27.05.2016

Wissenswertes über den LXI-Standard

Im März 2016 hat das LXI-Konsortium das LXI-Referenzdesign in der Version 1.0 freigegeben. Mit Hilfe dieser Referenzimplementierung, die im Sourcecode vorliegt, ist es nun für die Mitglieder des LXI-Konsortiums deutlich leichter geworden, ihre Messgeräte mit diesem Standard auszustatten. Auch für Messgerätehersteller, die bisher noch keine Unterstützung des LXI-Standards anbieten, ist nun eine deutlich kosten- und zeitgünstigere Variante für die Implementierung verfügbar.




Autor: Peter Plazotta, TSEP


Der LXI-Standard legt fest, wie sich Messgeräte an der Netzwerkschnittstelle verhalten sollen und definiert weitere zusätzliche Features, die das Zusammenspiel von mehreren Messgeräten im Netzwerk vereinfachen bzw. erweitern. Der Standard gliedert sich in mehrere Teilkomponenten. Die Komponente „LXI Core 2011“ enthält, wie der Name vermuten lässt, alle Basiskomponenten wie Netzwerkkonfiguration, WebServer zur Steuerung der Geräte über einen Webbrowser und weitere Teilkomponenten, wie mDNS zur automatischen Identifikation der Geräte im Netzwerk oder Event Logging.


Andere Teilkomponenten sind optional, wie Event Messaging, HiSLIP, Wired Trigger Bus und Clock Synchronisation gemäß dem IEEE1588 Standard..



Wie entstand der LXI-Standard?

Anfang des neuen Jahrtausends wurde es immer wichtiger, verschiedene Messgeräte möglichst einfach zu einem Testsystem verbinden zu können. Dies wurde notwendig, um die verschiedenen Messszenarien und Messabläufe auch in verteilten Systemen realisieren zu können. Die immer komplexeren Anforderungen verlangten im Messaufbau immer mehr unterschiedliche Messgeräte wie Generatoren, Analysatoren, Switching Units etc., zu integrieren und diese Geräte für die Programmierung des Messablaufes mit dem Steuerrechner zu verbinden.


Die bisherigen Ansätze basierten auf dem IEC Bus (GPIB bzw. IEEE488), was die Austauschbarkeit, Flexibilität und Erweiterbarkeit begrenzte. Durch die starke Verbreitung des Ethernets sowohl im Heim-PC Bereich als auch in der Industrie, bot sich das LAN-Interface als Alternative für einen standardisierten Bus für Messsysteme an.


Deshalb haben sich 2004 die führenden T&M-Unternehmen entschlossen, einen Standard auf Basis des Ethernet Netzwerkes zu etablieren. Um dies zu ermöglichen, wurde 2004 ein Non-Profit Konsortium gegründet, um den LXI Standard (LAN eXtensions for Instrumentation) zu definieren.





Heute sind über 50 T&M-Unternehmen weltweit (mit Keysight, Pickering und Rohde & Schwarz als strategische Mitglieder) in diesem Konsortium (www.lxistandard.org) vertreten. Mehr als 2700 Geräte von 41 Mitgliedsfirmen sind LXI zertifiziert, was mehr als deutlich zeigt, dass sich dieser Standard durchgesetzt hat.



Das LXI-Referenzdesign

Bis zum Jahr 2013 hatten vor allem die Global Player im T&M-Markt eigene Implementierungen des LXI-Standards in ihren Geräten etabliert. Aufgrund der damit verbundenen Kosten für Wartung und Anpassungen an neue Plattformen wie Betriebssysteme und Rechnertechnologien, wurde der Wunsch nach einer LXI-Referenzimplementierung laut. Auch von den mittleren und kleinen T&M-Firmen, für die eine eigene Implementierung einen erheblichen Kostenfaktor darstellt, wurde ein derartiger Wunsch immer wieder geäußert.


2014 entschied dann das LXI Konsortium, nun auch eine eigene Referenzimplementierung des Standards zu erstellen und ihren Mitgliedern die Source-Daten kostenfrei zur Verfügung zu stellen. Nach intensiven Gesprächen wurde die deutsche Softwarefirma TSEP (Technical Software Engineering Plazotta) mit der Erstellung der Referenzimplementierung beauftragt. TSEP hatte zu diesem Zeitpunkt bereits mehrere Implementierungen im LXI-Umfeld realisiert.



Teilkomponenten des LXI-Referenzdesigns


  • Core Framework: Die Basiseinheit des LXI-Referenzdesigns ist das Core Framework, das sich aus dem Modulmanager, der Kommunikationssteuerung, der Datenbank und dem Webserver zusammensetzt. Welcher Websever letztlich verwendet wird, kann der Gerätehersteller für sein Produkt entscheiden. Das LXI-Referenzdesign ist an dieser Stelle flexibel. Im Lieferumfang enthalten sind alternativ zwei Implementierungen: Die einfachere für kleine Plattformen verwendet Civetweb, einen kompakten Open-Source-Webserver, dessen Quellcode direkt in die LXI-Reference-Software eingebettet ist. Die aufwändigere Alternative basiert auf dem komplexeren NginX-Webserver mit mehr Funktionsumfang für größere Plattformen.

