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2005年度の主要技術のトレンドを占う
MARCH 2005
4. Test & Measurement
機器接続リンクの新規格



著者_Jon Titus

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新規格のイーサネットLANで、計測機器の構築と設定を容易にする

 米Agilent Technologies社(カリフォルニア州)と、米VXI Technology社(同州)の計測機器メーカー2社は、近頃LANベースの機器接続規格、LXI(LAN-based eXtensions for Instrumentation)の導入へ向けた相互接続作業に着手した。
 LXIコンソーシアム(同州サンディエゴ)によって定義されるこの公開標準は、汎用のイーサネット(IEEE 802.3)LANハードウエアとソフトウエアを採用する。そして、機器間の通信を簡素化することを目標に、2004年12月には、さらに12社がこの組織へ新たに参加した。
 標準的なLXIモジュールは、単独でプロセッサを内蔵し、LAN接続機能とトリガー入力を備えており、センサーや、プローブに電力を供給できる。このシステムは単体でも利用でき、また任意に連結させることで容易にシステムを拡張できるため、冷却能力や必要電力について面倒な計算をしたり、シャシーやケースを買い換えたり、システムを全面的に更新する必要がない。
 LXIベースのモジュールにはこの点以外にもメリットがある。先行するLANやGP-IB(IEEE 488)インターフェースを持つ計測機器との接続性も確保されている。しかし、すでにVXI、PXI、USBなどのデータリンクが存在するのに、改めて別の規格を立てる必要があるのだろうか。
 これに対して同コンソーシアムでは、これらのバスが計測分野で広く用いられているとは言いがたいこと、汎用のイーサネットを用いれば普及の面でも優位性が高いことを理由に挙げている。今や安価なデスクトップPCにもイーサネットポートが備わっており、LXIモジュールで計測システムを容易に導入して、PCとリンクすることができる。
 そのためLXIモジュールでは、モジュール間、ホストコンピュータとの通信には、標準のInterchangeable Virtual Instrument(IVI)ドライバを使用している。これらの標準ドライバなら、計測システムの開発とプログラミングを簡素化し、ソフト変更を伴わず、一つの機器を簡単に別のものに代えられる

 イーサネット上では、高速通信の技術的な課題はすでに解決されている。またICとモジュールメーカーからは、既存機器にイーサネットポートと周辺回路を付加した製品群が出されている。ソフトウエアメーカーからも、既存のアプリケーションやファームウエアコードとのインタフェースを簡素にするのに必要なTCP/IPスタックが、提供されている。
 イーサネットおよびLXI環境に対するサポート水準は、現状でも計測機器メーカーとユーザーにとって魅力的な選択肢なはずである。

イーサネットLAN上では、LXIベースの計測機器と、イーサネットポートを利用する他の機器を同じようにつなげられる。これは従来の計測機器と、ネットワーク型計測機器との橋渡しを可能にするもの。


注目すべき要素技術

■交流結合のスキャン
 IEEE 1149のハードとソフトの境界スキャン機能では、回路中の交流結合個所を特定できるようになった。米Asset InterTech社 (テキサス州)では最近、自社のScanWorks JTAGテストシステムを、オンボードの1〜10Gbpsシリアルバスに搭載した。 また、米Corelis社(カリフォルニア州)のScanExpress Tools(V.1.04)は、機器間の交流結合検出もサポートできる。

■計測機器の埋め込み
 米National Instruments社が提唱する、ユーザー自身が任意に定義できる計測モジュール/制御ハードウエアに関しては、今後多くのメーカーがその動きに乗るだろうと期待されている。このCompactRIOシステム内部のFPGAには、Lab VIEWプログラムを実行可能な状態で格納してあり、ユーザーはI/Oモジュールと制御機能の中から、選択、実行ができる。

■超高域の検査
 シリアルバスや通信規格の帯域幅がこのまま拡がり続けた場合、この信号を捕捉し、表示するツールも必要になるだろう。Agilent 社のInfiniium DSO80000 SeriesオシロスコープとInfiniiMax II Series計測システムには、最大サンプリング速度40G samples/sが利用可能な10、12、13 GHzバージョンがあり、この目的に十分な能力を備えている。同社以外は、Tektronix社とLeCroy社からも、同様の製品が発売されている。

■シリアルポートは生き続ける
 シリアル通信を使った最新のプログラミング技法は、米Mabry Software社(ワシントン州)の「シリアル通信のためのVisual Basicプログラマーズガイド」(Richard Grier著)で学ぶことができる。2004年発行の第4版では、マイクロソフト社製の計測機器アプリケーションの標準的なプログラミング言語の最新バージョンである、VB .NETでシリアルI/Oを制御する内容が追加された。



Web Resources

Asset InterTech社のScanWorks JTAGテスト・システム:
http://rbi.ims.ca/4385-519

Corelis社のScanExpress Tools (V. 1.04):
http://rbi.ims.ca/4385-520

National Instruments社のCompactRIOシステム:
http://rbi.ims.ca/4385-521

Agilent社のInfiniiMax II シリーズ計測システム:
http://rbi.ims.ca/4385-522

Mabry Software社の「シリアル通信のためのVisual Basicプログラマーズガイド」:
http://rbi.ims.ca/4385-523


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