摘要： 本文依據有關LXI的一般性報道及測試技術和相關的科學技術現狀，分析了推出LXI的思路及該平臺的特點和應用前景。
關鍵詞： LXIATE自動測試系統測試平臺
Understanding the Ideas of Introducing LXI and the Features of LXI
Gao Ming
Abstract： This paper is an attempt to understand the ideas of introducing LXI,the features of LXI and its application prospect based on the general information about LXI and the current circumstances of test and measurement techniques as well as associated science and technology.
Keywords： LXI，ATE，automatic test system, test and measurement platform.
0、引言
安捷倫科技公司和VXI Technology公司于2004年9月為自動測試系統推出一種基于LAN的模塊化測試平臺標準LXI（LAN eXtensions for Instrumentation）。他們充分利用了測量技術成果和PC標準I/O能力，組建一個靈活、可靠、高效、模塊化的測試平臺。對于LXI，目前只有一些一般性的報道，還未見到它的標準技術規范。
從自動測試技術和微電子、計算機技術的發展情況來看，LXI的提出是開放式標準化測試系統發展中合乎邏輯的結果。下面試圖分析一下推出LXI的一些思路以及LXI的特點。
1、自動測試系統發展的基本準則
一般來說，一個測試系統主要由兩大部分組成，即傳感器和測量處理系統。傳感器的任務就是感知表征研究對象的參數，將所感知的參數（可稱為被測參數）轉換為可測參數，再用可測參數來度量被測參數。能夠直接測量的參數是很少的，一般都是用一定的傳感媒質和方法將被測參數轉換成可測參數進行測量，利用被測參數和可測參數之間的固定函數關系來測量被測參數。傳感器的研究和設計是十分重要和復雜的，研究開發人員需要具備應用領域和測試技術兩方面的知識，是測試系統十分重要的一部分。
測試系統的另一大部分是測量處理系統，它的任務是將傳感器輸出的可測參數進行測量、記錄、分析、修正、處理，然后轉換成我們所需要的被測參數，并以利于理解的方式記錄和顯示。整個測量處理系統，在分析處理之前，基本上由硬件承擔，分析處理由軟件承擔。通常所說的測試系統主要是指這一部分。
測試系統的開發和組建，影響科研生產的發展。在科研生產飛速發展的今天，為加快進度，要求測試系統的開發組建時間越短越好。特別是現在，新產品投入市場后的生存壽命越來越短。要縮短新產品的開發時間，提高市場競爭力，就要求服務于研發新產品的測試系統的開發組建時間越短越好。一個測試系統由許多不同的功能部件組成，每一功能部件由兩部分組成，一部分是測量功能，這是測量功能部件的主體，另一部分是輸入輸出部分，將測量信息和控制信息在各功能部件間互相傳送。組建一個測試系統就是將所需的各種功能部件通過I/O部分將它們連接起來，完成既定的測試任務。為了縮短測試系統的組建時間，提高各功能部件的利用率，節約人力資源和成本，測試系統的開發一直遵循標準化、模塊化、開放式、可重復使用的原則，以便能將不同廠商生產的標準化開放式可重復使用的各種功能模塊迅速地組合在一起，做到即插即用，組建成所需要的測試系統。
2、歷史回顧
測試技術的發展受兩方面因素的影響。科研生產的發展要求更先進的測試系統，各種新技術的應用提高了測試系統的性能?？蒲猩a的發展和測試技術的發展是互相促進的。簡單回顧一下自動測試系統的發展歷史，對理解LXI的推出思路是很有幫助的。
