要點

　　上世紀(jì)80年代美國國家儀器公司NI（NationalInstruments）提出的虛擬測量儀器（VI）概念，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，使得計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。虛擬儀器，實際上就是一種基于計算機的自動化測試儀器系統(tǒng)，即采用計算機開放體系結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的單機測量儀器，對各種各樣的數(shù)據(jù)進行計算機處理、顯示和儲存。虛擬儀器的突出優(yōu)點在于能夠和計算機技術(shù)結(jié)合，從而開拓了更多的功能，具有很大的靈活性，極大提高了測試系統(tǒng)的處理能力。與此同時，人們對于虛擬儀器系統(tǒng)中硬件與計算的連接方式對于測試系統(tǒng)整體性能帶來的影響，表現(xiàn)出了前所未有的關(guān)注。

　　儀器早已能和控制器通信并且互相通信，來為這類應(yīng)用服務(wù)。這種能力可追溯到上世紀(jì)60年代末，當(dāng)時HP公司發(fā)明了HP接口總線（HP-IB），被制定為IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)，并起了一個與廠商無關(guān)的名字--通用接口總線（GPIB）。很多儀器早已配備以電腦為中心的通用接口，比如RS-232、 USB等等。但這些接口都有局限性。GPIB電纜又粗大又貴，并且數(shù)據(jù)速率有限。USB電纜無處不在，也很便宜，但接口不具備針對儀器的特性，而且把通信局限于單臺電腦附近的幾部儀器。

　　LXI標(biāo)準(zhǔn)和PXI標(biāo)準(zhǔn)正在克服這些局限性。這些標(biāo)準(zhǔn)各自的支持者們分別以LXI聯(lián)盟和PXI系統(tǒng)聯(lián)盟為代表，在夏秋兩季的行業(yè)活動期間，他們大力宣傳各自標(biāo)準(zhǔn)的特性和好處。人們可以使用符合其中某種標(biāo)準(zhǔn)的儀器或是混合系統(tǒng)，來為自己的實驗室?guī)碜詣踊瘻y試能力。幾家廠商表示：不存在某種單一的儀器系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來用于所有應(yīng)用，他們在同時支持兩種標(biāo)準(zhǔn)，或至少是在研究這些標(biāo)準(zhǔn)（表1中的突出顯示部分）。

　　所謂LXI就是一種基于以太網(wǎng)技術(shù)等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、由中小型總線模塊組成的新型儀器平臺。LXI儀器是嚴(yán)格基于IEEE 802.3、TCP/IP、網(wǎng)絡(luò)總線、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、IVI-C0M 驅(qū)動程序、時鐘同步協(xié)議（IEEE1588）和標(biāo)準(zhǔn)模塊尺寸的新型儀器。與帶有昂貴電源、背板、控制器、MXI卡和電纜的模塊化插卡框架不同，LXI模塊本身已帶有自己的處理器、LAN連接、電源和觸發(fā)輸入。LXI模塊的高度為一個或二個機架單位，寬度為全寬或半寬，因而能容易混裝各種功能的模塊。信號輸入和輸出在LXI模塊的前面，LAN和電網(wǎng)輸入則在模塊的后面。LXI模塊由計算機控制，所以不需要傳統(tǒng)臺式儀器的顯示、按鍵和旋鈕，同時由LXI模塊組成的LXI系統(tǒng)也不需要如VXI或PXI系統(tǒng)中的0槽控制器和系統(tǒng)機箱。一般情況下，在測試過程中LXI模塊由一臺主機或網(wǎng)絡(luò)連接器來控制和操作，等測試結(jié)束后它再把測試結(jié)果傳輸?shù)街鳈C上顯示出來。LXI模塊借助于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進行錯誤瀏覽，并依靠IVI-C0M驅(qū)動程序通信，從而便利了系統(tǒng)集成。

　　如果人們正在從事微波領(lǐng)域的工作，他們將需要LXI系統(tǒng)或者配備LXI微波儀器的混合系統(tǒng)。在PXI規(guī)格方面，Phase Matrix公司提供26.5GHz PXI-1420下變頻器，而Pickering Interfaces公司則提供PXI微波開關(guān)。 Aeroflex公司和National Instruments公司的通用PXI射頻信號源和接收器分別達到最高6GHz和6.6GHz.PXI射頻模塊制造商并不打算增加帶寬，而是以支持新興技術(shù)為目標(biāo)。例如，Aeroflex公司最近宣布了其PXI系統(tǒng)的新型LTE測量能力。相比之下，人們能買到的幾乎任何類型的臺式儀器大概都提供符合 LXI的版本。例如， Rohde & Schwarz公司剛剛推出了它的R&S ZVA67，這是一種10MHz至67GHz矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。該儀器符合LXI C類。

　　另外，如果人們需要某種遠(yuǎn)程訪問形式，或者必須覆蓋長距離，那么事實能夠證明LXI是首選技術(shù)。例如，如果人們需要對雷達工作距離開展測試，其中的信號源和接收器相隔數(shù)百米，那么LXI系統(tǒng)就能輕松完成在別的方式下不切實際的測量（參考文獻1）。

　　另一方面，PXI提供了一種方式來輕松配置某個儀器系統(tǒng)，無須處理LAN問題，也無須IT部門參與。PXI天生就在背板上的儀器之間提供時鐘同步，LXI B和C類儀器具有這種能力，但較常見的C類版本不具備這種能力，特別是在射頻與微波范圍內(nèi)。而且，PXI系統(tǒng)可以用很高的速率來輸送數(shù)據(jù)，執(zhí)行儀器外的存儲與分析。

　　推動LXI

　　Agilent Technologies公司的Von Campbell是LXI聯(lián)盟的主席，他于去年9月16日在Autotestcon大會上說：“目前，1211種產(chǎn)品獲得了LXI認(rèn)證，比12個月以前增加了大約50%.”他說，在同一時期，配備LXI連接的儀器家族從64種增加到了140種，有24家會員公司擁有符合LXI的產(chǎn)品。他指出：LXI涵蓋了高性能測試系統(tǒng)的構(gòu)建工作所需的所有主要產(chǎn)品類別，并且在儀器能力方面沒有缺憾。

　　與Campbell一起在Autotestcon大會上發(fā)表關(guān)于LXI講話的還有The Mathworks公司Matlab與Simulink測試與測量產(chǎn)品經(jīng)理Rob Purser，Pickering Interfaces公司銷售與營銷經(jīng)理Bob Stasonis，Agilent Technologies公司資深營銷工程師Chris Van Woerkom，VTI Instruments公司業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Tom Sarfi.

　　Purser指出，LXI“充分利用電信浪潮”來為測試系統(tǒng)降低互連成本并確保長期穩(wěn)定性。他說以太網(wǎng)具有30年的演變歷史，并一直保持著兼容性。多數(shù)LXI實施工作都不需要特殊硬件，但Purser告誡人們不要購買 最便宜的以太網(wǎng)電纜來用于各自的儀器系統(tǒng)。他說LXI補充了當(dāng)前的技術(shù)，使人們可以用LXI來配合GPIB、PXI或VXI系統(tǒng)。

　　Agilent公司的Van Woerkom 詳細(xì)介紹了LXI的能力，說它為測試系統(tǒng)提供了一套協(xié)調(diào)的LAN通信服務(wù)，為儀器支持LAN發(fā)現(xiàn)功能，為儀器定義了標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁，規(guī)定了可互換虛擬儀器（IVI）驅(qū)動程序，要求為達標(biāo)產(chǎn)品開展互操作性測試，并為觸發(fā)與同步提供了擴展特性。