儀器總線發(fā)展趨勢：總線技術(shù)具有獨特性

　　對于任何一個可以與系統(tǒng)級測試掛上勾的儀器而言，總線是一個必不可少的單元，在測試設(shè)備及系統(tǒng)中承載著數(shù)據(jù)傳輸和控制等的重要功能。測試測量儀器業(yè)從1960年代制定第一個儀器總線標準GPIB，大約每10年增添一種新的儀器總線，相繼推出VXI、PXI和LXI，近年來還有從PC外設(shè)總線直接移植作為儀器總線的USB�？偩�技術(shù)的盛行，讓儀器從此告別了各自為戰(zhàn)，使測試系統(tǒng)和靈活測試系統(tǒng)搭建成為可能，極大提升了電子測試的效率及應(yīng)用領(lǐng)域。 
　　幾種現(xiàn)有總線 
　　GPIB（GeneralPurposeInterfaceBus）總線 
　　GPIB在70年代由惠普提出，然后批準成為IEEE488標準，成為業(yè)界接受的第一個程控通用儀器總線。用GPIB總線最多可同時連接14臺設(shè)備。線纜長度最大為2米。由于歷史悠久，GPIB具有最廣泛的軟硬件支持。幾乎所有的獨立儀器都配有GPIB接口。GPIB測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡單，有專為儀器控制所設(shè)計的接口信號和接插件，具有突出的堅固性和可靠性。GPIB適合自動化現(xiàn)有的測試設(shè)備、混合測控系統(tǒng)和特殊要求的專用儀器的系統(tǒng)，缺點是無法提供多臺儀器同步和觸發(fā)的功能，在傳輸大量數(shù)據(jù)時帶寬不足。由于歷史悠久，GPIB總線現(xiàn)在依然活躍在市場上。 
　　VXI（VMEbuseXtensionsforInstrumentation）總線 
　　1987年VXI總線聯(lián)盟（VXIbus 
　　Consortium）成立，VXI總線規(guī)范于1992年9月17日被IEEE標準局批準為IEEE-1155-1992標準。VXI總線的出現(xiàn)，將高級測量與測試應(yīng)用設(shè)備帶入模塊化領(lǐng)域，它擁有穩(wěn)定的電源、強有力的冷卻能力和嚴格的RFI/EMI屏蔽。具有結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強（最新的3.0版規(guī)范總線帶寬提高到160Mbit/s）、定時和同步精確等特點，適用于組建大、中規(guī)模的自動測量系統(tǒng)和對速度、精度要求高的應(yīng)用場合。單個VXI卡箱最多可擴展到13個槽位。VXI現(xiàn)在主要用于大型的ATE系統(tǒng)、航空、航天等國防軍工領(lǐng)域。 
　　PXI總線 
　　NI公司為首的PXISA（PXI系統(tǒng)聯(lián)盟）成立于1997年9月，在PXISA誕生的同時，公布了PXI總線標準1.0版本和演示第一臺簡單配置的PXI儀器。目前PXI已經(jīng)廣為接受，并且以年均20%的速度快速成長，儼然成為總線技術(shù)的未來領(lǐng)軍者。關(guān)于PXI總線的詳細內(nèi)容，另文將詳細介紹。 
　　LXI總線 
