LXI

LXI（LAN-based eXtensions for Instrumentation）是一种基于工业标准Ethernet（以太网）技术的仪器平台，为中小型系统提供标准化、灵活性以及高性能而设计。LXI紧凑、灵活的结构、高速的I/O以及可靠的测试性能可以满足军事、自动化、工业、医药、消费电子等领域研发及制造工程师们的需求。

LXI标准定义了以低成本、开放标准LAN（Ethernet）作为系统核心的小型、标准化仪器。LXI可以在不受高成本和机箱结构制约的条件下，提供具有尺寸和综合优势的标准化仪器。标准将利用当前以及未来LAN的性能优势不断发展，使其大大超越了传统测试测量仪器的通讯性能。

LXI模块没有前面板和显示器，是通过使用主机PC和Ethernet连接来显示设置和结果的。DUT连接器被保留在模块前板上，电源线和Ethernet IO （RJ-45）则在后板上。LXI模块以内置电源为特点，从而提升了可靠性，降低了成本，同时使大范围的分布式系统结构成为可能。IP地址可以既可以分配给LXI模块，也可以分配给PC，或者二者兼有。LXI标准支持堆叠式仪器与LXI模块间软件的无缝移植，从而保护用户的软件投资。

用户，特别是系统集成商，对于LXI的态度是非常积极的。

1972年Hewlett-Packard的工程师们发明了Hewlett-Packard接口总线（HP-IB）作为一种仪器与计算机之间开放的标准通信总线（IEEE-488）。后来它逐步成为了几乎每台仪器都会用到的GPIB（general-purpose interface bus）。之后的30年中，GPIB仪器（又称机架堆叠式仪器）成为了测试系统的首选结构，具有卓越的测试性能和性价比。

1985年，Hewlett-Packard、Tektronix、Wavetek、Racal-Dana和Colorado Data Systems提出了VXI（VME eXtensions for Instruments）：一种用于美国军方的模块化仪器标准。这些模块化仪器在一些对于仪器尺寸和吞吐量要求较高的 领域，如航空/国防以及制造业测试方面的应用非常普遍。

2004年，安捷伦科技公司（之前属于Hewlett-Packard）和VXI科技公司提出了LXI（LAN-based eXtensions for Instrumentation）：结合了GPIB仪器和VXI模块的最大优点。通过LXI，你可以获得比VXI更小的尺寸，LAN的高吞吐量，以及GPIB的优异测试性能。LXI无需机箱，无需零槽，更无需昂贵的PC与仪器间的通信连接！

LXI模块为全机架宽1U高或者半机架宽1U或2U高。信号由模块的前面板进出，而LAN (IEEE 802.3)、电源、触发总线连接器则在模块的后板上。所有的模块都被设计为方便在标准19英寸机架上进行安装。作为下一代的测试系统，LXI以低成本在小的体积内集合了卓越的测试性能。

◆ 用LAN代替（VXI/PXI）机箱背板，LXI仪器无须专门的背板总线机箱和0槽控制器，直接利用通用PC的标准LAN接口，很大程度上降低了开发成本。而LAN又是业界最稳定和生命周期最长并且还在不断发展的开放式工业标准，各厂商很容易将现有的仪器产品移植到仪器平台上来，这些都为组建更大范围的分布式自动测控系统提供了方便。

◆ 通过IEEE 1588 同步 IEEE 1588是LXI的一个关键技术，其目的是同步系统内的各种时钟，从而实现跨本地和远程设备的同步测量。系统内各仪器的时钟经IEEE 1588协议同步后，各仪器可以按照预定时间同步触发。这项技术不仅使得远程分布式系统的同步触发成为可能，而且在测试与测量行业首次引入了时间触发的概念。

◆ 模块化 LXI仪器模块可以设计为半机架宽度，体积上可与VXI/PXI仪器相当。真正模块化的测试系统体系结构能任意混用不同类型的测量资源，并按需要增加测量通道、数字I/O线、开关和信号源，能通过重新配置而很快建立多种仪器，从而减少了硬件的冗余度，以实现更小的系统体积和更低的硬件成本。

◆ 高性能 目前的LXI数据传输率已经达到了1Gb/s，而在未来10Gb以太网条件下，LXI的性能将10倍于VXI 3.0（160 MB/s）；同时，基于LXI建立起的由智能仪器组成的高速分布式系统，仪器彼此间以并行方式通信和工作，并且通过IEEE 1588利用基于时间的触发方式提高了系统的吞吐率。

