编者语：在测试行业中，以太网是一种理想的互联技术，因为它稳定可靠、成本低、快捷和无处不在。LXI借用了世界上最流行的通信协议——标准以太网。以太网在过去40年中杰出的延续性和寿命，为测试系统的多年使用提供了坚实的基础。

     LXI应用日益广泛

     测试和测量行业的领导者们共同发起LXI（利用以太网技术的测试系统体系结构）联盟，是因为他们认识到以太网所提供的能力是其他测试接口无法企及的。利用以太网能够开发出许多全新的产品，而且，测试和系统集成工程师能在测试系统中得心应手地使用以太网。LXI建立的宗旨，就是利用以太网简化系统集成和增强其测试能力，LXI成员公司也承诺为改善测试环境，提高集成能力和降低成本。
     LXI是一种连通性体系结构，其中每一类产品都有其特定的需要。数据采集界采用LXI，是因为LXI提供没有限制的节点数、距离和带有时间戳的数据，从而可实现分布式的同步测量。功能测试系统集成商，则会充分利用LXI仪器可识别时间的特性以及同步性能及点对点通信、状态调用等能力，简化系统的集成和提高吞吐率。许多集成商把LXI看成是一种“分布式机箱”，它能让分布于不同地点的设备在系统中紧密结合和同步。LXI所允许的产品范围从只有几立方厘米大小，由 PoE供电(以太网供电)的传感器到全功能的高性能微波分析仪。这些产品可以是带有显示器和用户界面的全功能机箱结构，也可以是无显示或UI(用户界面)的LXI1U高度的模块。因此研发和测试工程师能在工作台上利用台式仪器进行系统开发，而生产制造和系统维护中使用的ATE（自动化测试设备）系统，则可利用相同功能的紧凑型LXI模块来构建，测试软件、部件及其他附件可以完全兼容，这在过去是根本不可能实现的。
     在许多测试应用中，包括一些常见的和一些新近利用以太网强大威力的应用中都使用着LXI。LXI联盟把LXI的应用归纳为数十个类别，这些类别也随生产LXI产品的公司或选择LXI的集成商而有所不同。数据采集集成商喜欢LXI，是因为它快速，容易配置和设置，并且不受节点数或距离的限制；功能测试集成商喜欢LXI，是因为它的高速度和易于设置；一些注重文档的行业，如医疗和航天行业喜欢LXI，是因为联网仪器能简化繁琐的资产管理任务，并实现自动化，自动查询和识别使它很容易在网络上跟踪仪器型号、序列号、固件版本、上次校准时间、下次校准时间。

     LXI价值进一步扩展

     由于市场上已拥有500种以上经LXI认证的产品，系统集成商在建立测试系统时，更多地使用LXI并享受LXI带来的众多优势。在目前市场上，大部分LXI仪器是具备了LXI基本功能的C类产品，可取代GPIB。但未来，LXI厂商会陆续发布相当数量的B类和A类产品。我们预期具有这些新能力的LXI仪器将持续强劲增长。在这之前，厂商已经推出的很多桥接器和适配器，包括B级触发盒，能使集成者获得B类仪器的大部分好处。
     LXI各工作组正着眼于大系统和性能增强，以进一步扩展LXI的价值。例如，LXI技术委员会正在制订资源管理导则，以确保多客户系统不竞争仪器资源。这保证了一个程序在被一台仪器访问时，另一台仪器不会去访问该程序，以防止潜在的错误通信或系统锁死问题。资源管理也防止了低优先权，如监视查询的应用，因为它会中断像高速生产测试这样的关键性任务。Windows任务没有优先权，因此将由LXI资源管理协议确保测试工作不会被多客户中断。其他技术工作组正致力公共状态调用技术和脚本协议，以减少I/O（输入/输出）流量，提高执行速度和仪器反应速度。
     通信工作组正在制订一个线上(over-the-wire)协议，该协议用RESTful接口完成仪器至控制器，或仪器至仪器的通信。协议的目标是对等层通信不再需要驱动程序，带来的好处是我们能用熟悉的，类似打印机的嵌入驱动程序代替那些专门的驱动程序。每一种仪器和软件环境不再需要不同的驱动程序，这种情况导致今天所谓不完全的驱动程序，REST-ful接口和mDNS发现将允许仪器自动向主控计算机报告它们的能力。这不仅能使仪器制造商简化驱动程序的开发，还为系统集成者简化驱动程序的使用。当然，传统的SCPI语言和IVI仪器驱动程序仍会继续提供给集成商。

