VXI - информационно-измерительные технологии 
 
 
Практикум инженера Инженерные разработки Материалы и вещества Экология  

Стандарт VXI Что такое стандарт VXI? История стандарта VXI VXI в России Стоимость систем Тенденции рынка Технические средства Шина VXIbus Типы модулей Базовые конфигурации Характеристики VXIbus VXI и PXI Программирование Программные средства LabWindows/CVI LabVIEW VXI & Linux Measurement Studio Области применения Авиация и космос Телекоммуникации Нефть и газ Библиотека Публикации Документация Книги и статьи Кто есть кто Производители Поставщики, интеграторы Ассоциации и альянсы
 


VVcon EX'96: VXI или VME?

Кейт Уинклер (Keith Winkler), National Instruments
"Мир компьютерной автоматизации" #3 1996г.

    Выбрать шину с соответствующей архитектурой бывает непросто, поскольку приходится учитывать множество аспектов, а ошибка может стоить очень дорого. Многие компании специализируются только на одной шине, чтобы часть затрат на разработку одной системы перенести на следующую. Конечной же целью является разработка некоторой открытой системы, которая выполняет возложенную на нее функцию с минимальными затратами. Открытые системы усиливают конкуренцию, что приводит к снижению цен и улучшению качества, поскольку все поставщики должны придерживаться одного и того же набора стандартов.

    Шины VMEbus и VXI - это жизнеспособные стандарты, существующие уже несколько лет. В данной статье обе шины сравниваются с аппаратной и программной точек зрения, с точки зрения построения систем и общих затрат на их разработку и сопровождение. После формулирования требований к своей системе необходимо рассмотреть еще множество вопросов, с учетом эффективности затрат на реализацию этих требований как сейчас, так и в будущем.

    Предыстория
Шина VME появилась и 1981 году после совместных усилий компаний Mostek, Motorola и Philips/Signetics. С момента своего рождения эта шина стала одним из самых популярных, используемых до настоящего времени шинных стандартов. VМЕ-системы применяются в самых разных приложениях, включая обработку изображений, промышленное управление, вычисления в реальном масштабе времени, а также военные системы. В 1987 году VME-шина получила статус официального стандарта IEEE (IEEE 1014-1987).

    В том же году организовался Консорциум VXI (VXI Consortium), который поставил цель разработать стандарт на одноплатные измерительные приборы (instrument-on-a-card). VXI - это сокращение от "VME eXtensions for Instrumentation" (Расширения VME для контрольно-измерительной аппаратуры). Как следует из названия, в основе VXI лежит спецификации VME. Шина VXI применяется во многих приложениях, однако большинство их попадает в одну из следующих категорий - испытания и измерения, сбор данных и управление процессами. В марте 1993 года спецификация VXI была признана официально (IEEE 1155)

    Размеры модулей
Со стороны кажется, что обе шины одинаковы. Спецификация VXI включает те же размеры модулей, что и VME. Форматы VME-модулей 3U и 6U соответствуют форматам А и В спецификации VXI. Однако в последней определены еще два формата - С и D. Наиболее часто используемый в настоящее время типоразмер VXI-модуля - это формат С, в то время как VME-модули чаще всего имеют размер 6U (см. рис.1).

    VXI-крейты имеют те же типоразмеры, что и соответствующие модули (т.е. A - D). В крейте размера С не более 13 слотов. VME-крейт типоразмера 6U может содержать до 21 слота, благодаря расстоянию между центрами модулей в 0,8 дюйма (в С-крейте VXI соответствующее расстояние - 1,2 дюйма). Слоты нумеруются последовательно слева направо в возрастающем порядке. Как в VME-крейте, так и в крейте VXI устройства могут занимать более одного слота, однако один VXI-модуль может содержать более одного устройства, в целях более эффективного использования дополнительного пространство модуля.

