第第讲二讲以软件定义的模块化仪器系统一模块化仪器系统二虚拟仪器技术应用案例三虚拟仪器技术的发展四LabVIEW程序设计2012-5-1一、模块化仪器系统回顾:仪器系统的技术发展真空管技术晶体管技术以软件为中心(集成电路)的自定义系统192019652010一、模块化仪器系统以软件为中心的发展趋势原始数据用户自定义功能模块化仪器PC处理器信号/分立仪器总线软件配置软件是(合成仪器)测试系统的核心…，软件的任务就是去定义和控制硬件…——Frost&Sullivan2006全球合成仪器测试设备报告一、模块化仪器系统模块化I/O架构可替换、升级、自定义原始数据用户自定义功能PC处理器模块化I/O信号总线软件配置虚拟仪器——软件定义的模块化硬件架构是英国国防部未来测试系统核心的必备技术——MarcusRansom上校,英国国防部一、模块化仪器系统以软件定义的模块化仪器系统自定义数据处理、分析、显示、共享等软件数据总线与定时同步传输原始数据;控制模块化仪器I/O之间的定时与同步OOOOOOOOOOI/I/I/I/I/…块化块化块化块化块化采集模拟/数字信号模模模模模模模模模模一、模块化仪器系统以软件定义的模块化仪器系统使系统级的设计和自定义成为可能通过软件开发所要实现的自定义系统功能软件数据总线与定时同步紧密集成不同的硬件模块OOOOOOOOOOI/I/I/I/I/…块化块化块化块化块化通常是现成的模块化硬件，模模模模模模模模模模可直接从厂商购买；也可自行开发特殊模块一使系统具有更好的长期可维护性以软件定义的模块化仪器系统、模块化I/O模块化仪器系统数据总线与定时同步模块化I/O软件模块化I/O模块化I/O…模块化I/O进行扩展和维护成本更低模块化硬件架构使系统升级期用的技术体系具有长生命周操作性，并且保证系统所采确保不同厂商模块之间的互选择标准化的总线技术可以多功能可通过软件开发随时增添更，也更易于一、模块化仪器系统以软件定义的模块化仪器系统便于利用最新技术通过高效的软件开发工具可以显著降低利用最新技术的软件复杂度数据总线与定时同步基于PC的标准总线技术随着PC技术的演进而不断增强性能，同时可以保持后向兼容OOOOOOOOOOI/I/I/I/I/…块化块化块化块化块化模块化架构便于在短时间内模模模模模模模模模模集成最新技术一、模块化仪器系统PXI:PCIeXtensionforInstrumentation集成高性能CPU的系统控制器可运行各种软件程序；可通过编程自定义系统功能集成高速数据传输总线及定时同步总线的机箱背板模块化架构可以根据需要选择合适的I/O模块，并且便于系统维护和升级一、模块化仪器系统PXI机箱背板由第2槽(定时槽位)发出的星型触发总线,通过等10MHz长度路由设计到达其他各槽,使各槽位之间触发信机箱背板上集成了一个的专用系统参号偏差小于1ns考时钟，为各槽位提供精确的定时参考信号控制器槽位数据总线8条TTL传输线组成的触发总线,允许系统中任意模块都可产生触发信号一、模块化仪器系统PXI模块与机箱背板的连接PXI增加了J2接口部分，主要是PXI所特有的定时和同步触发总线PXI和CompactPCI的J1接口是一样的,主要是PCI数据总线PXI模块化仪器不断提升的性能指标NIPXI-40717½-digitFlexDMM业界最快、最精确的数字万用表NIPXI-5922,24-bit,15MS/s28业界最高分辨率数字化仪26AgilentN6030A,15-bit,1.25GS/s24业界最高更新速率的PXIAWG2220(Bits)18率率1614PhaseMatrixPXI-142026.5GHz分辨12业界最高频PXI下变频器108641101001K10K100K1M10M100M1G10G100GNIPXIe-51868-bit,12.5GS/s采样率(S/s)业界最高性能PXI数字化仪传统台式仪器19972004200520102011众多主流仪器厂商的支持PXI系统联盟(PXISA)成立于1998年,目前有70多家会员厂商基于PXI平台的模块种类用于自动化测试与控制的模块化I/O总线接口其他模拟输入/输出示波器/数字化仪以太网,USB,1394IRIG-B,GPS,1588同步数字