張家飛

摘要：本文對(duì)測(cè)量儀器接口總線的幾種典型進(jìn)行了介紹，對(duì)接口總線的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，闡述了計(jì)算機(jī)與測(cè)量儀器與結(jié)合的有關(guān)方法，希望可以起到參考作用。

關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢(shì)；電子測(cè)試；儀器

隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)與無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，信息管理、網(wǎng)絡(luò)工程與數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域的服務(wù)能力取得了巨大的突破，已經(jīng)形成以通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的理論體系。隨著工作領(lǐng)域科技含量的不斷提升，網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及計(jì)算機(jī)化成為了測(cè)試系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢(shì)。

在新技術(shù)的支持下，尤其是在測(cè)量方法與測(cè)量理論不斷取得突破的條件下。測(cè)試系統(tǒng)與儀器無論在網(wǎng)絡(luò)功能、處理方法、圖形界面還是在計(jì)算機(jī)速度上都取得了較大的突破。相關(guān)儀器在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下不僅提高的效率也延伸出了許多功能，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在應(yīng)用上更加方便、靈活。每一項(xiàng)新技術(shù)在個(gè)人計(jì)算機(jī)的功能都能夠應(yīng)用于測(cè)試設(shè)備上，比如在自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)以及數(shù)據(jù)采集方面的發(fā)展能夠更加有利于維修計(jì)量、生產(chǎn)制造以及研究開發(fā)等工作環(huán)節(jié)的開展，使相關(guān)的測(cè)量環(huán)節(jié)更加系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。

由于計(jì)算機(jī)有著極強(qiáng)的可拓展性，通過裝置艙、接口卡以及總線擴(kuò)展槽將外部儀器與計(jì)算機(jī)總線連接起來，通常計(jì)算機(jī)程序?qū)υ泄δ苓M(jìn)行延伸并應(yīng)用于新的測(cè)試環(huán)節(jié)中。相比于傳統(tǒng)儀器，它的能夠真實(shí)模擬工作面板，虛擬化的工作面板能夠在屏幕上顯示出各種工具軟件以及高級(jí)語言，通過觸屏可鼠標(biāo)將各種功能激活并對(duì)各個(gè)硬件進(jìn)行控制，在計(jì)算機(jī)設(shè)備的幫助下，儀器的反應(yīng)能力以及數(shù)據(jù)處理能力得到了大幅提升，相比于傳統(tǒng)儀器智能化程度也得到了根本性的增強(qiáng)。隨著測(cè)試手段以及測(cè)試儀器的不斷發(fā)展，也促進(jìn)了儀器總線技術(shù)的提高與完善。

1.測(cè)試儀器接口總線的發(fā)展

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在近幾年來經(jīng)歷了大量的改良與創(chuàng)新，傳統(tǒng)測(cè)量儀器的接口往往只能應(yīng)用于某一特定的儀器，而現(xiàn)在測(cè)量儀器的接口則有著更強(qiáng)的兼容性，為接口系統(tǒng)內(nèi)部的重新排列創(chuàng)造了有利條件，能夠?qū)⒉煌瑥S商、不同國家所生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行連接，形成更加能夠靈活調(diào)整、靈活控制的新型測(cè)試系統(tǒng)。另外，為了使設(shè)備兼容性進(jìn)一步提高，還需要不同產(chǎn)品生產(chǎn)商形成一致性較高的接口協(xié)議，統(tǒng)一規(guī)定接口的使用功能、信號(hào)傳輸形式以及電氣性能等方面，提高儀器接口的標(biāo)準(zhǔn)化水平。這種做法的根本目的在于最大程度上降低附加工程量。

2.1S-100標(biāo)準(zhǔn)總線

S-100標(biāo)準(zhǔn)總線由100條信號(hào)線與電源線構(gòu)成，服務(wù)于向處理機(jī)系統(tǒng)，其中對(duì)功能以及引腳進(jìn)行明確定義的總線共75個(gè)，未進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定的有9個(gè)，未定義16個(gè)，需要用戶自行進(jìn)行設(shè)置。