◆ 灵活性 LXI仪器为既可单台使用，又可上架组成系统。用户在使用时只需通过web浏览器对仪器进行访问即可，而无需编写其他控制软件。同时，IVI-COM driver API保证了不同厂商模块的互操作性，从而能够高效且灵活地组合成面向目标服务的各种测试单元，提高系统的机动性和灵活性。

广泛的消费者调查显示，用户希望新的仪器能够直接与他们PC上的标准接口连接，从而能够减少系统搭建和集成的时间。他们不喜欢特殊的板卡和电缆、昂贵的零槽控制器，并且希望软件和驱动能够简化测试系统的搭建。用户希望系统具有很少的配置步骤，但是又希望仪器具有全面的功能用于开发和故障诊断。用户希望新的仪器应当是将他们熟悉使用的仪器封装在一个体积小巧并且易于集成的格局内。

军方用户要求具有卓越微波性能的合成仪器。一些早期使用的方案机箱背板上已没有多余的空间来安装高性能的仪器，因此集成商不得不在一个系统中将机箱结构和单台仪器结构混合使用，这样就无法达到减小系统尺寸的目的。

为了适应用户对于PC标准IO的要求，一些测试测量仪器供应商们开始规定在所有新的仪器上都是用LAN或USB接口。这一举动大受欢迎。LXI标准通过去掉前面板、显示器和扩展卡来减小配置系统的物理尺寸，从而使得工业标准IO又向前迈近了一步。现在，用户无论是受空间或是复杂军事部署所限，都可以在小的体积内实现卓越的性能。LXI提供了很小的结构形式，简单低成本的PC标准IO和简便的无需卡箱的上架结构，但同时保持了用于开发和故障诊断的全面的仪器功能。

Ethernet是合理的选择。PC标准技术为仪器应用提供了有利条件，因为PC产业与测试产业相比，拥有更多的工程师们在对PC标准技术进行开发、改进以及降低成本。在尽可能的情况下坚持PC标准技术，而将测试工程资源集中在他们最擅长的地方，这样才是最有意义的。

到目前为止，Ethernet是实际应用中最为广泛接受的通信接口。几乎每台计算机都带有Ethernet接口，而网络硬件的价格也越来越低。在过去的15年中，Ethernet速度已经增长了三个量级，并且向后兼容。这是GPIB和MXI都无法比拟的。此外，Ethernet的很多使其在计算机产业中深受欢迎的特性对仪器界也同样具有很大的吸引力，但是很多仪器IO标准都无法企及，例如GPIB和MXI。与其重复Ethernet的发展历程，不如直接利用Ethernet更有意义。

TCP/IP误差校验和故障校验、远程设备互联，点对点通讯等技术优势无疑超越了并行总线和其他串行接口的局限性。TCP/IP堆栈提供了误差校验和修正，而不会影响吞吐率，特别是在使用专用系统网络的情况下。此外，在使用集线器、开关或路由器的条件下，Ethernet连接可以实现100米点对点，有效范围200米，而使用光纤的话则可延伸至数千公里。

Ethernet的一些优点：

● UPnP，SNMP，DHCP等协议可以实现自动发现，地址配置，资源管理和网络管理功能。

● 提供web页面、用户界面、使用指南和技术支持。它基于本地或服务器?D?D对用户不可见。新应用的模块，使得包括远程桌面，仪器共享和多方协作等功能成为可能。

● 无限的排列，无限数量的节点。

● 多种介质可选，CAT5电缆，无线或者光纤，给系统集成者提供了空前的连通以及隔离选择。

● LAN线缆成本只有几美分/米，而GPIB 和MXI线缆则需要100美金/米或更多。

● 所有PC都具有标准的LAN接口。不需要特殊的板卡。

● 速度与处理器能力成比例。

● 易于与企业软件及外围设备连接。

按照实际系统不同的触发要求可以把LXI仪器分成三个功能组：第一个功能组对触发和时间控制要求不高，但必须保证合格的网络通信；第二个功能组需要总线上的精确触发来实现同步；最后一个功能组需要被测数据点之间的紧密相位关系，即确定性的硬件触发机制。鉴于此，国际LXI联盟将基于LXI的仪器分为三类：

C类：该类设备提供符合LXI标准的LAN和网页浏览器接口，要求提供统一的IVI驱动程序；它没有强制要求支持LXI硬件触发，但允许跟据需要添加LXI硬件触发总线接口或传统硬件触发接口；

B类：在C类的基础上增加了IEEE1588精确时间协议；

A类：在B类的基础上增加了LXI硬件触发总线。