Couverture ElectroniqueS n°127

Alors que le standard VXI marque le pas, notamment depuis l'apparition du PXI, et que Ie PXI Express ne décolle pas vraiment, le LXI connaît un début prometteur, tout au moins en termes de catalogue produits. Plus ouvert, simple et économique, il pourrait bien constituer l'avenir de l'instrumentation… et pas seulement modulaire. Initialement créé par Agilent et VXI Technology durant l'été 2004 et promu par le Consortium LX I (www.lxis-tandard.org), fort de plus de 50 membres dont tous les leaders de la mesure électronique – hormis Tektronix, qui panse encore les plaies ouvertes par son échec en VXI –, le standard LXI (Lan extensions for instrumentation) reprend les concepts de l'instrumentation virtuelle, précédemment développés avec les architectures PXI, VXI et consorts. Il fait appel au lien Ethernet comme support de communication entre modules et avec le calculateur de commande (encadré I).La spécification d'origine imposait des contraintes mécaniques relativement fortes, toutefois beaucoup moins sévères que celles qui s'appliquent aux autres formats d'instrumentation modulaire. Mais elle initiait une caractéristique essentielle : l'autonomie en termes d'alimentation. Chaque instrument LXI doit donc fonctionner sur une alimentation intégrée ou obtenir son énergie d'une source continue externe ou sur le bus (selon le standard PoE, Power over Ethernet). Cela affranchit le module LXI du carcan du châssis indispensable aux autres standards d'instrumentation modulaire.De ce fait, les contraintes mécaniques strictes définies au départ perdent une partie de leurs raisons d'être, et le standard LXI a pu s'étendre ultérieurement à une grande variété d'appareils de mesure qui sortent largement du cadre de l'instrumentation modulaire. Ainsi, à partir d'une norme définissant des instruments, l'évolution a amené à ne plus considérer que l'aspect communication et interface logicielle entre produits, le LXI n'étant plus dans la plupart des cas qu'un standard de bus, successeur potentiel du vénérable GPIB (IEEE 488).Standard modulaire ou de communication ?Prévu au départ comme un standard d'instrumentation modulaire, le LXI a dérivé, en s'affranchissant des contraintes mécaniques strictes, vers une norme de communication entre instruments. Dans sa vocation initiale, le LXI sonne-t-il le glas des coûteux châssis et modules caractéristiques des autres standards ? On peut se poser la question en comparant l'évolution de son offre et celle du PXI Express (PXIe), dont les spécifications datent, elles aussi, du deuxième semestre 2005.Le site de l'organisme en charge de la promotion du PXI (PXI Systems Alliance) mentionne 1 150 modules PXI disponibles sur le marché, mais ne fait pas la part des différentes versions. En fait, il semble que trois constructeurs seulement proposent des châssis PXIe : Geotest, National Instruments et PXIdirect. Actuellement, il n'y a qu'une vingtaine de modules PXIe disponibles, dont dix-huit chez National Instruments, à comparer avec les matériels LXI dont le nombre dépasse 520. Cela étant, le PXIe est-il réellement l'avenir du PXI ?Quoi qu'il en soit, on peut considérer que l'explosion des instruments LXI a toutes les chances de continuer, compte tenu de la modicité du coût de la compatibilité avec ce standard pour un appareil basé sur une plate-forme micro-informatique. En utilisant une norme de communication ouverte et en relâchant considérablement les contraintes mécaniques, le Consortium LXI s'est créé les conditions d'une future hégémonie sur l'instrumentation ouverte et décentralisée (encadré II).I. - Quel réseau pour le LXI ?A priori, la conformité du LXI aux standards de réseau permet aux instruments LXI de fonctionner sur tout type de réseau Ethernet, pas spécialement dédié à la mesure. En particulier, tout réseau local d'entreprise, à support cuivre ou comportant des sections sans fil, devrait pouvoir faire l'affaire. Il faut toutefois y regarder de plus près, car le réseau LXI supporte des données de type métrologique, dont certaines ont des contraintes temporelles fortes. Comme le temps d'acheminement n'est pas déterministe, il est préférable, dans ce cas, de constituer un réseau plus simple sur lequel aucun trafic étranger ne risque d'interférer avec ses données. Dans le cas où l'accès à d'autres ressources (Internet, Intranet d'entreprise) serait nécessaire au niveau du poste qui contrôle les instruments, il est recommandé de disposer d'un deuxième port Ethernet afin de séparer les accès. De cette manière, les ressources destinées à la mesure ne sont pas partagées avec celles de l'accès distant.Remarquons que les commutateurs et routeurs interfèrent sur le processus de synchronisation IEEE 1588/PTP, le trafic qu'ils ont à gérer provoquant une gigue supplémentaire sur les messages relatifs à la synchronisation. La solution préconisée consiste à intégrer des horloges IEEE 1588 dans les routeurs (« boundary clocks »). Sachant que les horloges asservies sont par nature moins précises que les horloges mères, il y a donc lieu de réfléchir sur la topologie du réseau, de manière à ce que les horloges les plus précises et les plus stables ne soient pas dégradées par leurs positions à l'intérieur du réseau et que les horloges qui, par les exigences de la mesure, doivent être de meilleure qualité métrologique ne soient pas placées trop loin (en termes d'asservissements intermédiaires) de l'horloge principale.II. - Avec LXI, Ethernet va-t-il enterrer le bus GPIB ?Jusqu'à une époque récente, qui disait banc de test et interconnexion d'appareils de mesure sous-entendait automatiquement GPIB.La norme IEEE 488 date toutefois de 1975, la standardisation de commandes spécifiques aux divers types d'appareils (SCPI) a été introduite en 1990, et l'amélioration apportée en 2003 (passage de la vitesse maximale de 1 Mo/s à 8 Mo/s) ne constitue pas, en 2008, un argument décisif en faveur de l'emploi systématique du GPIB comme lien de communication privilégié entre instruments.En effet, en ce qui concerne la performance, Ethernet est largement supérieur (avec des potentiels au-delà du gigabit/s) et économiquement il n'y a aucune comparaison entre les deux bus (interfaces, câbles et connecteurs, logiciels…). Même l'argument de l'aspect non déterministe de la communication IP ne tient plus devant les performances obtenues avec le protocole IEEE 1588 PTP (Precision time protocol). On peut donc penser que, face au LXI, l'IEEE 488 a du plomb dans l'aile.Mais on n'efface pas d'un simple coup de gomme plus de trente ans d'histoire : l'effet de parc reste assez important pour maintenir à moyen terme la présence du GPIB sur le marché. On peut cependant prévoir que la demande faiblira d'elle-même et que l'implantation de ce bus sur les nouveaux appareils deviendra de plus en plus optionnelle, alors que la présence de ports Ethernet (avec ou sans conformité LXI) et USB est de plus en plus perçue comme une obligation.

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