    Прочие физические различия
Практически любой элемент системы может стать источником электромагнитных помех. Однако благодаря тому, что все VXI-модули заэкранированы, уровни электромагнитных излучений и наводок значительно снижены. В любой контрольно-измерительной системе электромагнитные помехи представляют серьезную проблему при считывании аналогового сигнала любой частоты, так как нежелательные паразитные сигналы приводят к появлению ошибок. Стандарт VME не определяет экранирования модулей, поэтому соответствующие меры предпринимаются каждым пользователем самостоятельно.

    Так как расстояние между VXI-модулями больше, чем в VME-системе, воздушные потоки между модулями могут быть более сильными, что обычно способствует лучшему охлаждению. В стандарте VXI определены дополнительные меры по охлаждению модулей и крейтов, а также методика проведения испытаний качества охлаждения различных изделий и получения при этом непротиворечивых результатов. Для обеспечения надежного функционирования VXI-системы выбирать её компоненты следует на основе указанной спецификации. В VМЕ-стандарте ни аналогичные требования, ни стандартная методика определения качества охлаждения для каждого занятого слота не определяются.

    Адекватное охлаждение и защита от электромагнитных помех повышают надежность работы системы. Однако часто при проектировании должного внимания подобным аспектам не уделяется. Определить размер начальных затрат на реализацию этих дополнительных характеристик нелегко, но они являются залогом значительной экономии средств конечного пользователя. С другой стороны, известно, насколько трудно и дорого избавляться от проблем, связанных с перегревом или электромагнитными наводками. Гарантий того, что при построении VXI-системы она будет полностью защищена от сбоев, стандарт VXI не даёт. Однако, определяя спецификации и эталонные тесты, он всё же предоставляет способ проверить, как установленные в системе модули будут выдерживать шумы и перегрев. Поэтому многое зависит от вас.

    Быстродействие
Рассмотрим теперь сигналы на объединительной панели обеих шин на примере использования модулей наиболее распространённых размеров: 6U для VME и С для VXI. Спецификация VXI заключает в себе базовую стандартную спецификацию VME во всей ее полноте. Как VME, так и VXI содержат несколько отдельных подшин для осуществления арбитража на шине, передачи данных, асинхронного управления и выполнения служебных функций. В Таблице 1 перечислены общие для обоих стандартов подшины.

    Передачи данных выполняются по обеим шинам одинаковым образом. Благодаря этому VME-модули могут использоваться вместе с VXI-модулями в одной VXI-системе без осложнений. Теоретически максимальная пропускная способность обеих шин составляет порядка 40 Мбайт/с. С добавлением VME64 обе шины могут передавать данные с максимальной скоростью 80 Мбайт/с при 64-битных посылках.

Таблица 1

Шина передачи данных
Данные (32 линии) D0 - D31
Адрес (31 линия)А01 - А31
Модификатор адреса (6 линий)АМ0 - АМ5
Выбор байта и строб данныхDS0*, DS1*
Размер передаваемых данныхLWORD*
Направление данныхWRITE*
Синхронизация циклаAS*
Ошибка шиныBERR*
Подтверждение передачи данныхDTACK*
Шина арбитража DTB
Запрос шины (4 линии)BR0* - BR3*
Предоставление шины (4 пары последовательно соединяемых линий)BG0IN* - BG31N* и BG0ОUT* -BG3OUT
Шина занятаBBSY*
Сброс шиныBCLR*
Шина прерываний
Запрос на прерывание (7 линий)IRQ1* - IRQ7*
Подтверждение запросаIACK*
Цепочное подтверждение запроса (IACK)IACKIN* и IACKOUT*
Служебная шина
Системные тактовые импульсыSYSCLK
Сбой источника питания переменного токаACFAIL*
Сброс системыSYSRESET*
Сбой системыSYSFAIL*

    Описание разъема
Здесь также нет особой разницы в выборе той или иной шины для достижения наибольшей производительности. Если данные пересылаются по обеим шинам одинаковым образом, то в чем тогда разница? Отличие в определении выводов разъема Р2. В стандарте VME выводы в обоих внешних рядах КОНТАКТОВ разъема Р2 специфицированы не все, а в VXI - все. В Таблице 2 приведено назначение контактных выводов разъема Р2 в соответствии со спецификациями VME и VXI. Для разъема Р2 VMEbus контакты внешних рядов специфицируются как определяемые пользователем.

