LXI仪器中网络发现协议和时钟同步协议的研究与实现

摘要

随着科学技术的进步，测试任务越趋复杂，被测对象地域相距越来越大，因此分布式自动测试系统的作用越发突出。为了适应这种发展趋势，Agilent和VXI科技公司提出了新一代的测试仪器总线——LXI(LAN eXtension for Instrumentation)。LXI总线结构开放，而且其不需要专用机箱的特点为组建分布式自动测试系统提供了十分便利的条件，同时 LXI总线与其它仪器总线组建的混合测试系统也为测试复杂的被测对象提供了一种方便、灵活的解决方案。
　　本课题主要是在对LXI仪器总线技术深入研究的基础上，设计了基于LXI仪器总线的最高采样率为500MHz的64通道A级逻辑分析仪模块。其软件部分功能主要包括了LXI仪器的网络发现功能；LXI A、B级仪器的时钟同步功能；IVI-COM驱动接口；IVI同步接口和基于B/S结构的仪器控制功能等。而本文在了解了LXI仪器总线发展趋势的基础上，重点研究了LXI仪器网络发现协议(VXI-11协议)与LXI时钟同步协议。
　　LXI网络发现协议不仅是LXI标准所要求实现的基本功能，而且其在LXI仪器驱动接口结构中承担着沟通上层仪器驱动与仪器的关键作用。因而本文在研究LXI仪器网络发现协议以后，首先采用Netbula公司RPC库实现LXI仪器网络发现功能，并分析了这种实现方式存在的不足之处。其后，自主开发了RPC库并利用其实现LXI仪器网络发现协议。这种实现方式克服了采用第三方RPC库存在的不足之处。
　　LXI A和B级仪器要求实现时钟同步功能。而由于网络环境的特殊性，其高精度的时钟同步是LXI仪器开发的技术难点之一。因而本文在研究了LXI仪器时钟同步协议之后，首先阐述了IEEE1588精确时钟同步协议软件的设计思想。其次，叙述了时钟协议状态机软件模块与最佳主时钟算法的实现过程，并对调用最佳主时钟算法的时机进行了适当的优化处理。在比较了实现时钟同步模块两种方式的差异之后，分别描述了两种实现方式下时钟同步模块的设计过程；分析了其时钟同步试验结果。试验结果表明局域网内同步精度达到指标要求。最后，对本课题做了技术总结和改进展望。

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第一章 绪论

1.1 仪器总线的发展

1.2 LXI仪器国内外研究现状

1.3 课题研究的内容及设计要求

第二章 VXI-11协议的研究与实现

2.1 LXI逻辑分析仪模块的软件框架

2.2 VXI-11基本原理

2.3 VXI-11协议在LXI仪器中的作用

2.4 VXI-11协议的实现

第三章 网络时钟精准同步IEEE1588协议的研究与实现

3.1 IEEE1588精确时钟同步协议简介及其同步原理

3.2 IEEE1588软件总体设计思路

3.3 程序主线程设计

3.3程序协议状态机线程设计

3.4 STATE_CHANGE_EVENT处理线程设计

3.5 时钟同步模块软件实现方案

3.6纯软件实现时钟同步模块

3.7软件加硬件实现时钟同步模块

第四章 LXI仪器同步精准度的测试与实验

4.1 提高时钟同步精度采取的优化措施

4.2 采用软件加硬件方式实现IEEE1588协议的同步试验

第五章 结论与展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间的研究成果