LabVIEW教程PPT

不不充充分分 低低
较较灵灵活活 较较差差 较较难难
接接口M口MX结XI结I构构
较较紧紧凑凑 较较强强
较较充充分分 较较高高
较较灵灵活活 便便利利 较较难难
接接1口1口339结9结44构构
较较紧紧凑凑 较较强强
不不充充分分 最最低低
较较灵灵活活 便便利利 较较难难
内内机机置置结结计计构构算算
最最紧紧凑凑 最最强强 充充分分 最最高高 较较差差 较较差差
1989 年，颁布 VXI 总线修订版 Rev 1.3。
1992 年，IEEE 接受为 IEEE 1155-1992。
版 本 0.0
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
IEEE1155
日 1987 1987 1987 1988 1989 1992 1993.
期 .7.9 .8.24 .10.7 .6.21 .7.14 .4.21 9.20
VXI
C 卡面积 121 inch2
数据传输 40 MBps 可扩展至 80 MBps 1.2” 卡 标准机箱 13 个扩展槽
PXI
3U 卡面积 25 inch2 6U 卡面积 57 inch2 132 MBps（32 bits、33 MHz） 528 MBps（64 bits、66 MHz） 0.8” 卡 标准机箱 21 个扩展槽 其它可靠性优化
PXI 与 CompactPCI 卡结构
PCI 卡不用或只需作很少 改动就可以设计成适合 PXI/CompactPCI 卡。
PCI
PXI/CompactPCI 6U
Half
Full
Size
Size
3U
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 电气扩展 星型触发
10 MHz 时钟
系统控制器 星型触发控制器
Flow STOP
Control Panel
性能
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线发展历史
1997 年，NI 推出 PXI 总线规范。 1998 年，PXI 联盟成立。已超过 50 个成员。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线规范
PCI 总线 欧洲卡封装 IEC 连接器
软件规范
规S范
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
PXI 是 PCI Extension for Instrumentation 的缩写， 即 PCI 总线在仪器的扩展。
并行总线。 数据传输率 132 MBps 到 528 MBps。 背板可达 21 个插槽。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
VXI
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线应用
应用普及：自动控制、电视、导航、通信、核物 理、医疗保健、环境保护和工业控制等。
Motorola：MC 68488、MC 3440、MC 3441、 MC 3443、MC 3447、MC 3448 等。
Intel：8291、8292、8293 等。 NEC：pD 7210 等。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线应用
应用于数据采集，功能测试和工业应用。 National Instruments 是最大供应商。 全球超过 100 个产品供应商。 超过 1000 种产品 。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线应用
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 和 PXI 技术对比
虚拟仪器技术
Virtual Instruments Technique
信息科学与技术学院
第一部分 虚拟仪器技术综述
第二章 虚拟仪器总线技术
GPIB 总线 VXI 总线 PXI 总线 LXI 总线
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线
GPIB 是 General Purpose Interface Bus 的缩写， 即通用接口总线。
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 扩展的内容
更大尺寸（0.8” VME vs 1.2” VXI） 电磁屏蔽 冷却规范 触发线 更多电源类型 10 MHz 时钟 本地总线
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 标准欧卡结构
A
10 x 16 cm
B
C
3U
23 x 16 cm 6U
（10%）
23 x 34 cm 6U
8 位并行总线，5 条控制线，3 条挂钩线。 数据传输速率 250~500 KBps，最高 1 MBps。 系统内仪器数量 < 15 台。 电缆总长度 < 20 m，最大距离 < 4m，平均距离 <
2m。
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线发展历史
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 总线发展历史
1993年，VXI Plug&Play（VPP）联盟成立。该 联盟对 VXI 模块的软件作了进一步的标准化，从 而可以保证不同厂家产品的兼容性。
国际上现有两个 VXI 组织 —— VXI 联合体和 VPP 系统联盟。前者主要负责 VXI 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 VXI 软件（即系统级）标准来提供一个 开放的系统结构。所谓 VXI 标准体系就由这两套 标准构成。
价格
台式机
Temperature Pressure Alarm Conditions
Flow STOP
Control Panel
模块化测试系统总线 性能
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
VXI
价格
模块化测试系统总线
台式机
Temperature Pressure Alarm Conditions
《虚拟仪器技术》总线技术
LXI 总线产生背景
生命期 性能和成本
如 GPIB 和 MXI 这样的标准测试和测量（T&M） 接口在速度上有所不足，也不像 LAN 和 USB 那 样被广泛接纳。因此在计算机体系结构改变时， 必须开发和购买新的 GPIB或 MXI 卡。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 机箱与模块
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI Express 技术
PXI 平台的最新 版本，保持后向 兼容；
PXI Express 1.0a 规范，背板带宽 增加到（x4） 1 GBps；
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI Express 技术
吸纳 100 MHz 差分参考时钟和差分触发器，增 强了 PXI 的定时和同步特性。