S-100總線的原則高度方案只應(yīng)用于8080微處理器，隨著接口兼容性的不斷增強(qiáng)，其他種類的微處理器也能夠投入應(yīng)用，采用新標(biāo)準(zhǔn)的總線做作S-100BUS，信道長度在1米以內(nèi)，采用IEEE-696標(biāo)準(zhǔn)

2.2EIARS-232C串行接口總線

RS-232C是連接調(diào)制解調(diào)器與CRT終端的接口總線，屬于串行類型，信道長度在15米以內(nèi)。相比于IEEE-488，該制式的接口總具有結(jié)構(gòu)完整、信息傳輸速度快等方面的優(yōu)點(diǎn)。IEEE-488雖然廣泛投入使用，然而不屬于儀器總線范疇，由于許多計(jì)算機(jī)主板上均設(shè)置有RS-232，因此也可以于儀器控制方面。然而這種制式的接口無法將儀器識(shí)別并且區(qū)分開，即無法形成儀器系統(tǒng)。RS-232的通信接口是該制式最突出的特點(diǎn)，可以在調(diào)制解調(diào)器的幫助下提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x發(fā)及速度。

2.3CAMAC接口總線

在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)不斷改良的過程中，許多設(shè)備開始使用插件儀器，然而不同插件儀器在連接與控制方法上存在較大的差異，標(biāo)準(zhǔn)化程度比較低。CAMAC接口總線是輔助核子測(cè)量工作十分重要的接口總線，只規(guī)定了連接器、插件以及機(jī)箱的尺寸以及引線和腳線的作用。由于在兼容性方面的不足，該制式的總線逐漸被取代。

2.4IEEE-488接口總線

該制式的接口由IEEE提出，信道長度在20m以內(nèi)，傳輸速率在1MBytes/s以內(nèi)，最大連接數(shù)據(jù)為15臺(tái)。惠普公司最先將該制式的接口投入應(yīng)用，由于能夠?qū)⒉煌呐_(tái)式儀器連接起來，在民用市場上受到了普遍的歡迎，因此該制式的接口也被稱為“惠普標(biāo)準(zhǔn)接口”，后來被美國制定為國家標(biāo)準(zhǔn)。

488總線由16條信號(hào)制式為TTL電平信號(hào)的信號(hào)線構(gòu)成，分別用于同步信息交換以及雙向數(shù)據(jù)傳輸，其中“三線掛鉤”是最能夠體現(xiàn)出功能特點(diǎn)的技術(shù)，可以保證收發(fā)兩端在不丟失數(shù)據(jù)的情況下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速傳輸。

3.發(fā)展趨勢(shì)

VXI總線儀器系統(tǒng)是與時(shí)代要求最相近的總線系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過更加開放的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)將用戶與制造商、軟件與硬件以及系統(tǒng)與單機(jī)的關(guān)系進(jìn)行規(guī)范化處理。該制式的接口總線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全球各大電子設(shè)備生產(chǎn)廠商，VXI產(chǎn)品已經(jīng)有千余種。傳統(tǒng)的GPIB儀器也逐漸被VXI所取代，由于已往長期使用的ATE無線通信技術(shù)也會(huì)受到VXI的沖擊，集成電路測(cè)試系統(tǒng)也需要依照新的時(shí)代特點(diǎn)進(jìn)行改良與創(chuàng)新。電子測(cè)試儀器的功能已經(jīng)不取決于自身所具有的開關(guān)數(shù)量與按扭數(shù)量，而是體現(xiàn)在其內(nèi)置軟件的數(shù)量。

雖然儀器總線有著許多的制式與特點(diǎn)，而個(gè)人計(jì)算機(jī)與測(cè)量儀器相連接的趨勢(shì)近些年則體現(xiàn)得十分明顯，測(cè)試系統(tǒng)的模塊化也將成為新發(fā)展趨勢(shì)的另一個(gè)重要體現(xiàn)。

結(jié)束語：

為了提高測(cè)量儀器的應(yīng)用靈活性，測(cè)量儀器自身與需要能夠與各項(xiàng)信息系統(tǒng)相統(tǒng)一，測(cè)量儀器與測(cè)量技術(shù)相關(guān)的科研人員也需要從無線通信的角度出發(fā)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)與計(jì)算機(jī)程序技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)測(cè)量技術(shù)的智能化發(fā)展。