  • Netzwerkkonfigurationsmodul: Das Netzwerkkonfigurationsmodul ist eins von drei erforderlichen Modulen des LXI-Referenzdesigns. Dieses Modul kann sowohl IPv4 als auch IPv6 verarbeiten.

  • Firmware-Interface-Modul: Das zweite erforderliche Modul ist das Firmware-Interface-Modul, das die Schnittstelle zur Firmware implementiert. Dieses Modul muss vom jeweiligen Gerätehersteller individuell angepasst werden, um Informationen der eigenen Firmware mit dem LXI-Referenzdesign auszutauschen.

  • mDNS-Modul: Das dritte erforderliche Modul ist das mDNS-Modul zur Unterstützung von Multicast DNS. Dieses Modul verwendet die Open-Source-Implementierung „Bonjour“ von Apple, die sowohl für Linux als auch für Windows geeignet ist und sowohl IPv4 als auch IPv6 unterstützt.

  • HiSLIP-Modul: Das HiSLIP-Modul ist ein optionales Modul. Es implementiert das High Speed LAN-Instrument Protocol der IVI Foundation, welches eine hoch performante Implementierung des IEC-Bus-Protokolls für LAN-Interfaces bietet, die der bisher üblichen VXI-11 Protokoll-Emulation überlegen ist.

  • Event Messaging Modul: Über dieses optionale Modul können verschiedene LXI-Geräte miteinander eigenständig, d.h. ohne Controller kommunizieren, um z. B. Abläufe zu steuern oder sich zu synchronisieren. Dazu tauschen die Geräte entweder über UDP oder TCP Datenpakete in Form sogenannter LAN Event Messages aus, deren Format in der LXI-Spezifikation festgelegt ist.

  • Event-Logging-Modul: Dieses optionale Modul protokolliert zum einen oben genannte LAN Event Messages und wird zum anderen auch als Fehlerprotokoll benutzt.

  • Webseiten: Einige dieser Module verwenden Webseiten zur Visualisierung ihrer modulspezifischen Daten. Das Netzwerkmodul enthält die Webseiten für die Homepage, die Konfigurationswebseiten für IPv4 und IPv6 und die Sicherheitswebseite. Außerdem haben die Module Event Messaging und Event Logging jeweils ihre eigenen Webseiten.









Wer ist die Zielgruppe des LXI-Referenzdesigns?

Die Global Player mit eigenen Implementierungen werden das LXI-Referenzdesign verwenden, um eine Kostenreduktion bei der LXI-Implementierung in neuen Geräteentwicklungen zu erreichen, da die Wartung der Software und die Weiterentwicklung beim LXI-Konsortium liegen.


Für Gerätehersteller, die bisher den Aufwand scheuten, den Standard in ihren Geräten anzubieten, gibt es eine kostengünstige Variante, dies doch noch umzusetzen. Gerade bei den Teilkomponenten HiSlip oder Event Messaging, die bisher wenig integriert worden sind, liegen große Potenziale, um neue Märkte und Kunden über die höhere Performanz und erweiterte Applikationen anzusprechen. Um eine Integration des LXI-Referenzdesigns in bestehende Gerätesoftwaren zu ermöglichen, bietet die Firma TSEP Unterstützung an.



Support durch TSEP

Beratend kann TSEP Trainings für die Entwickler des Herstellers anbieten oder bei der Integration des LXI-Referenzdesigns unterstützend tätig sein. Bei TSEP ist dabei ein Premium Support erhältlich: Hersteller können TSEP direkt kontaktieren, falls Unterstützung bei der Integration des LXI-Referenzdesigns in die eigene Firmware benötigt wird. Alternativ besteht die Möglichkeit des kompletten Integrations-Supports. Hier kann TSEP die Integration des LXI-Referenzdesigns in die Firmware des Herstellers übernehmen.


In den nächsten Monaten wird es spannend sein zu sehen, wie sich das LXI-Referenzdesign bei den Messgeräteherstellern bewährt. Wir werden immer wieder von Kunden gefragt, wieso sie diesen Standard unterstützen sollen. Hierbei wird uns immer wieder die gleiche Frage gestellt: „Verkaufe ich mehr Geräte wenn ich diesen LXI-Standard unterstütze?“ Wir denken, dass die Frage einfach falsch gestellt ist. Bei mehr als 2800 Geräten, die diesen Standard erfüllen, stellt sich diese Frage nicht mehr, vielmehr muss die Frage lauten: „Wieso verkaufe ich weniger Geräte, da ich diesen Standard nicht unterstütze?“


 


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