LXI 融合了測(cè)試和測(cè)量行業(yè)近幾年來(lái)的多項(xiàng)成果：第一是明確了從以T&M 為中心的專有技術(shù)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)行業(yè)技術(shù)，在測(cè)試應(yīng)用中越來(lái)越多地采用Ethernet、PC 和 PC 標(biāo)準(zhǔn)軟件。Ethernet 在測(cè)試和測(cè)量用戶中變得日益流行，因?yàn)樗杀镜汀⑦m應(yīng)性好、有高帶寬的 LAN接口，以及越來(lái)越強(qiáng)大的發(fā)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)管理能力；第二是IEEE 1588 的發(fā)布，它把確定性的定時(shí)同步引入 LAN，電信和工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)已普遍接納這一標(biāo)準(zhǔn)，IEEE 1588 的納秒級(jí)定時(shí)能力也能很好適應(yīng) T&M 應(yīng)用的要求；第三是用戶已認(rèn)可網(wǎng)絡(luò)接口的價(jià)值，目前，網(wǎng)絡(luò)接口已非常流行，用戶可以使用該接口訪問(wèn)儀器和應(yīng)用信息，并與世界各地的同事共享儀器屏幕。

　　在LXI發(fā)布前，創(chuàng)建者會(huì)見(jiàn)了許多系統(tǒng)集成者和使用者，聽取他們對(duì)當(dāng)前所提供產(chǎn)品的褒貶意見(jiàn)，結(jié)果并不令人驚訝。系統(tǒng)集成者和測(cè)試用戶明確表示他們正在尋求更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)集成方法和更低的總體成本。他們喜歡卡箱式儀器的尺寸、方便和整潔，但也需要臺(tái)式儀器的多樣性和高性能。人們購(gòu)買 PXI 的主要理由是體積小巧和便于集成；更換插卡非常簡(jiǎn)單，只需拔出舊卡插入新卡，并且沒(méi)有電纜和復(fù)雜的連接。這些用戶還希望有多種高速觸發(fā)。大多數(shù)卡箱式儀器用戶不喜歡體積較大且價(jià)格昂貴的機(jī)箱，他們也不喜歡落后和價(jià)格貴的零槽控制器，最后，他們還發(fā)現(xiàn)卡箱式儀器的查錯(cuò)能力非常有限。

　　系統(tǒng)集成者認(rèn)為臺(tái)式儀器易于使用，性能高、價(jià)格低、有非常好的適應(yīng)性。臺(tái)式儀器的特點(diǎn)包括對(duì)用戶友好的界面，通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)的分布式處理把傳送大數(shù)據(jù)流的需要減到最少。但系統(tǒng)集成者也指出臺(tái)式儀器體積大，有過(guò)多超出需要的功能，儀器間需要雜亂的電纜連接。

　　測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)者則需要更為簡(jiǎn)單的集成方法。他們的理想是擁有開放的系統(tǒng)，可使用基于產(chǎn)品的軟件連接到像 Excel 和瀏覽器這類流行的應(yīng)用軟件和報(bào)告工具，因此易于設(shè)置和查錯(cuò)。他們希望在不知道硬件的制造商的情況下，混用不同廠商的儀器，他們還希望采用低價(jià)的PC行業(yè)IO，而不是昂貴的T&M 接口，如 GPIB 和 MXI。

