,fieldbus,measurementandcontrolnetwork,Infranet所谓总线，就是传送信息的公共通路。它是计算机和测控系统的重要组成部分。总线的性能对计算机或测控系统的性

3、能具有举足轻重的作用。总线的类别很多。按其传送数据的方式可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、板内总线、机箱总线、设备互连总线、现场总线及网络总线等；按用途可分为计算机总线、外设总线和测控系统总线；按总线的作用域可分为全局总线和本地总线（localbus）；按标准化程度可分为标准总线和非标准化（专用）总线；按总线传送的信息种类可分为地址总线、数据总线、控制总线、电源总线、模拟信号总线及标准信号总线等等。总线是计算机、测控系统乃至网络系统的基础。采用总线技术，可大大简化系统结构；增加系统的开放性、兼容性、可靠性和可维护性；易于标准

4、化和组织规模生产，从而降低系统造价。总线技术包含的内容很广泛，本文将侧重讨论测控系统的总线技术。但是，现代计算机和测控技术的发展，已将计算机融入测控系统之中，或者说测控系统融入计算机之中，因此很难将测控系统总线与计算机总线截然分开。例如，在计算机总线插槽中插入一些测控用的功能插件的系统，或在测控机箱中嵌入计算机模块的系统，它们是计算机和测控系统合一的系统。为减少篇幅，本文讨论的内容主要涉及与计算机相对独立的测控机箱总线、测控机箱（机柜）与计算机互连总线，以及连接现场测控设备的现场总线。1测控系统机箱底板总线测控系统机箱底板总线是指组成测控系统各

5、种机箱的底板总线。在总线底板插槽上插入模拟量输入/输出、数字量输入/输出、频率或脉冲量输入/输出等功能插件，可组成具有不同规模和功能的测控系统。除了许多计算机总线可用作这种机箱底板总线之外，还有不少专门为测控系统设计的总线。这些总线可以分成两大类，一类是经有关标准化组织发布的标准总线，还有一类是生产厂家自己设计的专用总线。早期标准的、用得较为普遍的测控机箱底板总线有STD总线和CAMAC总线。STD总线的插件板采用小尺寸板子结构，印制电路板上带有边缘式印制插头（亦称“金手指”）。在同类板子结构中，由于其板子尺寸小，因此耐振动、冲击，具有良好的坚

6、固性和可靠性，适合于工业测控场合的应用。且由于这种总线标准的机箱、插件板结构简单，成本低，故而在一段时间内，STD总线标准的产品在工业测控领域得到普遍的应用。但是，STD总线插件所用的边缘式印制插头存在接触不良的致命缺点，与其他先进的总线相比，其性能亦已落伍，近几年来已逐渐被其他总线产品所取代，正处于被淘汰的状态。CAMAC总线是70年代初推出的一种专门为测控系统设计的标准机箱底板总线。其总线规范完整、严格，在测控领域曾得到广泛的应用。近几年来，由于其他高性能总线的出现，这种总线的性能已显得落后，现在也处于淘汰过程。1986年经美国标准协会标准

7、化后推出的IEEE960-1986Fastbus（高速总线）是专门为高速数据采集系统设计的总线标准。其总线规范非常严格和完整，在当时它是一种性能很先进的数据采集系统总线，但由于种种原因，至今还没有被推广应用。80年代末、90年代初提岀并经标准化的测控系统总线是VXI总线，这种总线也是当前性能最先进的测控系统机箱底板总线之一。VXI（VMEbusextensionforInstrumentation）总线是在VME计算机总线的基础上扩展的测控系统总线。它由美国HP等多家仪器公司于1987年提出，1992年正式成为IEEE1155标准。该标准针对测

8、控系统的具体要求,对机箱、印制电路板的结构、通风散热、电磁兼容和信号特性等都做了详细的规定，使不同厂家生产的VXI总线产品相互兼容。功能插件与总线底板