    Определяемые пользователем выводы позволяют VME-пользователю конфигурировать объединительную панель в соответствии с требованиями конкретного приложения. За годы существования шины VME пользователями были успешно реализованы как собственные решения, так и решения поставщика. Примером такой реализации может служить Системная Шина VME (VSB - VME System Bus). Шина VSB - это шина передачи данных со скоростью 40 Мбайт/с, предназначенная для разгрузки VM-шины. Реализованная в разъеме Р2, эта шина передает данные параллельно DTB-передачам шины VME, тем её разгружая. Хотя эта шина и используется в некоторых VME-изделиях, она не является промышленным стандартом, и поэтому не обязательно совместима с другими реализациями

    С другой стороны, шина VXI расширяет возможности разъема Р2, что особенно важно для управлении контрольно-измерительным оборудованием. Стандарт VXI определяет 12 линий идентификации модулей (MODID - Module Identification lines), 9 TTL- н 2 ECL-триггерные (пусковые) линии, одну линию для тактовой частоты 10 МГц, аналоговую шину SUM и 12 линий локальной шины - и все это в разъеме Р2. Дополнительные тактовые и триггерные линии особенно полезны в случае управления разнотипным контрольно-измерительным оборудованием.

    Итого, шина VXI имеет:

  • линии идентификации модулей (MODID);
  • триггерную шину (TTL0-7, ECL0-1);
  • линию передачи тактовой частоты 10 МГц (СLК10);
  • 12 линий локальной шины;
  • дополнительные силовые линии.

Таблица 2

№ контакта Обозначение сигналов ряда А (или определяемых пользователем) Обозначение сигналов ряда В Обозначение сигналов ряда С (или определяемых пользователем)
1ECLTRGO+5 ВCLK10+
2-2 ВGNDCLK10-
3ECLTRG1RSV1GND
4GNDА24-5,2 В
5MODOD12А25LBUSC00
6MODOD11А26LBUSC01
7-5,2 ВА27GND
8MODOD10А28LBUSC02
9MODOD09Д29LBUSC03
10GNDАЗ0GND
11MODOD08А31LBUSC04
12MODOD07GNDLBUSC05
13-5,2 В+5 В-2 В
14MODOD06D16LBUSC06
15MODOD05D17LBUSC07
16GNDD18GND
17MODOD04D19LBUSC08
18MODOD03D20LBUSC09
19-5,2 ВD21-5,2 В
20MODOD02D22LBUSC10
21MODOD01D23LBUSC11
22GNDGNDGND
23TTLTRG0*D24TTLTRG1*
24TTLTRG2*D25TTLTRG3*
25+5 ВD26GND
26TTLTRG4*D27TTLTRG5*
27TTLTRG6*D28TTLTRG7*
28GNDD29GND
29RSV2D30GND
30MODOD00D31RSV3
31GNDGND+24 В
32SUMBUS+5 В-24 В

    В базовом VME-стандарте не определяются ни пусковые, ни синхронизирующие линии, поэтому вы должны сделать это самостоятельно в случае использования в VME-системе каких-либо измерительных, коммутирующих или инициирующих модулей. Распределение интервалов времени, синхронизация и пуски - это неотъемлемые характеристики управления контрольно-измерительной аппаратурой. Операции запуска через объединительную VXI-панель позволяет повысить гибкость, эффективность и точность производимых измерений. Также триггерный запуск позволяет распределять тактирующие сигналы между несколькими каналами и устройствами и обеспечивает точный контроль за тактированием генерируемых и принимаемых сигналов. В VXI-спецификации определяется и три триггерных протокола - синхронный, асинхронный и старт-стопный - для координации действий между системным контроллером и контрольно-измерительной аппаратурой. Эти протоколы распознаются VXI-контроллерами и приборами и являются расширением на измерительную область принятого в промышленности стандартного способа.

