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解读有关模块化仪器的五个误解

随着模块化测试设备的日益普及,围绕模块化与传统台式仪器的优劣对比产生了许多误解。这些误解虽然听起来很有道理,但这些结论往往真假并存,让人虚实难辨。为了通过熟悉的语言和容易理解的概念来理解复杂事务,人们

跟着模块化测验设备的日益遍及,环绕模块化与传统台式仪器的好坏比照发生了许多误解。这些误解虽然听起来很有道理,但这些定论往往真假并存,让人真假难辨。为了经过了解的语言和简单了解的概念来了解杂乱业务,人们口口相传便形成了所谓的神话,就如近代科学发达之前用于解说星座组成的希腊神话。为运用挑选最合适的测验与丈量仪器相同杂乱,因而呈现误解并家常便饭。

是德科技具有超越75年的台式仪器开发经历和超越30年的模块化仪器开发经历,能够为用户供给最顶级的产品。是德科技深知在两类产品之间做出挑选的难度,可是,去伪存真并消除误解,是德科技能够协助客户针对详细运用挑选抱负的产品。下面将评论部分遍及认同的误解并说明其本相。

误解1:模块化仪器价格必定低于台式产品

该误解发生的原因在于台式仪器遍及价格昂贵。显着,功用齐备的独立仪器包括很多按钮并配有前面板显示屏,十分合适某些研制环境,但其并非大多数自动测验环境的最佳挑选。模块化仪器一般将宝贵元件躲藏在内部,因而给人以价格低廉的形象。例如,今世PXI背板支撑18个插槽和4GB/s的数据传输速率,但不可避免地添加了衔接器、开关和背板资料的本钱。充沛装载宽带衔接仪器的机箱能够发挥高本钱带来的功用进步,但关于其他运用来说这些开支或许并非必要。因而,完结单个仪器的PXI体系,其本钱比相同的“台式”仪器要高出10%~40%。

这个误解包括哪些现实?作为独立产品时,台式仪器的价格或许相对较低,而在单机箱内集成多台仪器的模块化解决方案往往能够摊薄本钱。一般,单台机箱整合2~4台仪器能够取得与台式仪器适当的价格。

此外,仪器制作本钱并不等同于客户的购买价格。部分厂商期望凭借模块化仪器进入测验与丈量商场。为了进步商场份额,一些厂商不吝将产品价格降低到商场价格以下,以赢利交换商场。当然,此类战略不或许长时刻继续。

误解2:模块化仪器天然生成能够供给更高的吞吐量

该误解或许源于模块化体系一般装备的快速背板。实际上,在挑选台式或模块化仪器的背板时,需求归纳考虑预期运用的预算和功用需求。换句话说,模块化仪器不是必需求装备比台式仪器速度更高的背板。背板挑选取决于仪器用处(图1)。例如,运用台式仪器时,经过宽带背板衔接仪器收集单元与核算单元更为便利,由于两者之间只需点对点衔接。与此一起,模块化仪器的背板有必要支撑简直无限的衔接组合。大多数今世PXI机箱运用了第二代PCIe总线和接口规范,以支撑背板完结高吞吐量。部分台式仪器的内部背板选用了相同的第二代PCIe规范,但台式仪器的总线规划一般只需支撑该仪器的特定要求。例如,第二代PCIe规范的功用要求超越了16位30MHz恣意波形发生器的功用需求,因而此类设备一般选用速度和本钱相对较低的总线(例如USB)。一起,160GSa/s采样率的示波器的功用要求高于第二代PCIe规范,因而需求速度更高的专有总线。

图1:台式仪器与模块化仪器架构比照。
图1:台式仪器与模块化仪器架构比照。

该误解包括两个方面的现实。首要,模块化仪器的背板确实一般速度很快,由于它们被规划成支撑广泛的运用和不同的数据速率。为了满意仪器间快速通讯的要求,模块化解决方案一般需求运用通用或规范背板。模块化仪器则一般挑选宽带背板规范,以习惯最苛刻的运用场景。

其次,模块化仪器晋级部件更便利,也就是说模块化体系能够更灵敏且更经济高效地晋级任何约束功用的部件,相比之下,台式仪器速度晋级愈加困难。例如,假如CPU成为模块化体系的功用瓶颈,用户能够在商场呈现新款PC时轻松晋级。相同,假如模数转化器影响体系功用,真实的模块化体系结构支撑用户仅晋级数字化仪。因而,即便台式仪器和模块化仪器具有相同的初始速度,模块化仪器能够经过逐渐晋级完结速度进步并超越台式设备。

