首先，中国是发展中国家，仪器仪表行业与发达国家相比有10～15年的差距。但在发展中国家行列，我国是仪器仪表行业最大最齐全、综合实力最强的一个国家。

　　本中频信号处理模块采用CPCI总线接口，通过CPCI总线接口完成对模块的控制及读取数据，CPCI总线是先进的高性能、高兼容性并行标准接口总线，它可同时支持多组设备，不受制于处理器，并为处理器和高速外围设备提供了一条通路，大大提高了数据吞吐量，可确保各个处理模块之间及与系统之间的工作可靠运行。

　　中频信号处理模块通过CPCI总线接口与工控机进行连接，工控机通过CPCI总线接口控制信号处理模块工作并读回采样得到的数据。如图2-1所示为系统总体结构。

　　按产品技术水平、来源和市场状况，自动化控制系统及主干现场仪表大致可分为以下4类：

　　第一类，一般常用的测温、测压、流量、显示和控制调节仪表产品。此类产品以中低档居多，我国企业已有能力承担这类产品的改进提高和市场适应性研发。

　　第二类，20世纪80年代和90年代初期引进技术并已国产化的产品。这类产品我国企业已掌握核心制造技术，能够稳定生产，产品也有了一定的市场占有率。但由

　　当今时代已经进入分子、原子分析检测新阶段，微纳科技的发展直接推动了精密检测仪器的快速发展。值得特别关注的是微电机系统/纳机电系统（MEMS/NEMS）测试仪器,以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜,以及基于STM/AFM的基本原理新发展起来一系列SPM（如磁力显微镜、静电力显微镜

　　光学捕获（Optical Trapping）是一种新型的光学微操作技术。它将一束光用高数值孔径的物镜聚焦成微米级的光斑，形成梯度来实现对微小粒子的捕获和移动。这项技术被广泛应用于各种微观领域的研究。微型色谱仪将得到很快的发展。C2V公司已经推出了世界上最小最快的手持式气相色谱仪，主机大小仅124mm×84mm×60mm，所含柱模块大小为60mm×100mm×12.5mm，可在（10~30）s内完成天然气主要成分的全分析。核磁共振（NMR）的微型化近年来已经取得重大进展，瑞士Neuchatel大学开发成功一种高质量因子可供微流控芯片NMR全分析系统使用的射频平面微线）nL，并可在几秒内获得所需的信噪比。NMR微型化应当是值得关注的发展方向。光频光梳光谱法（Optical Frequency Comb Spectroscopy）是最新发展起来的另一种重要的仪器技术，采用这种技术可以在极短的时间内以很高的灵敏度检测许多不同的气体，将在临床诊断领域发挥重要作用。

　　术主要包括漫射光层析成像、荧光成像、相干层析成像、光声成像等。光学相干层像（OCT）结合了共焦显微术和低相干光的外差探测技术，它是一种在一维光学低相干反射测量技术的基础上扩展而来的二维或三维成像技术。

　　第三，目前，仪器仪表行业是直接与外商竞争的行业。外资在华已进入第三阶段。第一阶段以合资和技术输出为主，20世纪90年代前后的合资转成控股为第二阶段，现在已进入到以独资和兼并我国优秀企业为主的第

　　第四，一些中低档产品已具有规模优势和国际市场竞争力。比如国内普通数字万用表等产品的产量在世界上占了很大的比重，家用电能表生产量占世界的50%。目前，我国已成为电能表、显微镜、望远镜、温度计、压力表、水表、煤气表、光学元件等产品的生产和出口大国，集装箱检测设备等高档产品的出口也开始取得突破。

　　目前，我国仪器仪表行业处于高速发展中，进出口逆差比较大，在整个机电行业内属于改制和转制进展比较快的行业，相当数量的国有企业已经转为民营，三资

　　一个以光子学与生命科学相互融合的新学科———生物医学光子学随着激光、电子、光谱、显微及光纤等技术的发展而迅速成长起来，应运而生出现了不少新型科学仪器。应用这些仪器不但丰富了人们对于光与生物组织体相互作用机理的认识，而且促进了各种新的生物研究仪器和医学诊断仪器的发明。光子成像技

