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计算机控制测试系统的接口

2015年6月23日经过丹·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,计算机对测试工程师和测试系统开发变得越来越重要。许多因素导致了这种发展,测试成本肯定是其中之一。通过自动化测试,公司能够更快地执行测试,而不是手动执行的误差。产品复杂性是需要测试创新的另一个因素。随着产品变得更加复杂,测试遵循套装,计算机帮助公司管理此测试复杂性。

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:

Hewlett Packard接口总线(AKA HPIB,GPIB和IEEE 488)

Hewlett Packard在20世纪60年代后期开发出名为Hewlett Packard接口总线或HPIB的第一个广泛接受的仪器界面。其他测试仪器制造商在惠普制造额定费用时采用公共汽车。此时,它被称为通用接口总线(GPIB)。1975年,IEEE起草标准IEEE-488,可编程仪器的标准数字接口,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。

HP Computers显然是第一台拥有IEEE 488接口的计算机,但其他计算机很快就会遵循。国家仪器为DEC PDP-11计算机开发了IEEE 488界面,许多个人计算机的IEEE 488接口。即使是Commodere PET也有一个可选的IEEE 488接口。

虽然此接口已被其他测试仪器接口取代,但许多较旧的系统仍然使用IEEE 488总线。这是对其设计和实用的遗嘱。

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.或者通过国家仪器制定了仪器的PCI扩展,并于1997年推出。该标准现已支持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。

vxibus.

类似于PXI总线,vxibus.基于标准的计算机总线架构,在这种情况下,VME总线。VXI(仪器的VME扩展)为基本VME标准添加了对测试和测量应用程序的基本VME标准的功能。正如VME总线所在,并且仍然用于高性能应用程序,通常使用VXIBU而不是PXI总线用于测试应用程序所需的性能更高的性能。也许VXIBUS系统最大的市场是航空电子和军事自动测试设备市场。

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。

vxibus财团支持VXIBUS标准,并测试应用软件,如MATLAB和LabVIEW继续支持Vxibus仪器。

vslbus.

LXI.

局域网的仪表或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,要符合LXI标准,仪器需要提供与标准Web浏览器配合使用的Web界面。通过此界面,用户能够配置仪器,生成仪器输出和访问测量数据。

LXI财团支持LXI规范,并证明仪器作为LXI兼容。每年几次,他们赞助他们称之为“插头节”的活动,仪器制造商带来了最新设计进行认证测试。

USB

测试工程师用于将仪器连接到计算机的另一个标准界面是通用串行总线(USB)。虽然USB没有提供定时特征或PXI或LXI的高数据速率,但其易用性使其成为许多应用的自然选择。USB接口也受到更受欢迎的测试应用软件包的支持。

有用的提示

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。