误解3:模块化仪器具有较高吞吐量的原因在于其选用二进制驱动程序接口(例如IVI)代替了文本接口(例如SCPI)

模块化仪器纷歧定要运用二进制接口,台式仪器也纷歧定要运用SCPI接口。有些台式仪器能够一起支撑SCPI和IVI,部分模块化产品相同如此。终究挑选一般取决于仪器的用处。

在大多数运用中,发送和接纳驱动程序指令耗时仅占丈量时刻的极小部分。鉴于仪器厂商致力于协助用户简化丈量,这一点更为显着。例如,是德科技“单键测验”(OBT)运用程序能够让用户运用有限的指令完结整个通讯规范(例如GSM、LTE等)的测验。这些OBT运用程序能够运用SCPI(可编程仪器的规范指令)履行自动测验(只需用户发动测验,并在测验完毕后获取成果),也能够运用仪器内部的高速二进制通讯来完结测验过程中的硬件操控。因而,客户运用SCPI或许IVI发动一键式测验的吞吐量差异能够忽略不计。

该误解包括哪些现实?经过IVI等二进制驱动程序接口发送指令的速度高于SCPI等解说型指令接口。假如运用需求很多且频频的PC与仪器之间的通讯,驱动程序接口成为功用约束要素的或许性将添加。这与体系是否选用模块化结构无关。

误解4:模块化仪器的信号完整性不如台式设备

大多数情况下,仪器选用模块化外形尺度并不会影响其信号完整性。现实上,在许多运用中,多个仪器之间的相互依赖会直接影响体系级的方针。关于这些运用,模块化体系一般能够供给更好的方针。例如,有些运用要求很苛刻的仪器间误差(例如MIMO运用),此刻,运用通用背板更简单满意要求。

该误解包括哪些现实?空间受限的运用更合适挑选模块化解决方案,例如注重单位面积本钱的某些制作环境。许多厂商在规划过程中做出的挑选验证了这一点。在空间有限的运用中,模块化仪器厂商倾向于献身部分功用来减缩仪器尺度。例如,他们或许选用体积较小、功用较低的振荡器,或缩小PCB的走线距离,然后导致信号耦合。可是,这是仪器规划过程中的权衡,并非模块化自身的缺陷。

一些模块化仪器运用了分区,能够完结更便利的仪器部件晋级。跨过模仿接口的分区或许需求添加连线,这或许会小幅影响功用。此外,支撑部件晋级的体系或许会添加仪器校准的难度。

误解5:模块化仪器指模块化硬件,而不是模块化软件

提及模块化仪器,大多数工程师想到的是PXI、AXI、VXI或其他类型的机箱和刺进式模块。契合规范的机箱当然归于模块化的重要内容,但有必要结合模块化软件和校准才干发挥模块化硬件的最大价值。例如,是德科技的M9391A和M9393A PXIe矢量信号剖析仪(图2)是包括4款PXI模块的模块化体系:时钟源、频率合成器、下变频器和数字化仪。


图2:是德科技“真实的模块化”矢量信号剖析仪—M9393A PXI VSA。

减缩硬件尺度是模块化的重要方针,但硬件、软件和校准的全面模块化才干完结模块化的真实价值。例如,上述产品答应客户独立晋级时钟源,以取得更超卓的相位噪声功用。驱动程序有必要支撑模块化。相同,传统台式仪器的校准包括悉数4个部件,意图是运用最简洁的办法保证最佳功用,但该办法不合适支撑时钟源模块晋级的体系。此刻需求选用不同的模块化校准办法,以保证可晋级的优势。经过此例可知,模块化仪器中硬件和软件相同重要。

该误解包括哪些现实?部分模块化产品仅仅选用模块化背板的传统台式仪器—这是现实。例如,有的PXI VSA仅仅占有多个PXI背板插槽的一个大型模块,而非4个模块组成的体系。此类产品的软件和校准与传统仪器并无二致。虽然具有体积小、支撑仪器间快速衔接等模块化硬件的优势,但此类产品在可晋级性方面无法与支撑模块化硬件、软件及校准的产品(例如M9393A PXIe VSA)混为一谈。

总结

模块化与台式测验仪器的差异并不显着,但十分重要。一般,模块化更合适构建多仪器体系。但当需求从单台仪器取得最佳功用时,专用台式仪器就很棒。在大多数体系中,能够归纳挑选台式和模块化仪器,在价格、功用和灵敏性之间取得最佳的组合。台式仪器或许更合适产品开发流程的原型测验阶段,而模块化产品有或许在体系验证等阶段发挥更大功效。因而,确认一个能够完结台式仪器与模块化产品灵敏转化的办法,然后节约测验时刻和费用才是上佳之选。

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