基于dsp的vxi總線通用接口板研制

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1、哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文1987年4月，HP、TEKTRONIX等5家公司開始討論卡式儀器標準，這些公司成立了VXI總線聯(lián)合體，并于1987年7月14日公布了第一個VXI總線[5]標準。VXI總線標準陸續(xù)進行了修改，推出了各種版本，其中VXI總線版本1.3和1.4是比較成熟的，并已經(jīng)被IEEE作為標準。1992年，VXI總線系[6][7]統(tǒng)規(guī)范成了工業(yè)領域國際標準。VXI總線聯(lián)合體自1987年成立以來，在硬件兼容性方面取得的成績遠遠大于在軟件兼容方面的成果。受微機即插即用協(xié)議的啟發(fā)，VXI總線聯(lián)合體內(nèi)的5家主要成員于1992年9月發(fā)起了VXIplug&playsystemA

2、lliance（VXI即插即用系統(tǒng)聯(lián)盟，簡稱VXIPnP聯(lián)[8]盟）。該聯(lián)盟的宗旨是促進VXI產(chǎn)品在系統(tǒng)層面上的易用性、開放性和互用性。國際上現(xiàn)有兩個VXIbus組織：VXIbus聯(lián)合體和VXIPlug&Play(VPP)系統(tǒng)聯(lián)盟，前者主要負責VXIbus硬件(即儀器級)標準規(guī)范的制訂；而后者的宗旨是通過制訂一系列的VXIbus軟件(即系統(tǒng)級)標準來提供一個開放的系統(tǒng)結構，使其更容易集成和使用，所謂的VXIbus標準體系就由這兩套標準構[9]成。VXI總線技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，依靠有效的標準化，采用模塊化的方式，實現(xiàn)了系列化、通用化以及VXIbus儀器的互換性和互操作性。其開放的

3、體系結構和plug&play方式完全符合信息產(chǎn)品的需要。發(fā)展到今天，[10]VXIbus儀器和系統(tǒng)己被普遍接受，并成為儀器系統(tǒng)發(fā)展的主流。1.1.3VXI總線的特點VXIbus系統(tǒng)標準是在全世界范圍內(nèi)完全開放的，適用于不同的國家，不同的行業(yè)標準。它集中了智能儀器、個人儀器和GPIB系統(tǒng)的很多優(yōu)勢，易于集成為不同用途的自動測試系統(tǒng)，具有傳輸速率高、開放式模塊化的結構、標準化程度高、兼容性強、器件可重復使用、可靠性高、易維修、功耗低、可移動性好等優(yōu)點，價格與傳統(tǒng)的自動測試系統(tǒng)相比具有巨大的競爭潛[11][12]力。與其它總線相比，VXI總線具有如下突出特點：(1)測試儀器模塊化：在V

4、XI總線上，具有觸發(fā)總線、模擬總線等測試儀器特有的總線，而且電磁兼容性好，因而數(shù)字多用表、信號源、示波器等傳統(tǒng)的獨立儀器均有相應的VXI模塊產(chǎn)品，使得用VXI總線組建的系統(tǒng)結構緊湊、體積小、重量輕，簡化了連接和控制關系，有利于提高系統(tǒng)的可靠性和可維修性，而這一點在其它總線中很難實現(xiàn)；(2)32位數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)傳輸速率高：基本總線傳輸速率為40MB/S，--2哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文本地總線可達1GB/S，遠遠高于其它測試系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)傳輸速度，如：CAMAC總線最高只有1～3MB/S；(3)系統(tǒng)可靠性高，可維修性好：VXI總線C尺寸主機箱平均無故障時間（MTBF）可高達10

5、7小時，VXI總線模塊儀器MTBF一般可做到幾萬至幾十萬小時，基本系統(tǒng)的MTBF可達6000小時。模塊化結構與強大的系統(tǒng)自檢能力使得可維修性大大提高，一般系統(tǒng)的平均修復時間（MTTR）少于15分鐘；(4)電磁兼容性好：VXI總線是美國軍方廣泛應用的VME總線的基礎上發(fā)展起來的，在總線的設計和標準定制中，充分考慮了系統(tǒng)的供電、冷卻系統(tǒng)和電磁兼容性能以及底板上的信號傳輸延遲、同步等，對每項指標都有嚴格的標準，這就保證了VXI總線系統(tǒng)的高精度及運行的穩(wěn)定性與可靠性；而且頻帶寬，現(xiàn)已有從直流到微波各種儀器模塊；(5)通用性強，標準化程度高：不僅硬件標準化，而且軟件也標準化，有一系列軟件標

6、準，如：IEEE488.2標準、SCPI標準（可程控儀器的標準命令）、VPP規(guī)范（VXIplug&play即：VXI插入即用規(guī)范）等。軟件的可維護性與可擴充性好，這也是優(yōu)于其它總線，得到迅速發(fā)展的一個重要因素；(6)靈活性強，兼容性好：有三種規(guī)格機箱（B、C、D），四種規(guī)格模塊（A、B、C、D）供用戶選擇；支持8位、16位、24位和32位的數(shù)據(jù)傳[13]輸，方便靈活。1.2研究的目的和意義VXI總線目前還在快速發(fā)展，在發(fā)達國家，軍用自動測試工程受到軍方的高度重視。VXI總線的問世不僅使其性能全面優(yōu)于GPIB總線系統(tǒng),更重要的是使自動測試系統(tǒng)的尺寸大大縮小，測試速度大大提高。目前自

7、動測試系[14]統(tǒng)正向標準化、自動化、智能化、模塊化、便攜式方向發(fā)展。在國內(nèi)，VXI總線的發(fā)展正方興未艾，已引起海軍、兵器部、航天部二院、三院、二炮等有關部門的高度重視。在這些部門的推動下，開發(fā)了一批VXI模塊，并集成了若干套VXI自動測試系統(tǒng)。但是，這些系統(tǒng)的國產(chǎn)化率還不高，而研制國產(chǎn)化的自動測試系統(tǒng)就必須開發(fā)出高性能的測試儀器模塊[15]。在VXI總線的硬件設計中，接口電路的設計至關重要。VXI接口電路--3哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文設計比較復雜，是整個模塊的關鍵部分，直