各種傳感器輸出的參數多為模擬量。電子管時代，每一功能部件為一單臺儀器，將各種功能的單臺儀器堆疊裝在標準的儀器架上，用電纜和導線將這些功能部件連接起來，采用組合邏輯控制方式組成自動測試系統。這時許多儀器的開發研制就已遵循標準化、模塊化、開放式的原則。當時的標準主要是兩方面，即電氣標準和機械標準。電氣標準主要是規定儀器的輸入/輸出參數和連接方式，以便能將各種儀器連接在一起。機械標準規定儀器的尺寸，主要為儀器的寬度和高度，以便將各種功能的儀器堆疊安裝在標準機架上。標準機架的寬度為19英寸。半導體器件，特別是集成電路出現以后，功能部件的體積大大縮小，單臺儀器的功能可以縮小成一個插入式模塊來完成，出現了插卡式儀器系統。一個19英寸的機箱上有多個插槽和插座，由機箱統一提供電源，每一個插卡是一個功能模塊，相互傳遞的信息基本上還是模擬量，在核科學領域中使用的NIM(Nuclear Instrument Module)系統是其代表。隨著模數變換技術和計算機技術的發展，許多測量信息轉換成數字量形式，在各功能模塊間傳送。上世紀60年代末70年代初出現了HPIB（后演變為GPIB、IEEE488）和CAMAC系統，將各功能模塊組合在一起形成系統，在計算機控制下運行。前者由惠普公司推出，功能部件為臺式儀器，裝有IEEE488接口，通過IEEE488接口，將各種功能的臺式儀器連接起來形成系統。各臺式儀器帶有電源，可單獨使用。后者由歐洲核電子學標準（ESONE）委員會推出，其功部件則為插卡式模塊，各模塊通過機箱背板總線連接起來，所需電源也由機箱統一提供。微機出現以后，利用微機的擴展槽，將功能模塊做成插卡，形成PC儀器。若微機擴展槽不夠，也可將多個功能插卡模塊插在一個機箱中。微機和儀器設備的連接方式采用RS232或IEEE488。插卡的接口隨著PC機的發展而改變。早期為ISA插卡，后來發展為PCI插卡。VXI和PXI是插卡式系統的代表，它們的接口都是在微機接口的基礎上發展起來的。以太網、USB總線出現以后，許多測量功能模塊又裝備了以太網接口、USB接口作為I/O接口與計算機相連。隨著科學技術的進步，功能部分在較小的空間中功能愈來愈強。I/O部分的數據傳輸率愈來愈快，這也是科研生產發展的需要。目前的情況是在一塊功能插卡中可集成有放大器、濾波器、多路復用器、A/D變換器、數字I/O、D/A變換器、計數器、計時器、存貯器等，相當于一臺功能強大的儀器。許多單臺儀器中裝有內嵌式處理器，既可控制本儀器運行，又可控制外接功能模塊。以太網的傳輸率已達1Gbps，并向10Gbps發展。
3、LXI的推出思路
到目前為止，利用測量功能部件組建自動測試系統主要有兩種方式。一種是獨立儀器方式，以IEEE488為代表，它的特點是自帶電源，對測量功能部分不做什么限制，可以單獨作為一臺儀器使用，也可通過I/O接口與其他儀器組合成一個系統，缺點是體積較大。另一種方式是模塊插卡式，以VXI、PXI為代表，電源由機箱提供，必須插在機箱中才能使用，信息傳遞部分的安排設計必須符合機箱背板總線的規定，優點是結構緊湊、體積較小。安捷倫公司和VXI Technology公司選擇了獨立儀器方式，I/O接口選用了以太網接口，這樣選擇有很多優點?；仡櫼幌職v史，IEEE488從推出到現在已經有30年，至今使用還比較普遍，生命期較長。除了價格低廉以外，性能要求嚴格的功能部件多采用臺式儀器形式。這種功能部件都自帶電源，可單獨使用，也可組成系統，適應性較強，保護了既往的投資，這也是它至今還在普遍使用的原因。至于體積較大的缺點，由于微電子技術的發展，ASIC的使用，使其體積大大縮小。由于沒有背板總線插頭的限制，空間的限制不那么嚴格。功能部分內部的各種子功能部件的安排限制較少，比較靈活，有利于保留使用已開發的核心技術，性能改進時，許多老的技術和子部件都可沿用，既加快了更新換代的速度，又節約了成本。在通風散熱、電磁兼容等方面的設計也比較簡單。