    Начальная загрузка системы
VXI-консорциум определил не только триггерные и синхронизирующие выводы разъема Р2, но и стандартную стартовую конфигурацию, облегчающую процесс интеграции системы. Стандартом VXI специфицируется, чтобы при начальном запуске системы шинные ресурсы, такие, как память А24 или А32 и прерывания распределялись автоматически и динамически. Стандарт VXI предписывает, чтобы во всех совместимых с VXI модулях был предусмотрен набор регистров чтения/записи, позволяющих идентифицировать каждый модуль уникальным образом, определять его характеристики и выполнять динамическое конфигурирование. Эти регистры занимают старшие 16К адресного пространства А16 и позволяют динамически и бесконфликтно распределять стандартным образом память, прерывания и процедуры обработки прерываний.

    Требуется, чтобы при включении питания в VXI-системе системный контроллер выполнял специальную программу, называемую менеджером ресурсов (Resource Manager), которая читает регистры идентификации и конфигурации и, используя линии MODID, определяет наличие тех или иных устройств в системе и их адреса (слоты), а также распределяет память, назначает прерывания и обработчики прерываний каждому модулю. Все производители VXI-контроллеров должны поставлять эту программу вместе со своим оборудованием. После завершения менеджера ресурсов система является сконфигурированной и готова к работе.

    Что же касается VME, регистры управления и состояния для VME-шины были совсем недавно определены в стандарте VME64. Кроме того, в этом стандарте предусмотрена процедура автоматического определения фактической установки какого-либо модуля в конкретный слот. Однако эти характеристики относятся к необязательным, и, поскольку они специфицированы совсем недавно, большинство VME-систем по-прежнему конфигурируется с помощью ручной установки перемычек или переключателей, расположенных на каждом VME-модуле.

    Программное обеспечение
Одной из важнейших частей как VME-, так и VXI-системы является программное обеспечение, поскольку оно, даже очень простое, заставляет систему функционировать. По иронии судьбы именно программное обеспечение, начиная с операционных систем и кончая программами, управляющими аппаратурой, является одним из самых значительных различий между системами обоих типов. В VME и VXI-системах реализованы радикально разные подходы к разработке систем. Большинство VМE-разработчиков при создании своих приложений стали опираться на операционные системы реального времени и поставляемые для них средства разработки. Превалируют операционные системы реального времени типа VxWorks, PSOS, VRTX, OS-9, LynxOS и VMEXEC, в то время как это видно из рисунка 2, разработчики VXI-систем предпочитают системы более общего назначения, такие, как DOS, Windows 3.1, Windows 95, Windows NT, Solaris 1 и 2, HP-UX, MacOS и даже SCO UNIX. Конечно, из этого правила существуют и исключения, однако использование систем общего назначения становится правилом для мира VXI и, естественно, исключением для мира VME. (Прим. ред.: Пусть это утверждение останется на совести автора. Как в VME, так и в VXI сегодня используются ВСЕ популярные ОС, как реального времени, так и общего назначения.)

    Различия в выборе операционной системы также отражают и различия в философии поставщиков. Большинство производителей VXI-систем стремится извлечь максимальную выгоду от рынка обычных систем, предлагающих огромное количество недорогих пакетов разработки прикладного программного обеспечения, периферийных устройств различных поставщиков, а также соответствующих драйверов. В то же время разработчики VME-систем обычно используют то, что предлагается поставщиком операционной системы, а для написания программного обеспечения для конкретных сред разработки либо конкретного периферийного устройства привлекают сторонние организации. Если же некое периферийное устройство не поддерживается, поиск альтернативного решения возлагается на конечного пользователя.

