PCI Exrpess
PC IExpress與PCI相似。它是PCI標準的最新演進版本,相當于高速USB與USB的關系。因此,上述關于PCI評價的許多內容也適用于PCI Express。
PCI Express和PCI的主要性能差別在于, PCI Express總線的帶寬更高,而且能為每臺設備分配專用帶寬。在本文所討論的所有總線中,只有PCI Express能為每個外設總線提供專用帶寬。GPIB、USB和LAN都是在所有連接的外設中共享帶寬。在PCI Express中,數據在稱之為“窄帶”的點對點的連接中以單方向250 MB/s的速度傳輸。每個PCI Express連接可以由多個窄帶組成,所以PCI Express總線的帶寬取決于其在插槽和設備中的實現方式。一個x1(1條窄帶)連接能提供250 MB/s帶寬,一個x4(4條窄帶)連接就能提供1 GB/s帶寬,而一個x16(16條窄帶)連接能提供4 GB/s專用帶寬。值得注意的是, PCI Express實現了軟件的向后兼容性,意味著轉用PCI Express標準的用戶能夠保留其在PCI的軟件投資。PCI Express也同樣 可以通過外部線纜進行擴展。
高速的,內部的PC總線本來是為快速通信設計的。因此,PCI和PCI Express是高性能、需要較大帶寬的數據密集型系統和集成與同步多種類型儀器的系統的理想總線選擇。
以太網/LAN/LXI
長久以來,以太網一直是儀器控制的一種選擇。它是一種成熟的總線技術,并一直被廣泛應用于測試與測量外的許多應用領域。100BaseT以太網技術的最大理論帶寬為12.5 MB/s。千兆以太網或1000BaseT能將最大帶寬增加到125 MB/s。在所有情況下,以太網的帶寬由整個網絡共享。理論上千兆以太網的帶寬為125 MB/s,其速度比高速USB更快,但當多個儀器和其它設備共享網絡帶寬時,其性能就會急劇下降。該總線采用基于消息的通信方式,通信包添加的一些頭信息明顯地增加了數據傳輸的開銷。鑒于此,以太網的時延在本文所有的總線技術中是最差的。
盡管如此,以太網仍然是創建分布式系統網絡的有力選擇。在沒有采用中繼器的情況下,以太網的最大工作距離為85到100米,如果使用中繼器將沒有任何距離限制。沒有其它總線可以支持這么遠的從控制PC到平臺的間隔距離。就像GPIB一樣,以太網/LAN不支持自動配置。用戶必須手動為其儀器分配IP地址和進行子網配置。與USB和PCI相似,以太網/LAN的連接普遍存在于現代PC中。這使得以太網成為分布式系統和遠程監測的理想選擇。以太網技術經常與其它總線和平臺技術結合使用,以連接測量系統節點。這些本地節點本身或許由測量系統借助GPIB、USB和PCI組成。以太網的物理連接比USB的連接要穩定得多,但比GPIB或PXI的魯棒性差。
LXI(LAN的儀器擴充)是一個即將推出的基于LAN的標準。LXI標準為帶有以太網連接的分立儀器定義規范,增加了觸發和同步的特性。
總結:儀器總線性能
盡管指定單一的總線或通信標準作為“最終的”或“理想的”技術在概念上看頗為簡便,但歷史告訴我們,若干個相互可替代的標準可能會繼續共存,因為每項總線技術都有其獨特的優缺點。
測試系統開發人員可以創建混合系統,以充分發揮多種總線和平臺的優勢。混合的測試與測量系統結合了模塊化儀器平臺(如PXI和VXI)和分立儀器的組件,它們通過GPIB、USB和以太網/LAN相連接的。創建和維護一個混合系統的關鍵是實現這樣一個系統架構:該架構透明地識別多種總線技術并利用一個開放的、多廠商支持的計算平臺(如PXI)來實現I/O的連接。
#p#分頁標題#e# 另一個成功開發混合系統的關鍵在于,確保您在驅動程序層、應用層和測試系統管理層所選擇的軟件都是模塊化的。雖然一些廠商會為特殊的儀器提供垂直集成的軟件方案,但最有用的系統架構還是應該將軟件的功能分解到可互換的模塊化的各層,這樣會使您的系統不必受限于某個具體的硬件或某個廠商。這種分層的方式提供了最佳的代碼復用、模塊性和生命周期。例如,VISA(虛擬儀器軟件架構)是一個廠商中立的軟件標準,可用于由GPIB、VXI、串口 (RS232/485)、以太網、USB和/或IEEE 1394等接口組成的儀器系統的配置、編程和故障排除。由于其編程實現VISA功能的API和多種通信接口的API是類似的,因此VISA車成為一個非常有用的工具。
使用混合系統,您可以綜合多種類型儀器的優點,包括遺留設備和專用設備。盡管為儀器尋找一個大一統的解決方案非常有吸引力,但工程實踐要求測試工程師使用滿足其具體應用需求的儀器和相關總線技術。
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