LXI模塊自帶處理器、LAN連接、電源和觸發輸入，不像VXI和PXI模塊那樣，需要一個昂貴的帶有電源、背板、控制器及MXI卡的機箱和電纜。LXI模塊的信號輸入和輸出位于前面板上，LAN連接器、AC電源位于后面板上。LXI模塊的高度可采用一個或兩個標準機架單位高度，寬度可采用半機架或全機架寬度。這樣的設計使LXI模塊可以方便地安裝在標準機架上，既有模塊化的優點，可方便地集成到既往的各種系統中使用，又可作為單獨儀器使用。它的發展不受I/O接口發展的限制，新的I/O接口技術出現以后，模塊只需要更換I/O接口部分，測試功能部分可以完全不動。不像ISA、PCI插卡，盡管當前開發出的PCI儀器插卡的功能很強，可包括數據采集功能的全部，然而，一旦計算機采用新的接口總線，不再支持PCI，或者縮減其擴展插槽的數量，現有的PCI插卡投資就將受到損失。
至于I/O接口為什么選用以太網接口，也是和以太網技術現狀、發展前景及其功能有關。以太網在計算機網絡中廣泛使用，被普遍接受，幾乎每臺計算機都內置有以太網接口。以太網的速度快、頻帶寬，并在不斷發展，從以太網到10BaseT,100BaseT，它們是100%向后兼容，使用10/100/1000以太網開關，即可轉換，有關的設備和相關的集成電路非常普遍，價格低廉，很容易獲得，對以太網技術熟悉了解的人比較多。局域網連接使模塊可以裝在世界上的任何地方，可以從世界上任何地方訪問。LAN提供其他點到點接口，標準中沒有提供對等通信（peertopeer），即計算機之間可作為伙伴對等連接，共同處理數據和控制程序，可相互存取文件，訪問外圍設備。選用了以太網這種比較成熟的技術作為I/O接口，以太網的各種功能LXI都可以享受。
LXI模塊由計算機控制，不像傳統儀器那樣需要顯示裝置、按鍵和旋鈕，利用標準的網絡瀏覽器查找問題，IVI-COM驅動器通信，簡化了系統的集成。LXI不受帶寬、軟件或計算機背板結構的限制，利用以太網日益增長的吞吐量，為測試工程師所面臨的下一代自動測試系統的挑戰提供理想的解決方案。LXI平臺的這種結構方式使它的生命期較長，用戶投資能得到保護。LXI測試平臺的推出是測試系統合乎邏輯的發展結果。它的推出使得測試設備的研究開發工程師不必再為I/O接口問題過度費心，可以把他們的主要精力集中在測試功能的開發和改進上。
4、LXI的特點及應用
LXI平臺有下列一些特點：
· LXI模塊既能單獨使用，又有模塊化特點，可組成功能強大復雜的測試系統。
· LXI模塊有利于保留使用已開發的核心技術，功能改進升級比較方便。
· LXI模塊可以與老的平臺集成在一起，安裝在標準機架上。
· LXI模塊可以方便地取代老系統的一些落后的模塊。
· LXI模塊可以分布在世界任何地方，從任何地方訪問。
· LXI規?？纱罂尚。〉揭粋€模塊，大到分布到世界各地，十分靈活。
· LXI平臺提供對等連接。
· 測試項目改變時，LXI在LAN上的連接不必改變，從而縮短了測試系統的組建時間。
· 連在LAN上的LXI模塊可以采取分時方式工作，同時服務于不同的測試項目。
· 那些功能強大、結構復雜、價格昂貴的LXI模塊，可供多個測試項目共享，提高這類模塊的利用率，降低成本。
· 提供分布式測試方式，可充分發揮測試系統中各模塊的特點和優勢。
· LXI模塊的通風散熱、電磁兼容等方面的設計比較簡單。
· LXI平臺的生命周期長，用戶投資有保證。用戶可以長期獲得開發生產部門的技術支持，不致擔心技術過時而被淘汰。
· 采用LXI平臺后，測試系統開發工程師可以把他們的主要精力集中在測試功能的開發和改進上。
基于上述特點，LXI有著廣闊的發展前景和競爭潛力，適合于各種規模的用戶，既可用于小用戶，又可用于規模龐大復雜的用戶，滿足各方面科研開發、生產的需要，尤其適用于分布在世界各地的研發機構和多個單位合作研究開發生產的項目，例如，航天航空、國防軍事、能源、汽車、化工等各種工業項目、各領域的科學研究、醫藥衛生、環保、氣象以至消費電子等項目。