航天測控：LXI總線技術(shù)及其應(yīng)用

　　LXI是成熟的以太網(wǎng)技術(shù)在測試自動化領(lǐng)域應(yīng)用的拓展。其具體的設(shè)想是將成熟的以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到自動測試系統(tǒng)中，以替代傳統(tǒng)的測試總線技術(shù)。目前已經(jīng)得到絕大多數(shù)儀器行業(yè)廠家的支持，主要原因是：

　?。?）以太網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)PC和軟件在測試行業(yè)中廣泛使用，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而且得到眾多計算機(jī)廠家不斷的研發(fā)投入和升級支持.

　　（2）IEEE 1588網(wǎng)絡(luò)同步標(biāo)準(zhǔn)的實施，可以在實驗室環(huán)境中得到納秒級的時鐘同步誤差。

　?。?）標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口已經(jīng)極為普遍。

　　國際LXI協(xié)議初步將基于LXI的儀器分為A、B和C三個等級。等級C具有通過LAN的編程控制能力，可以與其它廠家的儀器很好的協(xié)同工作；等級B具有等級C的一切能力，并且加上了IEEE 1588精密時鐘同步協(xié)議；等級A具備等級B的一切能力，同時具備硬件觸發(fā)能力。

　　LXI總線具有以下幾方面的特點：

　　（1）集成更為方便，不需要專門的機(jī)箱和零槽控制器。

　?。?）LXI模塊既可以單獨使用，又具備模塊化的特點，可組成功能強(qiáng)大的復(fù)雜測試系統(tǒng)。

　?。?）LXI模塊可與老的平臺集成在一起，安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上。

　?。?）LXI規(guī)模可大可小，小到一個模塊，大到分布在世界各地，十分靈活。

　?。?）可以利用網(wǎng)絡(luò)界面精心操作，無需編程和其它虛擬面板。

　?。?）LXI平臺提供對等連接。

　?。?）測試項目改變時，LXI在LAN上的連接不必改變，從而縮短了測試系統(tǒng)的組建時間。

　?。?）連在LAN上的LXI模塊可采取分時方式工作，同時服務(wù)于不同的測試項目。

　　（9）LXI模塊的通風(fēng)散熱、電磁兼容等方面的設(shè)計比較簡單。

　　測試總線歷經(jīng)了70年代的GPIB總線，80年代的VXI總線，90年代的PXI總線，總線技術(shù)在工業(yè)、軍事、航空航天的測試領(lǐng)域中的作用越來越重要，被應(yīng)用的范圍也越來越廣，因此對總線技術(shù)的研究與發(fā)展從來沒有間斷過，2004年發(fā)布的新一代總線標(biāo)準(zhǔn)LXI標(biāo)志著總線發(fā)展上了一個新臺階。

　　最近十年，測量和控制領(lǐng)域產(chǎn)生了幾種發(fā)展趨勢：

　?。?）日益增長的系統(tǒng)復(fù)雜性和更多的系統(tǒng)協(xié)調(diào)需求

　　（2）越來越多的采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　?。?）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用

　　（4）成本限制

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，近十年來被測對象發(fā)生了很大的改變，總的來說，現(xiàn)在的測試對象有如下幾個共同點：測試對象具有不同等級的分布式特性，大到分布在幾百上千公里的范圍內(nèi)，小到分布在幾十米的范圍內(nèi)；測試對象越來越復(fù)雜，測試數(shù)據(jù)量大，為了完成測試任務(wù)，需要大量的測試設(shè)備，如對3G通信網(wǎng)絡(luò)的測試需要成百上千個測試設(shè)備；對于某些測試任務(wù)，要求某些測試設(shè)備具有協(xié)同操作的特性，如某些工業(yè)自動化的動作控制部分要求100ns的時鐘同步性能；某些測試對象需要遠(yuǎn)程測試和控制。

　　自動測試總線包括傳統(tǒng)的GPIB、VXI、PXI總線，用這些總線構(gòu)建自動化測試系統(tǒng)時測試節(jié)點數(shù)受限，且成本較高，這些總線自身不能構(gòu)建分布式測試系統(tǒng)。因此傳統(tǒng)的測試總線由于自身的缺陷不能滿足分布式和復(fù)雜系統(tǒng)的測試需求，向分布式體系結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變被看作是解決問題的必然選擇。

　　國際LXI聯(lián)盟曾經(jīng)在眾多系統(tǒng)集成商和工程師中作過調(diào)查，所得到的是幾乎一致的結(jié)論：

　　首先要降低系統(tǒng)的成本和集成的復(fù)雜性，采用容易使用的人機(jī)界面。其次在保證系統(tǒng)緊湊的同時要保證儀器的性能和兼容性，減少復(fù)雜的連線。希望有多種高速的觸發(fā)方式，高速的I/O，減少機(jī)架和機(jī)箱的空間的浪費(fèi)，還要非常容易的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障。在編程的時候希望使用自己最熟悉的軟件。利用通用的PC接口和總線，而不是昂貴的測試測量專用接口總線。

　　LXI測試總線技術(shù)是信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的必然趨勢。在短短的3年間，LXI總線已經(jīng)得到了國內(nèi)外幾十個廠家的支持，其中包括美國國防部，北京航天測控技術(shù)開發(fā)公司也加入了LXI總線聯(lián)盟。從標(biāo)準(zhǔn)推出至今，一些大的儀器廠商陸續(xù)推出了100多種LXI總線儀器，LXI總線技術(shù)的諸多優(yōu)勢必然要在工業(yè)、軍事、航空航天等眾多領(lǐng)域中發(fā)揮不可估量的作用，下圖分別給出了LXI總線在汽車生產(chǎn)、火箭、飛機(jī)測試中的應(yīng)用。

圖1 LXI測試總線技術(shù)在火箭測試中的應(yīng)用

圖2 LXI測試總線技術(shù)在汽車自動化測試生產(chǎn)線中的應(yīng)用

圖3 LXI測試總線技術(shù)在飛機(jī)電子設(shè)備測試中的應(yīng)用