1987年，IEEE 接受为 IEEE 1014-1987。
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 总线发展历史
1987 年，Colorado Data System、HP、Racal Dana、Tektronix 和 Wavetek五家著名仪器公司 成立 VXI 总线联盟，制定了 VXI 规范 。
电气
软件
机械
CompactPCI
PCI总线 欧洲卡 高性能连接器
系统 器件
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 标准欧卡结构
强制的主动散热
温度测试及额定
系统级的 EMC、 冲击、振动和 湿度规定
定义了内嵌控制 器的位置
3U
10 x 16 cm
主流（90%）
6U
23 x 16 cm
（10%）
《虚拟仪器技术》总线技术
版本： 1.0 1997.8.20
机械规范
来自百度文库电气规范
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 扩展的内容
与 0.8” CompactPCI 空间相同 没有电磁屏蔽规范（可选） 冷却规范 触发线 局部总线 更多电源类型 10 MHz 时钟
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 体系结构
Instrumentation Extensions
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 总线
VXI 是 VME Extension for Instrumentation 的缩 写，即 VME 总线在仪器的扩展。
并行总线。 数据传输率最初为 40 MBps，扩展为 80 MBps。 背板一般为 13 个插槽，最多 21 个插槽。
《虚拟仪器技术》总线技术
较较灵灵活活
网网结结络络构构化化
不不紧紧凑凑 强强
充充分分 较较低低 较较灵灵活活 便便利利 灵灵活活
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 总线应用
主要用于航空、军事、工业的自动测试设备和高 密度、高性能的数据采集。
Agilent Technologies 是最大产品供应商。 全球超过 100 个产品供应商。 超过 1400 种产品。
VXI 机箱
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 系统结构
外置计算机：灵活、速度取决于接口（GPIB 1MBps，MXI 20MBps）。
嵌入式计算机：体积小、高速（40Mb/s）。
标准接口
计算 机
VXI机箱
零槽模 块
模块1 模块2
模块N
TUA
被测对象 （UUT）
总线
VXI总线
《虚拟仪器技术》总线技术
外设 外设 外设
Local Bus
132 Mb/s, 33 MHz, 32-bit 计算机总线 触发线
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 软件扩展
PXI 控制器必须预装 Microsoft Windows 来支持 标准的软件结构。
操作系统和应用程序无须改动，即可在 PXI 系统 运行。
外设模块必须提供 WIN32 器件驱动。 配置工具将 PXI 模块识别为 PCI 设备。 PXI 和 PC 的软件是一致的。
VXI 机箱
VXI 机箱是为保证各模块恰当地连接到底板。 底板（Backplane）是一块印刷电路板，其上有
96 脚 J 型连接器和信号通路。 提供冷却、通风设备和电源。 保证模块与底板可靠连接。 通常主机箱有 13 个插槽，面对插入方向从左至右
其编号从 0 到 12。
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 模块
总线嵌入计算机
总线零槽控制器模块
信号处理模块
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 总线控制形式的性能比较
结结构构紧紧凑凑性性 数数据据吞吞吐吐能能力力 总总线线硬硬件件利利用用 系系统统框框架架成成本本
升升级级性性能能 扩扩展展性性 远远程程控控制制
接接G口G口PPI结I结BB构构
不不紧紧凑凑 最最差差
1972 年，HP 提出；经改进于 1974 年 HP-IB。 1974 年，IEC 接受该标准，IEC-625。 1975 年，IEEE 正式颁布 IEEE Std 488-1075。 1976 年，ANSI 正式颁布 ANSI-MC1.1-1975。 1984 年，我国颁布等效标准 SJ 2479.1-84。 1984 年，IEEE 扩充了标准，IEEE 488.2。
动控制模块方面有成熟产品
在制造测试、军事/航空领 新兴领域中比较流行 域的自动检测系统是主流
软件支持广泛，发展速度快
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 和 PXI 对比总结
PXI 和 VXI 都是成熟的工业标准； PXI 与 VXI 的主要性能差别是总线速度； 认为 PXI 产品性能较低，是个错误； PXI 产品价格较低； 近 6~8 年内 PXI 和 VXI 将平分天下； 未来的虚拟分析仪器领域将是 PXI 的天下； 我国应大力发展 PXI 总线产品。
《虚拟仪器技术》总线技术
LXI 总线
LXI 是 LAN Extension for Instrumentation 的缩 写，即 LAN 总 线在仪器的扩展。
串行总线。
《虚拟仪器技术》总线技术
LXI 总线产生背景
生命期 计算机背板 — ISA、EISA、VME、PCI、 Compact PCI — 每隔几年就发生变化，但它们通 常只有很少、甚至没有后向兼容性。 其仪器版本 — VXI、PXI — 也有着同样的缺点。
主流（90%）
D
36 x 34 cm 9U
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 标准欧卡结构
P1： VME 总线 A24、D16、仲裁、中断
P2： 中间行（扩展 VME）
P1
A32、D32
外部行（VXI）
P2
D
本地总线、电源、触发
10 MHz 时钟、管理等
P3
P3：高性能 VXI
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 总线发展历史
1979年，Motorola 公布了一 个面向 68000 微处理器的所 谓 Versabus。与此同时，还 制定了一种新的印刷电路板标准（IEC297-3） ——被称为 “Eurocard”。
1981年，Motorola 和 Signetics 达成协议，建立了 总线标准 VME（Versa Module Eurocard）。
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 和 PXI 技术对比
《虚拟仪器技术》总线技术
VXI 和 PXI 市场对比
VXI
PXI
1400+种产品（2001）
1000+种产品（2001）
每年增长 5~10 %
增长迅速 30~50 %
在模拟、数字、射频、开关 在模拟、数字、射频、视频、运
量模块方面有好的产品