    Поставщики операционных систем реального времени стараются идти в ногу с бурно развивающимся рынком периферийных устройств, однако это не всегда и нужно. Причина, почему вы покупаете операционную систему реального времени, определяется ее производительностью, размером ядра и предоставляемыми средствами разработки. Фактически многие приложения реального времени вообще не требуют периферийных устройств, поэтому поставщики операционных систем реального времени основной упор делают на характеристики своего продукта. Операционные же системы общего назначения, а также периферийное оборудование должны быть простыми в обращении, при этом вопросы производительности обычно отступают на второе место. Как само собой разумеющееся принимается тот факт, что мышь, сенсорный экран, Ethernet или SCSI стандартно включены либо легко добавляются к основной конфигурации компьютера или рабочей станции, однако для операционной системы реального времени все эти устройства не обязательно являются стандартными. Включать или нет такие устройства в стандартную комплектацию зависит от производителей этих устройств. Выпускаемые большими партиями платформы должны также удовлетворять конечного пользователя по стоимости, предлагаемым возможностям и простотой использования, в противном случае производители рискуют потерять потенциальных потребителей и уменьшить объем продаж.

    Несмотря на то, что многие операционные системы реального времени не поддерживают многие периферийные устройства, являющиеся стандартными для настольных компьютеров, множество VME-приложений в них и не нуждается. В VME-системах с мультипроцессорной или параллельной обработкой на одном процессоре можно запустить интерфейс с пользователем, а другие процессорные модули "перемалывают" данные или выполняют специализированные функции, для чего нужен только микропроцессор и внутриплатная память.

    Стандарты программного обеспечения
В сентябре 1993 года с целью обеспечения простоты использования и интеграции VXI-систем организован Альянс систем VXIplug&play (VXIplug&play Systems Alliance). В настоящее время в Альянс входит более 50 компаний, и за прошедший период разработано 18 спецификаций (касающихся, главным образом, программного обеспечения VXI). В основе всех этих спецификаций лежит Программная Архитектура Виртуальных Устройств (Virtual Instrument Software Architecture - VISA), делающая независимым от поставщика все программное обеспечение контроллерного ввода/вывода.

    Программы поддержки ввода/вывода выполняют обмен данными по физическим линиям связи между компьютером и измерительным прибором. При отсутствии общего стандарта на ввод/вывод компоненты программного обеспечения верхнего уровня не смогли бы не только взаимодействовать, но и просто сосуществовать друг с другом на одной и той же машине. VISA унифицировала индустрию VXI и стала основополагающим стандартом VXI plug&play. Архитектура VISA разработана в Компании National Instruments и представлена в VXIplug&play в качестве открытого стандарта (в настоящий момент проходящего официальную процедуру стандартизации в подкомитете IEEE 1226.5). Как системы VME, так и VXI требуют для поддержки интерфейса с объединительной панелью наличия некоторого программного обеспечения ввода/вывода. Для управления контрольно-измерительной аппаратурой с различными интерфейсами архитектура VISA предоставляет пользователю набор общих функциональных вызовов, или VI. Как объектно-ориентированная, архитектура VISA позволяет скрыть большинство утомительных подробностей программирования от обычных пользователей, предлагая вместе с тем гораздо более сложные возможности опытным. VISA значительно упрощает выполнение таких операций, как установка процедур обработки прерываний либо использование циклов передачи блоков VME, которые часто трудно реализовать на одноплатных компьютерах VME. В большинстве одноплатных VME-компьютерах подключение к вводу/выводу реализовано в виде набора регистров на плате, при этом пользователю передаются примеры использования регистров или некий псевдокод, помогающие ему программировать свой ввод/вывод. Естественно, что эти программы будут нестандартными и непереносимыми. С использованием же общего стандартного ввода/вывода, как это предлагается в VISA, программное обеспечение становится перо носимым и повторно используемым, независимо от применяемого оборудования.