     中国厂商开始关注LXI

     LXI为中国的系统集成商带来一些独特优势。例如许多中国企业在全世界范围销售产品。LXI允许工程师在互联网上协作应对测试挑战，当客户或设计师位于不同工作地点时，这一能力是特别有用的。工程师无需出差，就能在不同地点同时观看同样的屏幕图像。使用以太网和基于IE浏览器界面的通信能力，可轻松提供基于网络的数据管理和企业报告能力。公司能在互联网上管理和分发测试数据，而无需过多考虑时区或国界。通过使用标准以太网，LXI让这项任务变得非常容易。
     从LXI联盟在北京举行中国大会以来，中国已建成许多使用LXI仪器的系统。例如中国航天系统的一个用户，在复杂的热真空测试系统应用中用LXI同步和控制数百台电源。在该系统中，电源周期性地接通和断开，以模拟因卫星对太阳方向的改变，以及太空中随时间变化的热负载。采用其他测试系统体系结构，要建造这样的系统是非常困难，甚至是不可能的，而采用LXI的标准以太网来构建这样的系统则非常容易。LXI也简化了至数百台电源的接线，使用标准以太网工具，使查错、同步和控制变得极为容易。
     除测试系统外，中国厂商也开始为中国和世界市场制造LXI仪器。例如Rigol最近已推出几种LXI兼容示波器。我们知道其他几家中国公司也正在研制LXI兼容测试设备。中国测试与测量公司已清楚LXI测试设备的强大能力，我们预期这一趋势还将继续。
     短短几年间，LXI已打下了坚实的基础。从2005年9月LXI标准的第一个修订版开始，现在已有超过500种产品完成了LXI一致性认证，从而成为历史上成长最快的测试和测量总线接口。现在，不同行业的集成者成功地利用LXI提高系统性能，降低成本，消除公共集成的藩篱。LXI技术工作组正在进一步改进关键领域，如系统吞吐量和易用性的标准。随着测试测量行业领先的系统制造商更多地利用以太网的强大威力，LXI将继续发展，更新的功能强大的系统会陆续出现，而且更有成本优势。从领先的测试测量公司的采用到被集成者广泛接受，LXI显然已奠定了广泛而坚实的基础。

     LXI测试测量三大趋势

     几项重要趋势引领着测试测量的未来，LXI正帮助系统集成工程师迎接新的挑战。鉴于成本和市场的压力，测试系统设计师必须改进系统设置时间、速度和吞吐量以及特定的分析要求。LXI通过利用低成本的以太网元件和熟悉的工具，简化和改进设计师的集成任务。

    建立系统时间至关重要

     建立系统时间是至关重要的。无论是研发人员，或是为物理参数测试、器件或电路而建立测试系统的研发工程师，或是优化手机高速生产线的测试工程师，或是测试雷达或制导系统的航天系统集成商，没人能有充分的时间建立繁琐的系统。工程师往往供不应求，他们大量的时间用在了查错上，而不是用在最有价值的系统性能改进或收集和处理关键的数据上。有了LXI，就无需把宝贵的资源用于在PC中安装专门的I/O卡及适配器，接上昂贵的特种电缆，或配置仪器上。LAN工具更能自动发现和配置任务，而且成本低廉，随时可用。常用的以太网工具，如内置网络服务器通过在设置期间提供对仪器能力的可视性，以及在程序执行期间跟踪仪器状态，将加快系统的建立、程序开发和调试。自动查询功能允许仪器自行配置，从仪器的网络服务器或供应商网站获取必要的信息，分配IP地址，而无需用户干预或专门的服务器。

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     有时间识别功能的LXIA类和B类仪器用时间戳和事件记录，可获得对系统定时前所未有的可视能力，从而能更好地完成系统查错和优化。今天，当新测试系统未能达标时，我们会有一些查找问题的线索。例如我们不知道开关是否在错误位置，源是否稳定，还是DUT不能产生预期的信号。有时间识别功能的仪器允许测试工程师同步通道，重建时间序列，以帮助查找问题。如果需要并行运行，则能通过鉴别空闲时间、稳定时间和延迟来优化系统吞吐量。它们也能简化系统的支持和维护。比如用一台更新、更快的仪器代替老仪器，新仪器速度的增加往往会打乱程序的定时序列。有时间识别功能的B类仪器能效仿老仪器的定时行为，用与原来完全相同的时间执行任务，从而保护测试程序的投资。