　　基于LAN的儀器和模塊已經(jīng)上市。所有用戶都表示歡迎，許多人更表示盼望已久，整個(gè)反應(yīng)是非常積極的。

　　LXI 聯(lián)盟的創(chuàng)建者也考慮了許多計(jì)算機(jī)行業(yè)的 IO，特別是 LAN，提供開放的接口，凝聚著數(shù)千位工程師在 Ethernet 技術(shù)上的創(chuàng)新。并且每天在 Ethernet上工作的工程師數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了整個(gè)T&M 行業(yè)的工程師。Ethernet可以說(shuō)是到處存在，與 T&M 中的MXI 和 GPIB 相比，物理連接的費(fèi)用要低得多。Ethernet允許使用多種通信媒介 —— 同軸電纜、Cat-5、光纖和無(wú)線 —— 它快速并獨(dú)立于操作系統(tǒng)，并且是對(duì)稱的 —— 沒(méi)有 USB 中的主從工作模式。T&M 行業(yè)的最大需要是穩(wěn)定性。Ethernet 有與GPIB 同樣長(zhǎng)的歷史，但速度已從最初使用的年代提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)，并且沒(méi)有減緩的跡象。Ethernet于 1985年被接納為IEEE 802.3，實(shí)踐表明它在過(guò)去 20 余年是穩(wěn)定的，并且還會(huì)延續(xù)多年。Ethernet 為T&M 工程師提供所需要的穩(wěn)定性；相比其他卡箱式系統(tǒng)，Ethernet還具有價(jià)廉、性能穩(wěn)定、普遍存在、易于使用的優(yōu)點(diǎn)。

圖1 測(cè)量總線發(fā)展歷程

　　LXI 基本上是用 LAN代替 GPIB 和 MXI。只需用CAT-5 替代 GPIB 和 MXI 電纜，就能實(shí)現(xiàn)更低的價(jià)格和更高的方便性，并能充分利用 LAN 的種種利益。在過(guò)去 20 年中，Ethernet 所擴(kuò)展的能力已遠(yuǎn)超T&M 接口，如 GPIB 和 MXI。Ethernet 從連接 PC 和打印機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)發(fā)展到使用DHCP 尋址的強(qiáng)大對(duì)等技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)管理能力和各種診斷全都免費(fèi)提供。LXI 聯(lián)盟為 T&M 行業(yè)詳盡論述了所有Ethernet 工程師取得的成果，而不是建立新的 IO。LXI 聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上是 LAN在測(cè)試和測(cè)量中實(shí)現(xiàn)的最好實(shí)踐。

　　LXI 標(biāo)準(zhǔn)將保證所有符合LXI 的設(shè)備能在同一網(wǎng)絡(luò)中平等共存，并獨(dú)立于廠商。LXI 規(guī)則和建議要求所有 LXI 設(shè)備支持 IEEE 802.3 和 TCP/IP，提供易于使用的一致性用戶體驗(yàn)。例如由于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中有 DHCP 服務(wù)器，因此 LXI 不需要繁瑣和容易出錯(cuò)的手動(dòng)IP 地址分配（當(dāng)然，如果用戶需要或要求，也支持靜態(tài) IP 尋址）。同樣，通過(guò)定義對(duì)等消息、觸發(fā)和腳本能力，LXI 為系統(tǒng)集成者和測(cè)試開發(fā)者提供新的體系結(jié)構(gòu)選擇，因此可以不需要傳統(tǒng)控制器，以及無(wú)效的儀器—控制器流量。與許多基于控制器的系統(tǒng)相比，LXI 的腳本處理儀器運(yùn)行要快得多，程序也簡(jiǎn)單得多。

　　用戶還告訴聯(lián)盟成員，他們對(duì)卡箱式儀器的昂貴和適應(yīng)性差感到失望，他們找不到需要的特性和性能，特別是高性能的射頻儀器。為在降低售價(jià)的同時(shí)提高儀器的適應(yīng)性和性能，LXI 聯(lián)盟把不必要的機(jī)械裝置減到最少，允許廠商利用在某種結(jié)構(gòu)形式上的研發(fā)投資轉(zhuǎn)到另一種結(jié)構(gòu)形式。測(cè)試和測(cè)量行業(yè)每年在研發(fā)上的投資達(dá)到數(shù)億美元 —— LXI 邁出的這一步將使投資能以這種方法轉(zhuǎn)到模塊化的系統(tǒng)部件上。卡箱式系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上始終受到嚴(yán)格的約束，從而迫使廠商專門研制各種插卡，而不能借用同類較大臺(tái)式儀器的電路板、組件和技術(shù)，LXI 免除了這一限制。