    Инструментальные VXI-драйверы
Что бы вы сказали, если б кто-то предложил написать для вашей системы добрую половину всех программ? Звучит неплохо, не правда ли? Но измерительные устройства VXIplug&play и так должны поставляться в комплекте с библиотекой процедур управления прибором - так называемым инструментальным драйвером. Инструментальные драйверы VXIplug&play включают исходный код, динамически подключаемую библиотеку (DLL, разделяемый объект или разделяемую библиотеку) и программы обслуживания передней панели, с помощью которых происходит эксплуатация измерительного устройства без написания каких-либо программ. Инструментальные драйверы поставляются в различных видах для использования с самыми разными пакетами разработки программного обеспечения и компиляторами. Так как драйверы поставляются с исходным текстом (на Си или LabVIEW G ), то можете либо использовать драйвер в том виде, как есть, либо модифицировать текст драйвера в соответствии с собственными требованиями. Одна автономно исполняемая программа, называемая программируемой передней панелью, управляет всеми аспектами вашего змерительного прибора так, что вы можете контролировать его работу без разработки программного обеспечения. Использование инструментального драйвера и всех его компонентов сокращает время интеграции системы, поскольку управляющее программное обеспечение уже написано. И, более того, в сочетании с общим набором исходных кодов, которые могут исполняться со всеми имеющимися контроллерами, совместимыми с VXIplug&play, программное обеспечение инструментального драйвера тщательно протестировано и отлажено.

    Идея использования инструментальных драйверов стала возможной благодаря стандартизации VISA. Единый программный интерфейс ввода/вывода означает, что написанная для управления каким-либо конкретным измерительным прибором программа будет работать на любом совместимом с VXIplug&play контроллере. Теперь поставщикам VXI-приборов не нужно разрабатывать инструментальные драйверы для каждого VXI-контроллера. Достаточно сделать это один раз, поскольку, как уже было сказано, это программное обеспечение будет исполняться на любом совместимом с VXIplug&play контроллере, независимо от его типа и поставщика. Следовательно, поставщики VXI-приборов могут лучше поддерживать свои изделия, поскольку именно они пишут для них программы; они могут также поставлять более качественное программное обеспечение, реализующее все возможности приборов, что еще больше повысит их ценность; кроме того, достигается значительная экономия средств, затрачиваемых на разработку программного обеспечения. Существование стандартов не всегда означает большую выгоду для конечного пользователя, поскольку компании должны каким-то образом оправдать издержки, связанные с приведением их изделий в соответствие со спецификациями. Таким образом, появляется некоторый разрыв между поддерживающими стандарт компаниями и компаниями, которые по экономическим соображениям не могут этого сделать. Однако в случае VXIplug&play у поставщиков VXI-изделий действительно есть финансовые мотивы скорейшего внедрения этих стандартов.

    Поставщики же VME-модулсй, в связи с отсутствием общего стандарта на программное обеспечение ввода/вывода, не могут создавать программное обеспечение в одном стиле, не зависящем от типа контроллера. На практике вместе с VME-устройством пользователь обычно получает приведенный в конце прилагаемой инструкции пример программирования или псевдокод, демонстрирующий принципы работы модуля, в соответствии с которым он должен написать все свои программы, которые полностью зависят от аппаратного устройства контроллера. В системах со многими картами ввода/вывода различного типа такая практика приводит к быстрому возрастанию затрат на разработку программного обеспечения.