     执行速度是关键参数

     第二个重要趋势是速度要求。对建立生产、设计验证和多通道数据采集测试系统的系统集成商来说，执行速度是测试系统的一项关键参数。以太网的速度已经可达1Gbit/s，当传送大的数据包时，它的速度远远超过GPIB和其他熟悉的测试接口。此外，以太网支持对等通信和分布式处理，从而消除了集中式单处理器系统中仪器至控制器的数据流量和处理器瓶颈。
     事实上，对大多数测试系统来说，测试系统速度更多地是由仪器测量速度决定，而非I/O速度。系统速度实际很少受到I/O的限制，I/O速度只是问题的一半，但往往会导致不正确的结论。真正要问的问题是得到经校准的测量结果需要多长时间。仪器或插卡控制器的测量时间通常比允许的I/O速度低一至两个数量级，做原始I/O反应时间和吞吐量比较是不切实际的，并有误导之嫌。LXI仪器属智能仪器，因此有能力执行其他体系结构所不可能完成的许多任务。
     由于测量速度更多地由仪器或插卡控制器决定，而非I/O带宽，因此，分布式并行体系结构就可以提高系统性能。正如计算机行业不久前为分布式体系结构扬弃了集中式处理，分布式和并行测试系统体系结构能够提高系统的性能。LXI使系统设计师得以绕过控制器处于每一事务中间的DUT—控制器—仪器这一瓶颈问题，从而建立起紧密控制的对等子系统。由于将计算机移出关键路径，将使I/O流量更有效率，系统速度得到改进，控制器也能自由地去做那些对数据最有价值的事情。仪器相互间能直接通信，避免了中心计算机控制造成的延迟。智能仪器的能力，再加上LXI定义的通信协议，就构成了这些更有效的体系结构。
     我们了解到测试系统的速度指标，但为让系统工作，测试工程师要使用多少条WAIT语句呢？这些WAIT语句经过优化吗？几乎每一测试系统中都使用WAIT语句处理无规律性的时序，但WAIT语句常常被人工调校和优化，造成系统难以维护和支持。可识别时间的LXIB类和A类仪器及系统备有事件记录，它能告诉工程师指定仪器操作到底花费多少时间，从而为查错和优化提供了前所未有的透明度。

     仪器下载代码日益普及

     第三个趋势是下载代码至仪器已越来越普遍。LXI的可下载脚本、状态调用和对等通信等特性完全适合应用。它允许工程师把代码直接下载到仪器，因此不需要仪器和控制器间的运行时间和I/O流量。除了让控制器加载仪器控制任务外，它还能提高系统速度和简化系统的软件设计。对于系统集成者来说，包括宏、脚本、应用程序、主名、对等通信在内的能力，可极大提高其实用性和价值。测试工程师可以把定制算法或测试序列直接嵌入测试设备，通过在仪器内进行处理而加快系统响应速度。LXI对等通信或群播通信及触发可在无控制器干预下进行初始化，直接的脚本执行使众多功能更为强大。
     用离线工具把数据直接送到计算机进行处理和分析，是以太网和LXI所长。采用LXI，在仪器和执行离线分析任务的高速计算机之间，大数据文件传送要比许多其他接口快得多。

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     LXI应用典型案例

     LXI的一个典型应用是用于卫星测试的模拟太阳能电池阵列和热负荷的系统。这是由数十至数百台电源构成的系统。在使用GPIB（通用接口点线）或卡箱式仪器时，协调如此众多的电源是非常困难的，但LXI却使其轻而易举。事实证明，具有时间识别能力的电源阵列能很好地用于随时间改变的系统，如太阳能电池阵列模拟器。系统集成者用LXI测试系统测试手机的电池充电器所增加的速度和通道数是其他方案不可能达到的。
     有线电视、移动无线通信和输变电部门的监测站，可以在远地站点中使用LXI仪器，通过以太网把信息回馈至中央控制中心。LXI甚至可用于监视桥梁金属的腐蚀。由于有无限制的节点数和距离，因此能容易和经济地完成这些常见的应用任务。把数千测试节点集中放置在中心位置，就不需要让技术人员外出，从而节省大量的时间和资金。
     LXI成员公司用LXI协调数千个应变计的工作，以测试飞机机身、路面和桥梁。在这些应用中，用LXI系统体系结构协调数千个应变计的工作，而这项任务采用传统测试互联技术是不可能完成的。在飞机机身测试系统中，利用LXIA类设备触发和时间戳同步数以万计的通道，LXI使这项艰巨的任务变得容易。在许多这类应变计应用中，其他仪器互联方案都不能达到要求的距离、精确协调和同步。集成商已建造了类似的测试系统，用以测试和监测喷气发动机的性能，这里必须协调数百甚至数千通道的工作。采用LXI网络体系结构，使这类应用变得如此简单。
     一家航天承包商在要求用精确系统关机时序保护昂贵而敏感的DUT应用中，使用了LXI的点对点的通信和有时间识别能力的B类仪器。在该系统中，点对点通信发起关机序列，建立起比基于PC时基更快、更精确的系统。LXIB类仪器中的时间同步能力把这一应用的速度和时序精度提高了两个数量级，同时还简化了系统软件。
     几家天线制造商在天线测距应用中选择了LXI仪器，用LXI的LAN（局域网）触发协调相距甚远的源和接收器。在这一应用中源和接收器相距数百米，所以集成商在无线LAN上用LXI触发协调各系统部件，既提高了系统的性能，同时也降低了系统成本和复杂程度。[安捷伦(中国)系统产品经理饶骞编译]