　　每一 LXI 設(shè)備必須支持提供主機(jī)操作和控制網(wǎng)頁(yè)的 HTTP 服務(wù)器，它可在任何符合 WC-3 的瀏覽器上工作。因?yàn)槟K化儀器沒(méi)有前面板或顯示，所以一個(gè)嚴(yán)格定義的網(wǎng)絡(luò)接口對(duì)于系統(tǒng)就緒的 LXI 設(shè)備是非常重要的。由于除提供強(qiáng)大的用戶接口外還允許擴(kuò)展的診斷和應(yīng)用信息，因此聯(lián)盟成員報(bào)告網(wǎng)絡(luò)接口在客戶和系統(tǒng)集成者中非常流行。有了網(wǎng)絡(luò)接口，資產(chǎn)管理就因網(wǎng)絡(luò)能查詢儀器或模塊的固件版本和校準(zhǔn)日期而得到簡(jiǎn)化。最后一點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)接口使工程師能與其他地點(diǎn)的同事協(xié)同工作。

　　LXI 設(shè)備的一個(gè)特點(diǎn)是有一致性的 API，這對(duì)于需要集成來(lái)自多廠商設(shè)備的系統(tǒng)開發(fā)工程師是很有幫助的。從單一“語(yǔ)法”編寫整個(gè)測(cè)試程序?qū)⒋蟠蠛?jiǎn)化大多數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的編程工作量。LXI 程序接口支持 IVI 基金會(huì)的工作，該基金會(huì)保證遵從健全的編程實(shí)踐，并把資源限制減到最少。絕大多數(shù)系統(tǒng)開發(fā)者對(duì)IVI 接口是非常熟悉的。當(dāng)然，公司也可按特定的市場(chǎng)需要，自行決定是否包括任何其他驅(qū)動(dòng)程序或 API。

　　需要提出一個(gè)有關(guān) IVI 的問(wèn)題— 為什么不引入over-the-wire協(xié)議，簡(jiǎn)單的C 腳本或 WebServices？由于簡(jiǎn)單的腳本驅(qū)動(dòng)程序有某些要求，IVI 為保證兼容性，需要確保驅(qū)動(dòng)程序不與資源競(jìng)爭(zhēng)，也沒(méi)有彼此干擾。

　　ebServices 是有吸引力的，并且相信在適當(dāng)時(shí)候會(huì)轉(zhuǎn)向它。而當(dāng)前，我們認(rèn)為包括需求在內(nèi)，它還不夠成熟和穩(wěn)定。

　　LXI 規(guī)范的一項(xiàng)重要特點(diǎn)是公共觸發(fā)定義。一個(gè) LXI 設(shè)備能在 LAN上向一個(gè)或多個(gè)其他 LXI 設(shè)備發(fā)送觸發(fā)，它提供的同步能力類似觸發(fā)，但沒(méi)有導(dǎo)線。LXI 規(guī)范定義統(tǒng)一的觸發(fā)模型，通過(guò)允許動(dòng)作由若干不同觸發(fā)事件之一初始化而增加 LAN 觸發(fā)的可用性，同時(shí)也減少了集成的工作量。當(dāng)然，在把這一統(tǒng)一觸發(fā)模型與上面講述的嵌入腳本能力和對(duì)等能力結(jié)合時(shí)，功能則變得更為強(qiáng)大。對(duì)于需要傳統(tǒng)觸發(fā)線低抖動(dòng)特性的應(yīng)用，LXI 定義了一個(gè)公共硬件觸發(fā)總線觸發(fā)，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成者的任務(wù)。觸發(fā)總線是一個(gè) 25 針 100MHz 的差分 LVDS 接口。它有可獨(dú)立分配的 8個(gè)通道能構(gòu)成星形或菊花鏈配置。觸發(fā)總線規(guī)定了基本要求，根據(jù)特定應(yīng)用或市場(chǎng)要求，模塊上可以有各種其他連接器。

