LXI仪器的研究与实现

摘要：LXI总线是基于以太网技术的新一代测试仪器总线，它是通过在仪器系统中增加符合LXI规范的LAN接口，从而构成了一种新型的仪器总线标准。本文所要讨论的是对于普通仪器进行改进，使其符合LXI总线的标准。

关键词：LXI；ARM9 ；LAN接口

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02

LXI总线技术结合了GPIB和VXI的优点，又引入了成熟以太网技术，所开发出来的新一代模块化仪器总线。早在LXI标准刚出现时，LXI联盟就对LXI仪器分为了三个等级：C类、B类和A类。其中C类是LXI仪器中最基本的，要支持IVI-COM仪器驱动器，支持IEEE 802.3协议，具备LAN接口的编程控制能力，提供符合LXI标准的Web页面来充当用户控制页面，并且具有完备的LAN接口解决方案。

对于现阶段的大部分仪器来说，都是具有串口的，为此我们可以将原有的仪器进行改进，制作一个LXI模块，即可使普通仪器达到LXI总线的标准。

LXI功能模块总体设计如图所示，它采用的是基于ARM9的硬件平台，使用的以太网控制芯片是DM9000AE，串行通信接口芯片是MAX3232；软件平台是Linux操作系统，并且在操作系统中植入了Boa服务器，来完成LXI模块的LAN接口功能。并将设计好的网页文件放入Boa服务器中，通过PC机上的浏览器即可完成PC机和ARM9模块的相互通信。另外使用串口与仪器进行通信。

硬件方面，在本模块中采用的是Samsung公司出品的S3C2410处理器。他的内核就是ARM公司的ARM920T处理器内核。LXI模块中硬件的具体连接如图所示，这里的DM9000AE采用的是16位的总线宽度，直接与S3C2410相连，即DM9000AE的SD[0：15]直接与S3C2410的DATA[0：15]相连。DM9000AE的第32脚CMD表示的是当前数据总线是Index端口还是Data端口，直接与S3C2410的地址线ADDR1相连，以此区分读写的是命令/地址还是数据。DM9000AE的Index端口的地址是0x1000 0000，Data端口的地址是0x1000 0002。驱动程序中只以两个物理地址访问DM9000AE。DM9000AE使用的中断是EINTI2，所以将INT引脚与S3C2410的EINTI2相连。DM9000AE采用2.5V的参考电压用于模拟部分。Fc-518ls即是网络变压器，在本电路中，芯片和网络变压器的连接也非常简洁，网络变压器芯片一侧的收发线圈中心都接2.5V的参考电压。由于这种电路板没有金属外壳也就没有外壳地，所以RJ45插座就直接到PCB地了。在S3C2410中有3个UART，我们只用其中的一个，对应为UART0。用MAX3232芯片做TTL-RS232电平转换。其中UART0对应的RS232串口用DB9插座引出，方便调试。RS-232C采用的是负逻辑规定逻辑电平，信号电平与通常的TTL电平是不兼容的，RS-232C将-5V～-15V规定为逻辑“1” ；+5V～+15V规定为逻辑“0”。 在RS-232C标准接口中有25条线，但是由于计算机上使用DB9连接器，所以我们经常使用的也是只有9条线的形式，在电路连接的时候也只用到其中的三根：RXD、TXD和GND，分别代表数据的接收、发送和地。

软件方面，首先要完成对Linux操作系统的移植，所要做的就是根据具体的嵌入式平台对Linux操作系统做必要改写，再安装到该目标平台使其运行。整个过程分为三个部分：Bootloader的移植，内核的移植以及定制文件系统。其次，LXI仪器的一大特点就是具有LAN接口，可以实现通过浏览器网页对仪器进行控制和操作。为完成这一功能，我们需要进行Boa程序的移植。从下载Boa源码，将其解压并进入源码目录的src子目录下。然后运行make命令，进行编译，得到的可执行程序就是Boa，这里将含有大量的调试信息，需要将其去除，最终得到比较简洁的程序，约60KB左右。接着需要完成Boa的配置，使其能够支持CGI程序的执行。Boa需要在/etc目录下建立一个boa目录，在该目录下，放入Boa的主要配置文件boa.conf。在Boa源码目录下已有一个示例boa.conf，用户可以根据自己的需要，对boa.conf进行修改，但必须要保证其他的辅助文件和设置于boa.conf里的配置相符，不然Boa就不能正常工作。最后，就是进行网页的制作。这里使用的主要是HTML语言、DOM技术以及CGI程序的编写。DOM技术是为了网页从服务器中调用数据，CGI程序的工作一般就是接受表单数据，进行数据处理，最后根据处理结果生成新的页面并将其返回给浏览器。如图所示，这就是一个符合LXI标准的页面。

经过改进，具备LXI总线接口的仪器模块化的构造加上LAN接口的实现，保证了其成本低于VXI/PXI仪器，且独特的Web操作页面，也使得测试过程更加的方便、简介。

参考文献：

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