　　现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。

　　数据采集作为一种重要的现代技术，已经在通信、航天航空、遥感遥测、生物医学、军事、信息安全等领域得到广泛的应用。数据采集特别是高速高分辨率的信号处理技术对相关领域的发展具有深远意义。随着电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器领域中的应用，新的测试理论、方法以及新的仪器结构不断出现，电子测量仪器的功能和作用也发生了质的变化。本例简单介绍精密仪器在数据传输的应用。

　　目前，我国企业生产的产品能够满足科研、生产和社会各个方面的一般性需求，但是高端需要仍主要依赖进口。下面结合仪器仪表类别作详细分析。

　　仪器仪表产品品种门类繁多，覆盖面很广。按照国家新的国民经济分类标准，仪器仪表产品有20小类，可归纳为工业自动化仪表和控制系统、科学测试仪器、常用仪器仪表和专用仪器仪表等4大类。其中，对国民经济支柱产业和重大装备影响最大、代表行业水平的是自动化控制系统及主干现场仪表、关键精密测试仪器两大部分。

　　第四类，以国家重点工程为主的大型工程项目采用的高中档产品。目前，我国绝大部分项目采用三资企业生产和进口的产品，例如大型DCS系统、PLC、核电数字控制系统及仪表、高精度压力/差压变送器、大压差/耐磨/耐冲击调节阀、质量流量计、超声波流量计等产品，以及用量少、技术难度大、专用性强的品种。

　　在本信号处理模块的设计中，要求通过CPCI接口把大量的存储数据通过足够快的速度传输给上位机。。

　　CompactPCI简称CPCI，它是在PCI（Peripheral Component Interconnect）范的基础上改进而来的。PCI总线是先进的高性能的局部总线，可同时支持多组外围设备。PCI局部总线不受制于处理器，它为中央处理器及高速外围设备提供一座桥梁，更可控制总线之间的数据传输，提高数据吞吐量。CPCI使用工业标准的机械组件和高性能连接技术，为工业应用提供了一个最优化的系统，CPCI总线的电气规范与PCI总线的电气规范是兼容的，因此CPCI总线也拥有PCI总线的优良性能。CPCI局部总线MHz的时钟频率操作，采用32位或64位数据总线MB/S。

　　于国外新一代产品已经成熟并大量进入市场，因此目前我国企业生产的产品主要用于中小工程项目。

　　第三类，我国自行研发的高中档产品，代表性产品如分散型控制系统（DCS）和电磁流量计。这些产品的基本性能和功能已与国外产品接近，有较高的市场占有率，并在不断上升。但应用对象仍以中小工程项目为主，用于大型工程项目的主要是非主要装置、非主要控制系统和非关键工位。

　　我国现阶段研制生产的精密测试仪器，整体达到国际20世纪90年代初中期技术水平，主要包括色谱仪器、光谱仪器、电化学仪器、研究型光学显微镜、扫描电子显微镜、电子天平、离心机、电子万能试验机、超声波探伤机、X射线探伤机、电子经纬仪、精密电测仪器等。一些产品的技术水平接近、达到当前国际同类产品的先进水平，例如微波等离子光谱仪、便携式光离子化气相色谱仪、全自动原子吸收分光光度计、原子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ光分光光度计、激光干涉计量仪器、全站仪、全自动智能超声波探伤机、全自动远程诊断光学显微镜等。

　　现代工业仪器仪表的发展，不但取决于产品技术水平，而且涉及工程应用技术。近年来，不少测控设备生产企业以及火电、石化、冶金等应用部门的科技型企业和工程公司在应用软件开发和系统集成技术等方面有了相当进展，通过承担国外控制系统和产品的工程应用，掌握了一批大型工程和装置的自控应用技术。但随着国外现场总线、SOLUTION、MIV、EPC等技术和工程总成方式的发展，我国自控系统及现场仪表进入大型工程的困难将进一步增加。我国自动化控制系统及现场仪表和关键精密测试仪器，与国际水平总体上仍有差距，主要表现如下：