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计算机控制测试系统的接口

2015年6月23日通过丹·罗厘克

用于将测试仪器连接到计算机的一些更流行接口的简短介绍。

用于将测试仪器连接到计算机的一些更流行接口的简短介绍。

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几乎一旦计算机变得经济适用于一般使用,工程师开始使用它们来控制测试仪器。例如,Hewlett Packard开始作为测试仪器公司。虽然惠普现在仅作为计算机公司被称为计算机公司,但他们在1938年发布的首个产品是一个音频振荡器。

HP于1966年开发了他们的第一台计算机,HP 2116A,旨在主要用于控制测试仪器。然而,计算机设计得很好,但客户开始为各种计算应用程序使用它们,而不仅仅是仪器控制。计算机迅速成为惠普业务的最大部分,它们于1990年旋转了测试和测量业务,仅关注计算机和打印机。

HP的2116B数字计算机

多年来,计算机对于测试工程师和测试系统开发变得越来越重要。导致这一发展的因素有很多,测试的成本当然是其中之一。通过自动化测试,公司能够更快地执行测试,并且与手工执行测试相比,错误更少。产品的复杂性是要求测试创新的另一个因素。随着产品变得更加复杂,测试也随之而来,计算机帮助公司管理这种测试的复杂性。

测试工程师必须在使用计算机控制测试设备时必须跳跃的首次障碍是确定如何将该测试设备连接到计算机。多年来,已经开发出许多不同的测试总线来使这项任务更轻松。让我们看看其中一些:

惠普接口总线(又名HPIB、GPIB和IEEE 488)

20世纪60年代末,惠普公司开发了第一个被广泛接受的仪器接口,称为惠普接口总线(Hewlett Packard interface Bus,或HPIB)。其他测试仪器制造商采用的总线,惠普提供了一个象征性的费用。在那时,它被称为通用接口总线(GPIB)。1975年,IEEE起草了标准可编程仪表的标准数字接口,基于GPIB规范。

IEEE 488总线是一个16位宽平行的总线。八行是数据线,而其他八个是控制线。连接器是24针连接器,其还包含八条地线。最多16种不同的仪器可以在菊花链中连接到计算机或总线控制器。

惠普的电脑显然是第一批拥有IEEE 488接口的电脑,但很快其他电脑也纷纷效仿。国家仪器公司为DEC PDP-11计算机开发了IEEE 488接口,许多个人计算机也有IEEE 488接口。甚至Commodore PET也有一个可选的IEEE 488接口。

虽然这个接口已经被其他更快、更容易使用的测试仪表接口所取代,但许多较老的系统仍然使用ieee488总线。这是它的设计和实用性的证明。

PC总线接口

当IBM个人计算机于20世纪80年代推出时,许多制造商开发了用户可以插入PC的行业标准架构(ISA)总线以进行测量和开关信号的仪器卡。当需要更多性能时,PC制造商迁移到外围组件互连或PCI总线。由英特尔介绍,它是从20世纪90年代初期到2000年代初期使用的。它已被PCI Express所取代。

PXI.,或仪器的PCI扩展由国家仪器开发并在1997年引入。该标准现在得到了PXI Systems联盟是一个贸易小组,其成员包括许多主要测试和测量设备供应商。

PXI基于CompactPCI标准,但增加了功能,包括集成的定时和同步和触发器,使其更适合测试和测量应用程序。可提供PXI模块,可以从许多不同的制造商满足各种各样的测试需求。

vxi总线

与PXI总线类似,vxi总线是基于标准的计算机总线体系结构,在这种情况下,就是VME总线。VXI(用于仪器的VME扩展)向基本的VME标准中添加了一些对测试和测量应用程序有用的特性。正如VME总线过去用于(现在仍然用于)高性能应用程序一样,对于需要PXI总线能够提供的更高性能的测试应用程序,vxi总线经常被用于代替PXI总线。vxi总线系统最大的市场可能是航空电子设备和军用自动测试设备市场。

Vxibus系统由一个或多个机箱组成,您可以插入控制器和仪器模块。每个机箱最多包含最多13个插槽,而VXI模块通常为6U或C尺寸模块。在连接模块的总线上的插件中,底盘通常提供系统电源和冷却。

vxi总线财团支持VXIbus标准,并且测试应用软件,如MATLAB和LabView继续支持VXIbus仪表。

vslbus.

LXI

用于仪表的LAN扩展或LXI将基于以太网的局域网的功能扩展到测试和测量世界。LXI规范而不是尝试更改物理连接,而不是通过LAN连接测试仪器应该如何表现。通过这种方式,它利用以太网LAN的优点,并允许测试工程师轻松将仪器连接到计算机并彼此相互连接。

例如,要认证为符合lxi的,工具需要提供与标准Web浏览器兼容的Web界面。通过该接口,用户可以配置仪器,生成仪器输出,并访问测量数据。

LXI财团支持LXI规范和认证仪器作为LXI兼容。他们每年举办几次他们称之为“插头节”的活动,仪器制造商将他们最新的设计用于认证测试。

USB

测试工程师用来将仪器连接到计算机的另一个标准接口是通用串行总线(USB)。虽然USB不提供PXI或LXI的计时功能或高数据率,它的易用性使它成为许多应用程序的自然选择。USB接口也得到了更流行的测试应用软件包的良好支持。

帮助提示

选择测试系统的接口时,您需要首先分析您的要求,包括输入和输出通道的数量以及您需要生成输出的数据速率并进行测量。这样,您可以看到哪个界面对应用程序最有意义。记得考虑未来的要求以及现在的要求。如果您可以稍后展开系统,则需要避免重新设计整个系统。