VXI總線儀器系統(tǒng)
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VXI總線是VMEbusExtensionforInstrumentation的縮寫，即VME總線在測量儀器領域的擴展。這是一種新型測量儀器的標準總線，其總線標準是一種在世界范圍內完全開放的、適用于各國不同的廠家、不同應用領域的行業(yè)標準。由于它是電子儀器發(fā)展史上一個重要的里程碑，因此被國內外專家譽為“跨世紀的儀器總線”、“劃時代的技術成果”，并被認為是電子儀器和自動測試領域的“第三次革命”。VXI總線系統(tǒng)自80年代末問世以來，對國際儀器儀表自動化測控技術的發(fā)展產生了重大的影響，已成為國內外關注的“熱點”。
VXI總線系統(tǒng)具有標準化、通用化、系列化、模塊化的顯著優(yōu)點，集測量、計算、通信功能于一體，是國際90年代一項高、新科技。它不僅繼承了GPIB智能儀器和VME總線的特點，還有高速、模塊化、易于使用等優(yōu)勢。其主要優(yōu)點如下：
(1)它是國際上最新推出的開放式儀器系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由主機箱、“0槽”控制器、具有各種功能的模塊化儀器和驅動軟件、軟面板(SFP)、軟件開發(fā)平臺以及系統(tǒng)應用軟件等組成。
(2)它采用了當代多項高、新技術，包括微電子技術、計算機技術、自動測試技術、圖形處理技術(虛擬儀器，軟面板)、智能化儀器儀表等光、電、機技術。
(3)其核心思想是使VXI產品成為開放式結構的總線系統(tǒng)。標準統(tǒng)一，使用靈活。用戶購買VXI總線產品之后，在組建系統(tǒng)時能真正做到“即插即用”(PlugPlay)，立竿見影。人機界面良好，接近于“傻瓜”照相機的靈活程度。
(4)采用背板結構，數(shù)據(jù)傳輸速率快(40MB/s)，吞吐量大，系統(tǒng)組建靈活方便，易于同其他總線兼容。
(5)儀器系統(tǒng)由傳統(tǒng)的“多機箱堆放式”發(fā)展成“單機箱多模塊式”。它具有安裝密度高、體積小、重量輕、易于攜帶等優(yōu)點。因其外形尺寸小，故可提高被測信號的保真度，能減小儀器與被測裝置的引線長度，降低系統(tǒng)噪聲和改善屏蔽效果。
(6)測試性能優(yōu)良，技術指標先進，是對傳統(tǒng)測試系統(tǒng)更新?lián)Q代的理想產品。
(7)采用模塊化的嚴密設計與工藝保證，使之具有很高的可靠性，良好的電磁兼容性和很強的抗干擾能力，具有有效的自檢與自診斷能力和良好的可維修性，大大延長了使用壽命。其平均故障間隔時間(MTBF)一般能達到10萬小時，最高可達70萬小時(折合80年使用期!)
