VXI总线与虚拟仪器技术

2.4 VXlbus系统通信

通信是VXibus标准的又一个重要组成部分。VXIbus总线规范定义了几种器件类型和通信协议。然而，规范为了保证开放性，并没有规定VXIbus主机箱和器件的控制方式，以便厂商可以灵活定义并与高速发展的PC技术同步。下一节将要详细讨论当前流行的几种方式。

每个VXIbus器件都有一个唯一逻辑地址（unique logical address,ULA），编号从0到255，即一个VXIbus系统最多有256个器件。VXIbus规范允许许多器件驻留在一个插槽中以提高系统的集成度和便携性，降低系统成本，也允许一个复杂器件占用多个插槽，VXIbus通过ULA进行器件寻址，而不是通过器件的物理位置。

每个VXIbus器件必须具有图1所示的一组寄存器，这些器件占用VXIbus A16地址空间的高16K。图中所标注的地址是相对于器件基地址的偏移地址。器件基地址计算公式为：

基地址=ULA×3F16+0C00016   （1）

图中A32指针高是指数据的高16位，A32指针低是指数据的低16位，A24指针高是指数据的高12位，A24指针低是指数据的低12位，数据低是指数据的低8位，数据高是指数据的高8位。

最常见的VXIbus器件

寄存器基器件是最简单的VXIbus器件，通过寄存器读写来通信，常用于功能简单的器件。它通过VXIbus定义的配置元素来完成配置，并通过器件相关寄存器来工作。寄存器基器件具有很高的通信速度，随着众多产品对VXIplug&play标准的支持，其编程难的问题也得到了解决。

消息基器件通常是VXIbus系统中具有本地智能的器件。高性能仪器通常都是消息基的。除了VXIbus系统最基本的配置寄存器外，消息基仪器还具有一组通信寄存器，并支持基于ASCII码的字串行协议，以同系统中的其它消息基器件通信。这样尽管会因为对ASCII码命令进行解析而降低通信速度，但是它可以简化多厂商支持，并简化编码（当然随着VXIplug&play标准的普及而不再显著）。消息基器件的成本较高。

3 VXI总线控制方式

总的来说，VXI控制器有嵌入式和外接式两类，而外接控制器又有很多不同的方案可供选择。

3.1 嵌入式VXI控制器

嵌入式VXI控制器就是把计算机做成VXIbus模块，直接安装到VXI主机箱中，并通常占据0槽位置。大多数嵌入式控制器都基于PC体系，也有部分是基于HP-UX和其它如Lynx-OS实时系统的。采用嵌入式控制器的VXI系统具有最小可能的体积。

嵌入式控制器能够直接访问VXIbus背板信号，并直接读写VXIbus器件的寄存器，而不会像外接控制器那样进行总线转换而引入软件开销，因此具有最高的数据传输性能。

3.2 外接式控制器

VXI总线外接式控制方式是一种灵活而且性能价格比很高的控制方案，得到了十分广泛的应用。根据所采用的外部总线，外接式控制器又有直接扩展和转换扩展两种方式。

直接扩展就是将部分VXI总线信号线直接扩展机箱外作为外总线，连接计算机和VXI机箱控制器，例如MXI/MXI-2总线控制方案。图2给出了一个典型MXI/MXI/MXI-2总线控制方案。图2给出了一个典型MXI/MXI-2系统配置，MXI/MXI-2总线直接将PC扩展总线和VXI总线耦合起来，通过硬件数据传输周期转换，在PC扩展总线和VXI总线之间并行地进行数据传输，具有很高的随机读写和字串行性能。MXI/MXI-2总线还扩展了VXI总线的状态、中断、时钟和触发等总线，是一种高性能外接控制方案。

转换扩展就是用一些跟VXI总线无直接联系的通用总线（如GP-IB、1394、MAX-3、光纤通路等），来连接计算机和VXI总线控制器，从而构成GPIB-VXI、VXI-1394、MXI-3、FOXI等控制方案。图3给出了一个典型的VXI-1394系统。由于这些外总线通常都是串行的或者位数很少的并行总线，数据传输过程中需要作大量的总线转换工作，首字节延迟较长，随机读写和字串行性能较低。并且采用这些控制方式的计算机不能直接访问VXI总