　　最后， LXI 規(guī)范最重要的特性之一是 IEEE 1588 同步。IEEE 1588 允許 LAN 上的不同裝置自動(dòng)和透明地把它們的系統(tǒng)時(shí)鐘與高精度時(shí)鐘同步；100ns 精度是很普通的，在實(shí)驗(yàn)室還可達(dá)到 10ns 以上的精度。使用IEEE 1588同步不需要任何使用者的干預(yù)。在把 IEEE 1588 定義為同步時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，它并未說(shuō)明如何使用已被同步的時(shí)鐘。LXI 標(biāo)準(zhǔn)利用它基于 LAN 和基于時(shí)間的觸發(fā)特性解決了這一問(wèn)題，它規(guī)定如何把同步定時(shí)施加到實(shí)際測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用。通過(guò) LXI，IEEE 1588 提供作為回傳并已被 LAN丟失的確定性定時(shí)。它也允許測(cè)試系統(tǒng)中的不同裝置自主地運(yùn)行復(fù)雜的事件序列，而不需要系統(tǒng)控制器的干預(yù)。在實(shí)用中還允許為簡(jiǎn)化同步問(wèn)題給數(shù)據(jù)貼附時(shí)戳，高通道數(shù)和分布式系統(tǒng)特別需要這一能力。它還允許在 LAN 端口通過(guò)軟件的確定性觸發(fā)，以簡(jiǎn)化線纜和儀器的升級(jí)。

　　LXI 定義了三種基本設(shè)備類型，它們的差別主要是觸發(fā)能力。最初設(shè)想的LXI是模塊化規(guī)范，使用 1/2機(jī)架寬度和1U 或 2U 高度。通過(guò)與系統(tǒng)集成者的討論，很快變成了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這些模塊的一致性的、基于 LAN 的儀器規(guī)范。例如全尺寸臺(tái)式儀器可從 LXI 規(guī)范中一致性的 LAN、網(wǎng)絡(luò)和觸發(fā)定義獲益。同樣，許多數(shù)據(jù)采集和傳感器應(yīng)用要求裝置遠(yuǎn)小于任何臺(tái)式儀器，可利用以太網(wǎng)供電（POE），以及簡(jiǎn)化至單一 Ethernet 連接的電纜。為適應(yīng)系統(tǒng)集成者描述的各種真實(shí)世界使用模型，LXI 規(guī)范規(guī)定了三種基本裝置類型：A、B、C類。

　　C類是基本類，是一致性的 LAN 實(shí)現(xiàn)，它允許把 LAN接到儀器和模塊上，保證它與其他廠商 LXI 產(chǎn)品有良好的兼容性。C類定義了對(duì)所有LXI設(shè)備都使用的網(wǎng)絡(luò)接口UI和IVI API。達(dá)到這一基準(zhǔn)的產(chǎn)品要粘貼 LXI標(biāo)識(shí)。B類包括C類的全部能力，另外再加上 IEEE 1588定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。A類除包括B類和C類的全部能力外，還具有硬件觸發(fā)總線。當(dāng)然，任何裝置都可把更多能力增加到它的基本類型上。

　　展望測(cè)試系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展，Ethernet 將成為一個(gè)主角，因此 LXI 也將成為一個(gè)主角。行業(yè)的實(shí)際情況是系統(tǒng)會(huì)延續(xù)多年，集成者和系統(tǒng)開發(fā)者會(huì)看到被稱為“混合系統(tǒng)”的存在。臺(tái)式儀器、VXI、LXI、PXI 將共存于系統(tǒng)，它們通常僅是 LAN 上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。LXI 規(guī)范定義了可升級(jí)的特性和性能，允許客戶在開發(fā)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段使用全功能的臺(tái)式儀器，而在空間受限的制造環(huán)境和應(yīng)用中使用模塊化儀器，設(shè)計(jì)階段所開發(fā)的軟件能在整個(gè)流程中移植。

　　基于LAN的系統(tǒng)更容易配置和查錯(cuò)，它使用較簡(jiǎn)單的電纜，采用與對(duì)打印機(jī)和其他外設(shè)相同方式的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和尋址。LXI也利用了Ethernet眾多的診斷網(wǎng)管工具，為T&M用戶提供前所未有的能力。要了解更詳細(xì)的情況，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)LXI網(wǎng)址：www.lxistandard.org。