(8)資源利用率高，很容易實現(xiàn)系統(tǒng)集成，大大縮短研制周期。能實現(xiàn)系統(tǒng)資源共享，系統(tǒng)易于升級和擴展，易于根據(jù)各種現(xiàn)場的需要方便地快速地更換模塊，重新組合系統(tǒng)。因此，即使若干年后老機型被淘汰，其主體部分(如計算機、VXI機箱、VXI模塊等)還可用于新機型，資源的重復使用率高達75%～85%，能將設備的成本及投資風險降至最低。
(9)VXI總線系統(tǒng)有著豐富的軟件開發(fā)工具。測試人員只需調出代表儀器的圖標，輸入相關的條件和參數(shù)，利用鼠標器按測試流程將有關儀器連接起來，即可完成全部編程工作，自動生成測試程序，并以用戶指定方式顯示測量結果。
(10)便于用戶自行開發(fā)“虛擬儀器”。虛擬儀器(VI)是測量儀器、計算機與軟件這三者的有機結合。它將儀器硬件(例如A/D、D/A轉換器，數(shù)字I/O)、計算機資源(如微處理器，存儲器，顯示器)、軟件(例如軟面板，圖形界面，數(shù)據(jù)處理，信息交換等)有效地結合起來，構成軟硬結合、虛實共體的新一代電子儀器。
2 VXI總線系統(tǒng)的發(fā)展史
2.1 國際發(fā)展動態(tài)
1987年，由美國的惠普(HP)、泰克(TEK)、雷卡(Racal)等5家公司在國際上率先成立了VXI總線聯(lián)合體，開創(chuàng)了VXI的新紀元。1988年美國制定了VXI總線軍用標準，1992年又制定了IEEE—1155標準。1993年制定了VXI“即插即用”(又譯為“插入即用”)標準，并成立了VXI“即插即用”系統(tǒng)聯(lián)盟。1996年，VXI總線系統(tǒng)已實現(xiàn)全球標準化。與此同時，VXI市場已形成一定的規(guī)模。目前，全世界已有數(shù)百家工廠生產上千種產品。VXI模塊和系統(tǒng)的銷售額正以每年遞增30%～40%的高速度發(fā)展，這遠遠超過其他儀器的增長率。預計到2000年，大約有50%的測試系統(tǒng)將使用VXI。VXI正在高新技術領域顯示出強大的生命力。例如，美國將在2002年建成距地球380公里高空、有兩個足球場大的永久性空間站，Maxsys公司最近已研制出基于VXI的能夠模擬空間站上敏感器與執(zhí)行機構的SES系統(tǒng)，它包括溫度及壓力傳感器、繼電器、開關、電壓源、電流源、程控負荷。目前，一方面正在制定與完善各種VXI總線技術規(guī)范，另一方面則加速VXI總線平臺的開發(fā)與推廣工作。VXI總線必將在21世紀發(fā)揮更大作用。
2.2 VXI總線系統(tǒng)在我國的發(fā)展應用
近年來VXI總線系統(tǒng)在國際上獲得迅速發(fā)展和廣泛應用，立即引起國內測量儀器和自動測試領域專家們的極大興趣與高度重視。1990年，我國與VXI總線聯(lián)合體建立了正式聯(lián)系，1993年航天部門首先開始引進VXI產品。在94～95年期間我國多次舉辦過國際VXI產品展覽會，1995年中國計算機自動測量與控制技術協(xié)會和中國計量測試學會還先后組建“VXI技術委員會”和“VXI應用技術服務中心”。此后，VXI總線系統(tǒng)開始全面進入國內各個領域。如果說“八五”初期國內對該項新技術尚為“隔岸觀火”，“八五”后期開始“躍躍欲試”，那么“九五”規(guī)劃期間則是“競相快上，大展宏圖”的全面起動階段，這正是歷史的機遇。近幾年來，我國對VXI總線系統(tǒng)經歷了從“技術跟蹤——產品引進——開發(fā)研制——推廣應用”四個階段，已在該技術領域獲得長足發(fā)展，并取得一批重要科研成果。由航天測控公司承擔的國家“八五”重點科技攻關項目VXI總線C尺寸系列功能模塊(包括5位半DVM、A/D模塊、D/A模塊、I/O模塊、計數(shù)模塊等10余種)早已通過鑒定。由航天工業(yè)總公司三十五所研制成功的“智能化VXI總線目標模擬器控制和驅動模塊”、由二院研制的“某型飛行器自動測控系統(tǒng)”、由中國科技大學等單位研制的“通訊產品自動測試系統(tǒng)”等等，標志著我國電子儀器及自動測控技術已跨入國際先進領域。我國航空航天系統(tǒng)已決定從戰(zhàn)斗機到干線飛機均采用VXI總線系統(tǒng)；長征三號、長征四號B、長征二號丁等大型運載火箭的測控系統(tǒng)也以VXI總線作為今后更新?lián)Q代的首選目標。
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