Systémy LXI Doc. Ing. Jaroslav Roztočil, CSc. Katedra měření ČVUT v Praze, Fakulta elektrotechnická

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Systémy LXI Doc. Ing. Jaroslav Roztočil, CSc. Katedra měření ČVUT v Praze, Fakulta elektrotechnická"

Tereza Marešová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Systémy LXI Doc. Ing. Jaroslav Roztočil, CSc. Katedra měření ČVUT v Praze, Fakulta elektrotechnická Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

2 Měřicí systémy možnosti komunikace

3 Systémy LXI LAN extensionfor Instrumentation Základní idea LXI je vytvořit (integrovat ) automatizovaný měřicí, monitorovací nebo řídicí systém stejným způsobem jako lokální počítačovou síť (LAN = Local Area Network). Systémy LXI jsou založeny na principech komunikace používaných v sítích typu Ethernet (Std. IEEE 802.3). Standard udržuje a rozvíjí LXI konsorcium (LXI Consortium) vzniklo v r. 2005, založeno společnostmi Agilent Technologies a VXI Technology v současnosti se na jeho vývoji podílí přibližně 50 komerčních firem. Informace a platné specifikace naleznete na:

4 Systémy LXI Charakteristika, základní vlastnosti Charakteristika LXI: standard pro řízení a vzájemnou komunikaci měřicích přístrojů a dalších zařízení (řídicích počítačů, serverů, aj.) zapojených v síti typu Ethernet. LXI umožňuje a podporuje: izolované privátní LAN systémy i otevřené WAN (Wide Area Network) systémy s připojením do Internetu; lokální i vzdálený přístup k přístrojům; komunikaci mezi řídicím počítačem a jednotlivými přístroji; vzájemnou komunikaci mezi jednotlivými zařízeními; distribuované zpracování měřených dat; integraci hybridních systémů (tzn. použitá zařízení mohou mít i jiná rozhraní než Ethernet).

5 Systémy LXI jako perspektivní náhrada systémů GPIB rozhraní max. přenosová rychlost max. délka LXI Ethernet (standardní v PC) 12,5 MB/s (resp. 125 MB/s) jako Ethernet (v lokální variantě řádově stovky metrů) GPIB IEEE (nestandardní v PC, nutno pořídit GPIB interface module ) 1,0 MB/s 20 m max. vzdálenost 2 zařízení latence 100 m (mezi přepínačem a zařízením) ~1 ms 2 m ~20 μs

6 Systémy LXI jako perspektivní náhrada systémů GPIB kabely (včetně konektorů) cena za interface + kabeláž LXI běžně užívané v Ethernetových sítích nízká GPIB speciální dle Std. IEEE 488 vysoká SW podpora jiné výhody ANO implementovaný Web server v každém přístroji ANO masivní nasazení v lab. měřicích přístrojích v uplynulých 40 letech

7 Možná sestava hybridního LXI systému Viz [1].

8 Základní vlastnosti LXI Core Features 1. Specifikace LXI využívá otevřené průmyslové standardy jako Ethernet, TCP/IP, IPv4/IPv6, Web server, IVI drivers 2. Použití technologie Ethernetu (Std. IEEE 802.3) standardizovaná kabeláž, konektory, přenosová rychlost 10 Mb/s, 100 Mb/s nebo 1 Gb/s, přenosové protokoly. 3. Webové rozhraní (Web interface) vestavěné v přístroji podporuje W3C compliant browser Rozhraní umožňuje: a) konfiguraci a základní nastavení přístroje; b) jednoduché měření a zpracování dat; c) vzdálené ovládání v rozsahu použité sítě Příklad úvodní stránky (welcome page) webového rozhraní pro Trigger Box E5818A (Agilent Technolgies) je uveden na následující straně.

9 Agilent E5818A Web Interface

10 Základní vlastnosti LXI Core Features 4. Programování pomocí IVI ovladačů ke každému LXI přístroji musí být připraven typ ovladače IVI Specific Driver dle Std. IVI 3.1 (a navazujících Std. IVI 3.2, 3.3, 3.4 a IVI Class Specifications). Viz IVI Foundation:

11 Rozšířené funkce LXI Extended Functions 1. LXI Wired Trigger Bus (WTB) HW sběrnice pro spouštění měření. 2. LXI Event Messaging (Std. IEEE 802.3) vysílání zpráv obsahujících informace o spouštění; využívá se např. při programování spouštění konkrétního přístroje z řídicího počítače. 3. Synchronizace vestavěných hodin využívá PTP protokol. 4. Časová identifikace událostí (LXI Timestamping) navazuje na předchozí funkci. 5. LXI Event Logs záznam událostí v LXI systému identifikovaných v čase. 6. HiSLIP tento standard byl vytvořen IVI Foundation, rozšiřuje Std. VXI IPv6

12 Třídy LXI zařízení Třídy LXI zařízení (LXI Classes): ve standardu definovány do r. 2010; stále se užívají pro základní rozlišení. V současném standardu jsou definovány Core Features (dříve třída C) a Extended Functions (třída B nebo A). Třídy LXI zařízení Class C Ethernet standard, web server, IVI ovladače Class B jako C + IEEE 1588, LAN messaging (peer to peer, multicast) Class A jako C a B +HW triggering

13 Příklad zapojení LXI systému jako privátní sítě

14 Test komunikace se zařízením LXI pomocí příkazu ping Otestována komunikace s přístroji na IP adresách a

15 Test komunikace se zařízením LXI pomocí LXI Discovery Browser Pomocí LXI Discovery Browser nalezeny přístroje na IP adresách a Lze použít i NI MAX, Agilent I/O Monitor, aj.