    Предложение изделий VME и VXI
Никто не станет оспаривать тот факт, что в продаже различных VME-изделий больше, чем VXI. Шина VME появилась гораздо раньше, чем VXI, поэтому, естественно, и соответствующих изделий выпущено больше. Однако в настоящее время уже более 80 поставщиков выпускают более 1000 различных VXI-продуктов, и это не предел. Появление концепции VXIplug&play ускорило процесс разработки новых изделий, так как VXI стала более эффективной с точки зрения стоимости и более привлекательной для конечных пользователей. Трудно сравнить количество имеющихся измерительных приборов для VXI и для VME, поскольку почти все VXI-изделия являются контрольно-измерительными устройствами, а в VME имеются различные "голые" АЦП, ЦАП, DSP-модули и т.п. Однако технология VME проникает на гораздо более разнообразные рынки, чем VXI, и поэтому охватывает не только контрольно-измерительную аппаратуру. Так как VXI и VME разделяют одну и ту же шину данных, модули VME и VXI не исключают друг друга. В VXI-системах можно использовать VME-модули. VISA прекрасно работает с модулями VME, даже если они поддерживают циклы RMW, блочные VME-циклы и прерывания RORA. Сочетание модулей VXI и VME в одной системе не накладывает на модули VME никаких аппаратных и программных ограничений. Для расширения возможностей VXI-системы ничто не препятствует установки в ней дополнительных VME-плат.

    Из-за того, что VME-технология проникает на самые разные рынки, производители VME-компьютеров конкурируют в основном в области вычислительной мощности процессоров и цены изделий. Для одноплатных компьютеров разработаны такие новые микропроцессорные технологии, как PowerPC и UltraSPARC. В то же время аналогичные изделия для VXI явно отсутствуют. Причина здесь в соответствующем программном обеспечении. Пользователи VXI предпочитают операционные системы общего назначения, сильной стороной которых является возможность разработки прикладного программного обеспечения с помощью недорогих программных средств и компиляторов. Нет смысла предлагать VXI-контроллер на базе PowerPC, если только целиком использовать все соответствующие программные компоненты VXI-контроллера. Высокопроизводительный компьютер с VME-интерфейсом - это только часть архитектуры VXI-системы. VXI требует, чтобы системные контроллеры поставлялись с VISA и поддерживали дополнительные возможности разъема Р2 для поддержки идентификации слотов, географической адресации, синхронизации и триггерного запуска. Кроме того, концепция VXIplug&play требует, что бы удовлетворяющий ей контроллер работал в рамках некоей определённой структуры. Для достижения этой цели производители VXI-контроллеров сфокусировали свое внимание на перенос в VXI (для управления встроенными системами) технологии настольных компьютеров, чтобы использовать технологию и программное обеспечение персональных компьютеров. Благодаря такой направленности, для VXI уже есть первые встроенные контроллеры на базе Pentium, которых еще нет на рынке VME. (VME-компьютеров Pentium сегодня более 10 базовых моделей.)

    Для управления системой очень важно иметь некую архитектуру. Для VXI и VME это особенно важно, поскольку нужно учесть программные и аппаратные аспекты. Альянс систем VXIplug&play предлагает архитектуру для VXI с мощным и портируемым программным обеспечением, в которой используются все сильные стороны и возможности аппаратуры. С архитектурой VISA, которая должна работать со всеми имеющимися приборами, должны работать такие прикладные программные пакеты, как LabVIEW и LabWindows/CVI. Что даёт эта архитектура? Она даёт вам полное быстрое и простое решение проблем без необходимости изобретения колеса.

    Сколько всё это стоит?
Давайте сравним стоимость систем VXI и VME. Ни у кого нет желания платить за систему больше, чем необходимо. Однако при определении стоимости системы может возникнуть ложное впечатление, что она определяется стоимостью оборудования. Затраты на оборудование - только часть стоимости всей системы, поскольку две другие связаны с затратами на интеграцию и затратами на эксплуатацию системы. Определить размер затрат на интеграцию оборудования довольно трудно, и поэтому их часто недооценивают (порой в несколько раз). Наибольшая часть в этих затратах приходится, естественно, на программное обеспечение. С использованием VISA, инструментальных драйверов VXIplug&play и их программируемых передних панелей количество программ, разрабатываемых при интеграции системы, значительно сокращается. Количество повторно используемых программ в системах VME зависит от конечного пользователя. Сокращение времени разработки системы благодаря применению программных средств VXIplug&play зависит от количества компонентов VXIplug&play в системе. В настоящее время все поставщики VXIplug&play-приборов разрабатывают инструментальные драйверы с учетом стандарта VISA.

