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Der LXI Standard

LAN eXtensions for Instrumentation - kurz LXI genannt - ist ein Industriestandard für die Kommunikation mit Messinstrumenten und in Testsystemen. Der LXI Standard erweitert die Ethernet Spezifikationen um Funktionen und Eigenschaften, die die Nutzung im Messtechnik-Umfeld vereinfachen. Der Standard ist vor allem wegen der hohen verfügbaren Datenraten, der guten Interoperabilität zwischen Instrumenten verschiedener Hersteller und der geringen Kosten für Kabel, Switches und andere Netzwerkkomponenten interessant. Er bietet sich als Ersatz für IEEE488 (GPIB) an.

Die LXI Basisfunktionen (Core)

Der LXI Standard definiert eine Reihe von Basisfunktionen, die jedes LXI-konforme Gerät bereitstellen muss.

  • Eine Web-Page, die vom Instrument selbst gehostet wird und eine interaktive Diagnose und optional auch Bedienung des Instruments erlaubt.
  • Vereinheitlichte Status-LEDs, die die Diagnose von Verbindungsproblemen vereinfachen
  • Die Implementierung bestimmter Protokollfunktionen für die Suche von LXI Geräten im Netzwerk. Diese erlauben z.B. den VISA Utilitys der verschiedenen Hersteller, alle im Netzwerk verfügbaren Messgeräte zu finden
  • Die Verfügbarkeit eines IVI-Treibers für das Gerät

Die LXI Extended Funktionen

Neben diesen Basisfunktionalitäten definiert der Standard ab der Version 1.4 sogenannte „Extended Functions“. Sie ermöglichen eine elegante Implementierung komplexer Funktionen, für die mehrere Geräte kooperieren müssen. Zu den Extended Functions zählen:

  • Der „LXI wired Trigger Bus“ mit Trigger-Routing über LVDS Signale
  • LXI Event Messaging
  • LXI Zeitsynchronisation auf Basis von IEEE 1588-2008- einem Protokoll für die Synchronisierung von Echtzeit-Uhren in Ethernet Netzwerken
  • LXI Zeitstempel für Daten und Event Logs
  • HiSlip
  • IPV6
  • VXI-11 (ab 1.5, zuvor Basisfunktionalität)

Die Realisierung von Extended Functions ist für den Gerätehersteller optional.

Das LXI Konsortium

Der LXI Standard wird vom LXI-Konsortium, einer Non Profit Organisation mit mehr als 50 Mitgliedsfirmen fortgeschrieben und gefördert. Die Interoperabilität von LXI-Geräten wird durch ein definiertes Zertifizierungsverfahren sichergestellt. Der Standard wurde 2005 definiert, heute bieten über 50 Messgerätehersteller mehr als 2500 konforme Messinstrumente mit LXI Interface an.

Auszug aus der Mitgliederliste des LXI Konsortiums:

  • Keysight Technologies
  • Rohde & Schwarz
  • National Instruments
  • Pickering Interfaces
  • VTI Instruments
  • Elgar / Sorensen
  • Keithley
  • Fluke
  • Rigol
  • Tektronix
  • Anritsu

Die Historie des LXI Standards

2004 stellten Agilent Technologies (heute Keysight Technologies) und VXI Technology (heute VTI Instruments) den LXI Standard vor. Ziel des Standards war die Definition einer allgemeingültigen Schnittstelle für die Vernetzung von Messinstrumenten, welche die Vorteile von GPIB Instrumenten und die Funktionen modularer Systeme wie z.B. VXI verbinden sollte. Neben der Programmierung der Instrumente war die Bereitstellung von Trigger-und Synchronisationsfunktionen ein zentrales Thema.

Der Standard war von Beginn an als offener Industriestandard gedacht, schnell schlossen sich weitere Hersteller dem Konsortium an.

Der LXI Standard wird von den Mitgliedern des Konsortiums kontinuierlich vorangetrieben, dazu treffen sich die Mitglieder regelmäßig bei sogenannten Plug-Festen und in Arbeitsgruppen. Im Rahmen der Plug-Feste erfolgt auch die Zertifizierung neuer LXI-Geräte.

LXI Versionsstand | Publikationsdatum

Vs. 1.0 | Sept 2005
Vs. 1.1 | April 2006
Vs. 1.2 | Aug./Sept. 2007
Vs. 1.3 | Sept./Okt. 2008
Vs. 1.4 | Mai 2011
Vs. 1.5 | Nov. 2016

LXI Klassen

Bis zur Version 1.4. des Standards baute die Definition der Funktionen auf hierarchischen Klassen auf.

Die Klasse C definierte Basisfunktionen.

Die Klasse B ergänzte die Zeitsynchronisation gemäß IEEE1588 Precision Time Protocol und brachte vor allem für verteilte Systeme Vorteile.

Die Klasse A erweiterte den Standard um einen schnellen Hardware-Triggerbus (M-LVDS) für lokale Systeme.

Trennung in „Core“ und „Extended Functions“

Das alte LXI-Klassenmodell erwies sich als ungünstig für Hersteller, die spezifische Messtechnik für bestimmte Anwendungsfelder realisierten. So musste z.B. der Hersteller eines schnellen Subsystems mit Hardware-Triggerfunktionen auch den IEEE1588 Standard implementieren, obwohl es dafür in der Zielapplikation keinen wirklichen Bedarf gab.

Version 1.4 trug dem ab 2011 Rechnung, indem die alten Klassen bis auf die Basisklasse aufgelöst wurden. Die Zusatzfunktionen sind nun frei kombinierbar, jeder Hersteller implementiert nur die ihm sinnvoll erscheinenden Erweiterungen als „Extended Functions“.

Im November 2016 wurde mit Version 1.5 strukturell weiter gearbeitet. Auffälligste Änderung in dieser Version wurde jedoch die Herunterstufung der bis dahin verpflichtenden VXI-11 Unterstützung zu einer Extended Function.