16 Programování LXI systémů SW a HW komponenty a standardy používané v LXI systémech Viz [2].

17 Využití VISA při programování LXI Viz NI VISA User Manual (str. 120 až 123)

18 Využití VISA při programování LXI Tento řádek je klíčový!

19 Využití VISA při programování LXI Tento řádek je klíčový!

20 Využití VISA při programování LXI V příkladu programu je důležitý řádek s funkcí viopen /* zahájení komunikace s LXI přístrojem s IP adresou */ status = viopen( defaultrm, "TCPIP0:: ::inst0::INSTR", VI_NULL,VI_NULL, &instr ); Platné descriptory pro LXI zařízení(visa resource names for LXI Devices): TCPIP[board]::host address[::lan device name][::instr] TCPIP[board]::host address::port::socket

21 Využití protokolu IEEE 1588 (= PTP Precision Time Protocol) v LXI Class B pro synchronizaci časových stupnic dosažitelná přesnost synchronizace lepší než 1 μs jednotlivá zařízení musí mít implementovány časové základny (hodiny) jedno zařízení (zpravidla nejpřesnější) má Master Clock, ostatní vlastní Slave Clock, které se na Master Clock synchronizují Synchronizace Master Clock pomocí časových GPS přijímačů (přesnost 10 až 100 ns) nebo NTP protokolu (přesnost 100 μsaž1 ms)

22 Určení přenosového zpoždění a posuvu časových stupnic mezi Master a Slave

23 Výpočet zpoždění a časového posuvu stupnic při použití PTP A = (t2 t1) = D + O B = (t4 t3) = D O O = Clocks Slave Clocks Master kde O časový posuv (Offset) mezi stupnicemi Slave a Master D zpoždění (Delay) při přenosu zpráv Sync nebo Delay_Req (mezi zařízením Master a Slave) Pokud je zpoždění D v obou směrech(master/slave a slave/master) konstantní a offset O v intervalu t1 až t4 rovněžkonstantní, platí: Delay D = (A + B) / 2 Offset O = (A B) / 2

24 Problémy časové synchronizace pomocí PTP Viz [3].

25 Problémy časové synchronizace pomocí PTP Problém: switch (resp. router) nemá konstantní zpoždění Řešení: boundary clock, transparent clock Viz [5] Davis, A.: AN 1838 IEEE 1588 Boundary Clock and Transparent Clock Implementation Using the DP Texas Instruments. Application Report SNLA104 April 2008.

26 Praktické příklady PICOTEST U6200A 400 MHz Universal Counter Výrobek firmy PICOTEST nápadně připomíná čítače Agilent Technologies. Následující stránky ukazují komunikaci s přístrojem a způsob jeho ovládání pomocí webového prohlížeče (web browser).

27 PICOTEST U6200A Welcome Page

28 PICOTEST U6200A ovládánípřístroje MeasConfigure

29 PICOTEST U6200A Show Measurement

30 E5818A LXI Trigger Box konfigurace LAN

31 Praktické příklady L4534A 20 MSa/s, 4 Channel LXI Digitizer

32 Důležité adresy /nextonly/y

33 Použité materiály a důležité odkazy [1] Creating hybrid test systems with PXI, VXI and LXI. Application Note Agilent Technologies, Inc [2] Schreier, G. P. Powell, B. H.: LXI programming. Programming Preliminaries. LXI ConneXion, April [3] Weibel, H.: IEEE 1588, Standard for aprecision Clock Synchronization Protocol. Zurich University of Applied Sciences., 2005.Cohen [4] Davis, A.: AN 1838 IEEE 1588 Boundary Clock and Transparent Clock Implementation Using the DP Texas Instruments. Application Report SNLA104 April [5] Agilent LXI Timing and Events User s Guide. Agilent IO Libraries Suite E2094Q. Agilent Technologies, Inc [6] The LXI Primer. Version 1.0. LXI Consortium, Inc [7] VISA. NI VISA User Manual. National Instrument Corp., September 2001.

Podobné dokumenty

Měřicí systémy. Obsah. Systémy složené z autonomních měřicích přístrojů a modulů Sériová rozhraní. Sériová rozhraní - pokračování 1

Měřicí systémy. Obsah. Systémy složené z autonomních měřicích přístrojů a modulů Sériová rozhraní. Sériová rozhraní - pokračování 1 Literatura: Měřicí systémy Haasz,V.-Roztočil,J.-Novák,J.: Číslicové měřicí systémy.vydavatelství ČVUT, Praha 2000. Obsah Úvod Systémy složené z autonomních přístrojů a modulů Seriová rozhraní Paralelní