　　2004年9月成立的以安捷倫公司為首的LXI總線聯(lián)合體，2005年發(fā)布LXI標準1.0版本，并推出第一批LXI模塊。LXI總線的基礎(chǔ)設(shè)施是以太網(wǎng)，通過高速以太網(wǎng)實現(xiàn)儀器系統(tǒng)從局域至廣域的全球連網(wǎng)，依靠IEEE1588精確定時協(xié)議獲得整個儀器系統(tǒng)的全球定時同步。目的是以簡單、經(jīng)濟、高速、實用的硬件和軟件構(gòu)建新一代的測試測量系統(tǒng)，代替已使用四十年的IEEE488（或稱GPIB）總線。因為測試測量儀器業(yè)和最終用戶都具有使用互聯(lián)網(wǎng)的熟練經(jīng)驗，對利用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)載體并無異議。但是對于IEEE1588協(xié)議的軟件定時同步存在疑問，因為測試測量儀器業(yè)通用的GPIB、VXI、PXI總線都使用電纜和微帶線的硬線互連方式，獲得準確的極短的定時同步和延時。 
　　USB總線 
　　USB（通用串行總線）作為PC機的外設(shè)總線，由于具有串行傳輸、即插即用、可熱插拔、配置方便、線纜和連接器簡單、兼有直流供電、傳輸率最高480Mb/s、價格大眾化等優(yōu)點而被廣泛使用。測試測量儀器的VXI、PXI總線都是借助電腦的通用外設(shè)總線擴展而成，因為這類總線應(yīng)用面廣、性能價格比高，擴大到儀器應(yīng)用具有事半功倍的效益。VXI、PXI總線的目標是實現(xiàn)由模塊儀器組成的通信網(wǎng)絡(luò),它們用于單臺儀器并不具有優(yōu)勢。在單臺測試儀器中，USB已被供應(yīng)商和用戶認可，將PC外設(shè)總線直接用作儀器總線。USB總線特性還在提高，一是無線USB（WUSB）標準己經(jīng)通過，將可實現(xiàn)無線纜的儀器互連;二是USB的供電電流將從100mA提高到2A，便于更大功耗儀器的供電;三是再提高傳輸率，加快存儲媒體的數(shù)據(jù)交換能力。顯然，USB總線儀器將在中、小測試測量儀器中擴大應(yīng)用范圍。 
　　AXIe總線 
　　2009年11月，安捷倫科技有限公司、艾法斯公司和TestEvolution公司聯(lián)合成立AXIe聯(lián)盟，并于2010年6月發(fā)布了AXIe1.0基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)標準和AXIe3.1半導體測試擴展技術(shù)。關(guān)于AXIe總線，另文詳細介紹。 
　　發(fā)展趨勢 
　　近日，安捷倫公司高調(diào)宣布將全面進軍模塊化領(lǐng)域，并且一次性推出48款模塊化產(chǎn)品，其中包含3種全新的基于AXIe總線的產(chǎn)品及45種PXI總線產(chǎn)品。安捷倫的加入，無疑對模塊化測試市場帶來相當大的沖擊，一方面將大幅加快模塊化產(chǎn)品在市場上的推廣力度，另一方面則是對現(xiàn)有眾多模塊化市場的廠商形成巨大的威脅。不管如何，安捷倫的加入從一個側(cè)面也說明了模塊化已經(jīng)成為測試技術(shù)未來發(fā)展的重要趨勢，而模塊化技術(shù)的核心就是高速、可靠和功能強大的各種總線技術(shù)。 
　　任何一種總線都有其在行業(yè)內(nèi)獨特的優(yōu)勢，沒有一種總線會完美到可以取代其它任何的總線。因此，未來的總線市場不會是單純的誰取代誰。即使號稱兼容PXI和LXI兩大總線的AXIe總線，安捷倫也并不期望它能一統(tǒng)江湖。因應(yīng)技術(shù)的需要，現(xiàn)在的測試儀器和系統(tǒng)經(jīng)常會采用支持多種總線，以發(fā)揮各自總線的優(yōu)勢，特別是在日益復雜的合成儀器（SI）系統(tǒng)中更是如此。從工程師的角度來看，當設(shè)計一個測試系統(tǒng)時，往往需要平衡多方面的因素。現(xiàn)在的產(chǎn)品變得越來越復雜，對混合信號測試的要求也就越來越高，這樣就需要利用不同總線測試平臺的優(yōu)勢，搭建一個混合的測試系統(tǒng)來滿足測試的需求。