    При сравнении контрольно-измерительных приборов на базе VME и VXI может показаться, что VME-модули АЦП или модули ЦАП для обеих шин дешевле, чем их VXI-аналоги. Однако, если учесть программное обеспечение VXIplug&play и возможности, которые оно предоставляет для управления прибором, это не будет сравнением "двух яблок". В большинстве, если не во всех случаях, VXI-приборы, благодаря использованию всех преимуществ, предоставляемых шиной VXIbus, производительнее приборов на базе VME.

    Что произойдет, если возникнет необходимость в модификации уже сконфигурированной и работающей системы? С использованием программного обеспечения VXIplug&play стоимость эксплуатации и обслуживания тоже уменьшается, поскольку архитектура инструментальных драйверов также стандартизована. Изучив один раз архитектуру инструментальных драйверов VXIplug&play, вы можете легко модифицировать существующие или интегрировать новые измерительные приборы в свою систему. Начальные затраты на изучение этой архитектуры легко окупаются при интеграции нескольких контрольно-измерительных приборов VXIplug&play от разных поставщиков. Концепция VXIplug&play делает систему открытой. Это означает, что выбор модулей для вашей системы зависит от необходимой функциональности и стоимости контрольно-измерительного прибора.

    В завершение можно сказать, что отдельное сравнение стоимости оборудования имеет смысл для бухгалтеров, которые смотрят только на цифры. Но если брать в целом, то окажется, что VXI потенциально приводит к значительной экономии времени, усилий и затрат на интеграцию, благодаря стандартности и многократной применяемости программного обеспечения ввода/вывода, наличию поставляемых инструментальных драйверов и тому, что шина VXI по своей природе предназначена для полноценного управления контрольно-измерительными приборами.

    Заключение
Выбор шины (VXI или VME) зависит от приложения. Спецификация VXI сужает сферу применения VME-шины к управлению измерительными приборами. Благодаря тому, что шина VME была изначально задумана как открытая, вы можете создать аппаратуру (в частности, предусмотреть сигналы на разъеме Р2) и программное обеспечение в соответствии со своим приложением. В этом смысле VME абсолютно открытый стандарт. При разработке системы всё это сводится к выбору между VXI и VME. На аппаратном уровне и VME, и VXI являются открытыми, но VXI продвигает открытые системы на шаг вперёд, поскольку позволяет обеспечить программное взаимодействие как измерительной аппаратуры, так и контроллеров. Дальнейшее продвижение к стандартизации программного обеспечения реализовано с помощью концепции VXIplug&play, упрощающей и ускоряющей процесс интеграции системы. С другой стороны, VME предоставляет обширные программные возможности для любой тонкой настройки приложения. Однако вы сами должны определиться в том, что выбрать. Имеет ли смысл самостоятельно писать программы для контрольно-измерительных приборов, если их производители могут сделать это лучше? Имеет ли смысл создавать программы для простых периферийных устройств? Может, в некоторых случаях и имеет, однако вы всегда должны помнить о необходимости оправдания соответствующих затрат.

  • Главная   • Библиотека   • Статьи и публикации   • VVconEX'96: VXI или VME?  


Практикум инженера

Инженерные разработки

Материалы и вещества

Экология

Занимательные истории

 
© Информационно-измерительные технологии VXI, 2000-2016.
Технические и программные средства создания контрольных, управляющих, измерительных комплексов. Автоматизация научных измерений и исследований, промышленная автоматизация. Практическая инженерия, технические инновации.
контакты
карта сайта