• Стандарт VXI
• Техника
• Программы
• Применение
• Библиотека

Информационно-измерительные технологии на базе стандарта VXIbus (обзор)

В. Н. ЛЕНЬШИН, ЦАТИ, Москва
"Мир компьютерной автоматизации" #4 1995г.

    Введение
Одним из прогрессивных направлений развития шины VMEbus является ее расширение VXI (VMEbus eXtention for Instrumentation - расширение VMEbus для измерительной техники). Основываясь на шине VMEbus и полностью включая ее как подмножество, интерфейс VXI представляет собой самостоятельный стандарт на контрольно-измерительную и управляющую аппаратуру высшего класса точности. Первоначально стандарт был ориентирован на применение, в основном, в военно-промышленном комплексе для создания контрольно-диагностического и радиоизмерительного оборудования. В связи с тем, что стандарт разрабатывался специально для такого класса задач, он удовлетворяет большинству военно-промышленных стандартов, включая MIL-45662А, соответствует промышленному стандарту качества ISO 9000, а также стандартам на электромагнитную совместимость и помехозащищенность (EN 55011, EN 50082-1). Все технические решения, обеспечивающие эти требования, учтены в аппаратуре VXI еще на стадии проектирования и не требуют дополнительных затрат на их обеспечение при сборке системы и ее эксплуатации.

    В настоящее время интерфейс VXI является наиболее перспективным для создания контрольно-диагностических и высокопрецизионных измерительно-управляющих систем и комплексов самого различного назначения. На западном рынке он имеет устойчивую динамику роста выпускаемой и реализуемой продукции (по сравнению с любым иным базовым контрольно-диагностическим оборудованием), устойчивую тенденцию к техническому совершенствованию и расширению областей применения.

    Большинство ведущих приборостроительных фирм реализуют свою продукцию в стандарте VXI, рассматривая его как основу построения современных приборов и аналитического оборудования. Применение стандартного промышленного магистрально-модульного интерфейса VMEbus /IЕС821/IЕЕЕ, ANSI 1014 дало возможность производителям измерительной аппаратуры повысить конкурентоспособность своей продукции и наряду с высокой точностью обеспечить ее высокую производительность. Традиции приборостроительных компаний, выпускавших, как правило, функционально-законченные изделия, дали новое направление в развитии магистрально-модульных измерительных систем (ММИС). ММИС на базе VXIbus отличаются высокой степенью интеллекта на всех уровнях аппаратных и программных средств, что значительно снижает затраты на разработку, создание, отладку и эксплуатацию прикладных VXI-систем. Комплексный подход к разработке стандарта позволил все чаще говорить не просто о шине VXI, а о VXI-технологиях в области информационно-измерительной техники, направленных на максимальное облегчение труда разработчиков и пользователей систем автоматизации. Не случайно, что большинство производителей VXI-аппаратуры стали членами объединенной программы plug&play ("установи и работай"), направленной на достижение полной совместимости продукции различных изготовителей, а также на снижение трудоёмкости освоения VXI-систем до уровня бытовой техники.

    Привлекательность нового стандарта оказалась настолько высокой, что большинство потребителей, использовавших традиционную цифровую измерительную технику, без раздумий сделали ставку на VXI-аппаратуру. Особую популярность этот стандарт приобретает при автоматизации испытаний и исследований сложных технических объектов и комплексов, при создании систем контроля, диагностики и мониторинга, когда цена точности и надежности выше сиюминутной экономии средств на закупку. При модернизации своей исследовательской и испытательной базы такие фирмы, как General Electric, Boeing, Lockheed, General Dynamics, Martin Marietta, ABB, ITT, Shell, Shevron и др. активно внедряют VXI-технологии при разработке и испытаниях новых видов продукции.

    В настоящем обзоре не предполагается давать подробное описание стандарта, а ставится задача изложить общие принципы построения VXI-систем, представить варианты конфигураций, а также возможности технических и программных средств.

    Общие сведения о шине VXIbus
В рамках стандарта на шину VXIbus разработчикам удалось совместить преимущества двух подходов к построению измерительных систем, конкурировавших между собой в восьмидесятые годы - на базе ММИ и на основе приборно-стоечного исполнения. Создатели VXIbus не стали разрабатывать новый стандарт с нуля, а объединили имеющиеся стандарты-лидеры - VME (для магистрально-модульных систем) и GP-IB/IEEE-488 (для приборно-стоечных систем). Для расширения функциональных возможностей и повышения технических характеристик шины VMEbus, а также в целях дальнейшего развития стандарта в VXI были введены дополнительные требования. Также расширение VXI включает в себя использование дополнительных типоразмеров плат в стандарте Евромеханика и применение увеличенного шага межмодульных соединений в размерах крейта С и D. Увеличение размеров используемых плат обуславливается необходимостью применения одноплатной технологии для модулей повышенной чувствительности (до единиц нановольт), для высокоскоростных регистраторов и осциллографов (до десятков ГГц), а также для многоканальных (более 100) измерительных коммутаторов.

    Дополнительные шины и линии магистрали VXI занимают неиспользуемые в VMEbus контакты на разъеме Р2, а также контакты разъема Р3 (для плат размера D). Распределение шин по разъемам показано на рис. 2. Назначение всех шин и линий, входящих в состав магистрали VXIbus, приводится в системных спецификациях на стандарт, например, System Specification VXI-1, Revision 1.4 (April 21, 1992).

    Базовые конфигурации VXI-систем
Читайте подробно в разделе Базовые конфигурации

    Аппаратные средства VXI
Читайте подробно в разделе Типы модулей

    Программное обеспечение VXI систем
Читайте подробно в разделе Программное обеспечение VXI систем

    Заключение
Стандарт VXI как развитие ММС VMEbus, появившийся на рынке в начале девяностых, обобщил в себе опыт, накопленный при разработке и эксплуатации популярных ММС семидесятых, восьмидесятых годов и дал им новое технологическое направление - обеспечение максимальной "дружественности" для пользователей и полной независимости их от конкретного производителя. Стандарт занял на западном рынке устойчивое положение в определенных приложениях и прошел этапы внедрения от военных отраслей до гражданского применения. Очевидно, что, как и все другие открытые системы, VXI повторит этот путь и на российском рынке, хотя в настоящее время имеются сдерживающие этот путь трудности. Тем не менее первые примеры успешного внедрения VXI-технологий в организациях России имеются и показывают, что в ряде случаев альтернативы для VXI в настоящее время нет. Опыт применения VXI показал, что эта технология легко осваивается отечественными специалистами, которые быстро находят ей новые приложения, не имеющие аналогов в мировой практике.