测控总线

总线是计算机、测控系统乃至网络系统的基础。 采用总线技术，可大大简化系统结构；增加系统的开 放性、兼容性、可靠性和可维护性；易于标准化和组 织规模生产，从而降低系统造价。
总线技术包含的内容很广泛，本文将侧重讨论测 控系统的总线技术。但是，现代计算机和测控技术的 发展，已将计算机融入测控系统之中，或者说测控系 统融入计算机之中，因此很难将测控系统总线与计算 机总线截然分开。例如，在计算机总线插槽中插入一 些测控用的功能插件的系统，或在测控机箱中嵌入计 算机模块的系统，它们是计算机和测控系统合一的系 统。为减少篇幅，本文讨论的内容主要涉及与计算机 相对独立的测控机箱总线、测控机箱(机柜)与计算机 互连总线，以及连接现场测控设备的现场总线。
针孔式总线信号连接器，提高了连接的可靠性，其数据 总线宽度为32/64位，最高传输速率可达528 MB/s。PCI 工业计算机生产厂商集团PICMG在1996年成立了一个分 会，负责制定CompactPCI总线的热切换(hot swap,即带 电插拔)规范。该规范将进一步提高CompactPCI总线在 工业测控领域的适用性。
测控系统机箱底板总线是指组成测控系统 各种机箱的底板总线。在总线底板插槽上插入 模拟量输入/输出、数字量输入/输出、频率或脉 冲量输入/输出等功能插件，可组成具有不同规 模和功能的测控系统。除了许多计算机总线可 用作这种机箱底板总线之外，还有不少专门为 测控系统设计的总线。这些总线可以分成两大 类，一类是经有关标准化组织发布的标准总线， 还有一类是生产厂家自己设计的专用总线。
与CompactPCI总线类似的还有PXI总线。 它是美国National Instrument(NI)公司于1997年推
出的用于测控设备机箱底板总线的规范。它也 是PCI总线的增强与扩展总线。在机械结构方面 与CompactPCI总线的要求基本相同，不同的是 PXI总线规范对机箱和印制电路板的温度、湿度、
CAMAC总线是70年代初推出的一种专门为测控系统设 计的标准机箱底板总线。其总线规范完整、严格，在测控领
域曾得到广泛的应用。近几年来，由于其他高性能总线的出 现，这种总线的性能已显得落后，现在也处于淘汰过程。
VME总线，Versamodel Eurocard由Motorola 公司1981年推出的第一代32位工业开放标准总线， 其主要特点是VME总线的信号线模仿Motorola公 司生产的68000系列单片机信号线，由于其应用 的广泛性被IEEE收为标准，即IEEE 1014-1987,其 标准文件为VMEbus specification Rev C.1。
和可靠性，适合于工业测控场合的应用。且由于这种总线标
准的机箱、插件板结构简单，成本低，故而在一段时间内， STD总Fra Baidu bibliotek标准的产品在工业测控领域得到普遍的应用。但是， STD总线插件所用的边缘式印制插头存在接触不良的致命缺 点，与其他先进的总线相比，其性能亦已落伍，近几年来已 逐渐被其他总线产品所取代，正处于被淘汰的状态。
VXI(VMEbus eXtension for Instrumentation) 总线是在VME计算机总线的基础上扩展的测控 系统总线。它由美国HP等多家仪器公司于1987 年提出，1992年正式成为IEEE 1155标准。该标 准针对测控系统的具体要求，对机箱、印制电
路板的结构、通风散热、电磁兼容和信号特性 等都做了详细的规定，使不同厂家生产的VXI总 线产品相互兼容。功能插件与总线底板插槽相 连的插头(座),使用接触非常可靠的针孔式连接 器，提高了连接的可靠性。
振动、冲击、电磁兼容性和通风散热等提出了 要求，这与VXI总线的要求非常相似。在电气方 面，PXI总线完全与CompactPCI总线兼容。所不 同的是PXI总线为适合于测控仪器、设备或系统
的要求，增加了系统参考时钟、触发器总线、 星型触发器和局部总线等内容。
3、测控总线的比较
项目
STD
CAMAC
ISA
总线连 接器形式 边缘式印制插头 边缘式印制插头 边缘式印制插头 针孔式
第三章 测控总线
1、总线的描述 2、测控总线的分类 3、测控总线的比较 4、测控总线的应用实例 5、展望
1、总线的描述
所谓总线，就是传送信息的公共通路。它是计 算机和测控系统的重要组成部分。总线的性能对计 算机或测控系统的性能具有举足轻重的作用。
总线的类别很多。按其传送数据的方式可分为 串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总 线、板内总线、机箱总线、设备互连总线、现场总 线及网络总线等；按用途可分为计算机总线、外设 总线和测控系统总线；按总线的作用域可分为全局 总线和本地总线(local bus)；按标准化程度可分为标 准总线和非标准化(专用)总线；按总线传送的信息种 类可分为地址总线、数据总线、控制总线、电源总 线、模拟信号总线及标准信号总线等等。
CompactPCI总线是PCI总线的增强和扩展，由多家 工业控制计算机厂商于1994年提出，至1997年已发布了 两个规范版本。PCI总线已成为当今微型机甚至服务器 的事实上的总线标准。CompactPCI在电气上完全与PCI 总线兼容，而更适合于工业测控的应用。
CompactPCI总线采用国际标准的高密度、屏蔽式、
Fastbus
VXI
CompactPCI
PXI
推出时间 1973年 70年代初 1984年
1986年
1987年
1994年
1997年
采用的
标准
IEEE
P961-1987 IEEE 583等多个 标准,1976～1982 事实上的标准 IEEE 960-1986 IEEE 1155-1992 事实上的标准 未标准化
2、测控总线的分类
STD总线 CAMAC总线 VME总线 VXI总线 CompactPCI总线 PXI总线 其他
早期标准的、用得较为普遍的测控机箱底板总线有STD 总线和CAMAC总线。
STD总线的插件板采用小尺寸板子结构，印制电路板上 带有边缘式印制插头(亦称“金手指”)。在同类板子结构中， 由于其板子尺寸小，因此耐振动、冲击，具有良好的坚固性