如何为开关系统选择合适的平台

开关系统中的LXI和PXI平台

虹科电子Tom Duan 2016//11/30

开关系统被用来连接测试设备并且用来将仿真信号正确的输送到一个待测物的测试点上。在大多数电子测试系统中开关系统扮演着一个非常重要的角色。激励信号的分配，校准基准的连接，负载管理，以及很多其他的功能也都是由开关系统来管理的，开关系统扮演被测单元和测试系统之间的接口。

用户可以选择使用什么样的平台来控制和管理开关，对于Pickering来说，首选的平台是PXI和LXI。在这篇文章中我会尝试解释选择这些平台的背景原因。

简单的历史概述

Pickering Interfaces自从1988年推出第一个产品以来，就已经加入到复杂开关系统的开发中来。使用由Pickering子妹公司Pickering Electronics提供的舌簧继电器的技术知识积累，Pickering Interfaces 有能力来开发基于一个专有平台的一系列的开关系统例如Pickering的系统10和系统20产品，这两个产品提供GPIB或者RS232的方式来控制继电器。

甚至是在那样一个时代，开关系统公认出现了这样一个需求，那就是开关系统是基于开源模块标准给构建起来的。所以Pickering带来了基于VXI和PXI标准的开关产品。VXI标准现在已经基本不用在新的系统中但是PXI标准已经被证实是一个非常优秀的标准来构建开关产品以及仪器设备。一旦跨过PXI开发的障碍和门槛，后期对于PXI平台开发的费用因素相对会很低。产品发展的速度可以变得很快，促使一大批标准的和客户定制的开关解决方案对于客户的特殊需求来说是可以实现的。更多关于PXI的信息可以在Pickering官网上面的下载一本PXI指南或者从PXISA上面下载。

Pickering已经能够成为PXI开关方案市场的领导者。PXI标准是很成熟的，并且已经被广泛的应用于测试工业。与此同时PXI标准提供了一个更快的通信接口来支持需要大量数据交换的应用程序，这些数据可能需要由系统控制器进行分析，它同样在模块上面推行物理尺寸和功率大小的限制。并不是所有的用户都想用他们的设备或者开关产品来扩展成他们PC的PCI总线，或者是对于数据的分析处理客户想在PC 端进行而不是在仪器里面操作。尽管PXI已经很成功了，但是PXI并没有完全取代过去大量的机架或者台式仪器，但是总体上，取代了GBIB接口产品。

现在的GPIB设备它们的控制接口要么是增加一个LAN/Ethernet连接器要么就直接被一个LAN/Ethernet给取代。事实上通过网线接口控制的标准属于LXI。Ethernet接口在系统控制器上是无处不在的，并且用于连接的线缆也很容易被管理，Ethernet有一个自锁机制并且几乎没有距离的限制或者没有可以支持的产品的限制。LXI标准要求满足LXI协议的设备以标准化的方式实现以太网的控制，这样可以消除对于设备安装冲突的顾虑，这种在Ethernet连接上的冲突在专门的部署安装中出现的概率较大。更多关于LXI的信息可以通过Pickering官网上面下载LXI指南或者从LXI联盟官网上面下载。

自从2005发布第一版的LXI标准以来，设备LAN连接的标准化有了一个很大的进步。LXI很快的被采纳，LXI产品的出货量基本上是PXI产品出货量的两倍。就像PXI，LXI已经很成熟并且很稳定，在2011年的时候已经到了1.4版本，遵从第一版LXI标准的产品同样支持最新版的标准。

PXI和LXI的总体比较

PXI和LXI并不是相互竞争的协议，尽管在某些应用程序上面它们有相似的特性，在其他应用程序方面它们是完全不同的，这就意味着对于某个应用这个平台会比那个平台更适合。

下面的表格清楚的展现了两者的一些不同，在下面的这个表格中任何一个因素的相关性都取决于用户或者供应商想要创建什么样的产品。

PXI LXI

供电中央供电AC/DC 在到每一个器件

编程基于寄存器的编程（主要的）基于信息的编程（主要的）通过嵌

入式控制器提供的LAN接口进行

编程

控制器基于ＰＣ，可以是外部通用计算机

连接至机箱或者一个专用的装在

机箱控制槽的ＰＣ典型的是基于Linux的嵌入式控制器或者是嵌入式ＰＣ

对于高端产品，在LXI设备内提供局部智能并且通过一个基于网络的控制器进行管理

操作系统主要是Windows 不定

热插拔不支持，增加模块需要重启系统控

制器支持，网络简单的分配IP地址就可以。不需要重启

网页接口不支持支持

冷却基于机箱基于单个设备

物理尺寸3U或者6U（3U是目前最常见的）

定义的模块尺寸（间距，高度，深

度）

定义的模块有一个相对小的封装不被标准所限制

典型的是基于半个或整个机架宽度形式，高度和深度不受限制

尺寸可以定义为其他几种标准的尺寸包括PXI或者其他专用的标准

主要的供应商机箱可以支持来自不同供应商的

模块设备可以添加到网络

在模块系统中形式是专有的并且可以只从一个供应商选择。及时物理尺寸是开源标准（PXI）也是适用的

总线接口ＰＣＩ或者PCIe总线连接模块到

控制器总线上，并且到控制器的距

离是受限的。Ethernet的连接几乎是不受距离控制的。甚至可以通过VPN来达到洲际的距离

触发硬件后面板触发或者控制器的软

件触发（包括IVI）外部线缆触发总线基于

IEEE1588，定时触发，点对点触发，以太网的软件触发

对于LXI设备，他们几乎可以在任何平台上面使用，既然PXI非常依赖于PC的架构（在大多数情况下是Windows系统中）。LXI设备并没有太多物理或者电子的限制，但是PXI就必须遵从PXI标准来从多个机箱平台供应商那里获得利益。他们也有不同的数据速率。尽管PXI有更快的连接速率，但它取决于PC对于数据的处理——所以它本质上也就需要一个高速的互联器件来传输数据给控制器进行处理。一个