27.05.2016

Wissenswertes ĂŒber den LXI-Standard

Im MĂ€rz 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 fĂŒr die Mitglieder des LXI-Konsortiums deutlich leichter geworden, ihre MessgerĂ€te mit diesem Standard auszustatten. Auch fĂŒr MessgerĂ€tehersteller, die bisher noch keine UnterstĂŒtzung des LXI-Standards anbieten, ist nun eine deutlich kosten- und zeitgĂŒnstigere Variante fĂŒr die Implementierung verfĂŒgbar.




Autor: Peter Plazotta, TSEP


Der LXI-Standard legt fest, wie sich MessgerĂ€te an der Netzwerkschnittstelle verhalten sollen und definiert weitere zusĂ€tzliche Features, die das Zusammenspiel von mehreren MessgerĂ€ten im Netzwerk vereinfachen bzw. erweitern. Der Standard gliedert sich in mehrere Teilkomponenten. Die Komponente „LXI Core 2011“ enthĂ€lt, wie der Name vermuten lĂ€sst, alle Basiskomponenten wie Netzwerkkonfiguration, WebServer zur Steuerung der GerĂ€te ĂŒber einen Webbrowser und weitere Teilkomponenten, wie mDNS zur automatischen Identifikation der GerĂ€te im Netzwerk oder Event Logging.


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



Wie entstand der LXI-Standard?

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


Die bisherigen AnsĂ€tze basierten auf dem IEC Bus (GPIB bzw. IEEE488), was die Austauschbarkeit, FlexibilitĂ€t 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 fĂŒr einen standardisierten Bus fĂŒr Messsysteme an.


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





Heute sind ĂŒber 50 T&M-Unternehmen weltweit (mit Keysight, Pickering und Rohde & Schwarz als strategische Mitglieder) in diesem Konsortium (www.lxistandard.org) vertreten. Mehr als 2700 GerĂ€te 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 GerĂ€ten etabliert. Aufgrund der damit verbundenen Kosten fĂŒr 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, fĂŒr die eine eigene Implementierung einen erheblichen Kostenfaktor darstellt, wurde ein derartiger Wunsch immer wieder geĂ€ußert.


2014 entschied dann das LXI Konsortium, nun auch eine eigene Referenzimplementierung des Standards zu erstellen und ihren Mitgliedern die Source-Daten kostenfrei zur VerfĂŒgung zu stellen. Nach intensiven GesprĂ€chen 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 GerĂ€tehersteller fĂŒr sein Produkt entscheiden. Das LXI-Referenzdesign ist an dieser Stelle flexibel. Im Lieferumfang enthalten sind alternativ zwei Implementierungen: Die einfachere fĂŒr kleine Plattformen verwendet Civetweb, einen kompakten Open-Source-Webserver, dessen Quellcode direkt in die LXI-Reference-Software eingebettet ist. Die aufwĂ€ndigere Alternative basiert auf dem komplexeren NginX-Webserver mit mehr Funktionsumfang fĂŒr grĂ¶ĂŸere 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 GerĂ€tehersteller individuell angepasst werden, um Informationen der eigenen Firmware mit dem LXI-Referenzdesign auszutauschen.

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

  • 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 fĂŒr LAN-Interfaces bietet, die der bisher ĂŒblichen VXI-11 Protokoll-Emulation ĂŒberlegen ist.

  • Event Messaging Modul: Über dieses optionale Modul können verschiedene LXI-GerĂ€te miteinander eigenstĂ€ndig, d.h. ohne Controller kommunizieren, um z. B. AblĂ€ufe zu steuern oder sich zu synchronisieren. Dazu tauschen die GerĂ€te entweder ĂŒber 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 enthĂ€lt die Webseiten fĂŒr die Homepage, die Konfigurationswebseiten fĂŒr 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 GerÀteentwicklungen zu erreichen, da die Wartung der Software und die Weiterentwicklung beim LXI-Konsortium liegen.


FĂŒr GerĂ€tehersteller, die bisher den Aufwand scheuten, den Standard in ihren GerĂ€ten anzubieten, gibt es eine kostengĂŒnstige Variante, dies doch noch umzusetzen. Gerade bei den Teilkomponenten HiSlip oder Event Messaging, die bisher wenig integriert worden sind, liegen große Potenziale, um neue MĂ€rkte und Kunden ĂŒber die höhere Performanz und erweiterte Applikationen anzusprechen. Um eine Integration des LXI-Referenzdesigns in bestehende GerĂ€tesoftwaren zu ermöglichen, bietet die Firma TSEP UnterstĂŒtzung an.



Support durch TSEP

Beratend kann TSEP Trainings fĂŒr die Entwickler des Herstellers anbieten oder bei der Integration des LXI-Referenzdesigns unterstĂŒtzend tĂ€tig sein. Bei TSEP ist dabei ein Premium Support erhĂ€ltlich: Hersteller können TSEP direkt kontaktieren, falls UnterstĂŒtzung 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 ĂŒbernehmen.


In den nĂ€chsten Monaten wird es spannend sein zu sehen, wie sich das LXI-Referenzdesign bei den MessgerĂ€teherstellern bewĂ€hrt. Wir werden immer wieder von Kunden gefragt, wieso sie diesen Standard unterstĂŒtzen sollen. Hierbei wird uns immer wieder die gleiche Frage gestellt: „Verkaufe ich mehr GerĂ€te wenn ich diesen LXI-Standard unterstĂŒtze?“ Wir denken, dass die Frage einfach falsch gestellt ist. Bei mehr als 2800 GerĂ€ten, die diesen Standard erfĂŒllen, stellt sich diese Frage nicht mehr, vielmehr muss die Frage lauten: „Wieso verkaufe ich weniger GerĂ€te, da ich diesen Standard nicht unterstĂŒtze?“


 


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