根据综合性仪器工作组的定义，综合性仪器是一个可重复配置的系统，它通过标准化的接口连接一系列基本硬件和软件组件，从而产生信号或者使用数值处理技术进行测量。换句话说，它是硬件和软件模块的级联，用在组合体中，从而模仿部分传统电子仪器。综合性仪器包含四个主要部件: 信号调节器、频率转换器、数据转换器和数值处理器，如图所示。
这个简化的结构框图可以描述多数微波仪器，像信号发生器、频谱分析仪、频率计数器、网络分析仪等。然而，利用SI模块的应用可能需要多个类似的模块，以便模仿其原始仪器的功能。
初看起来，SI结构比相应的传统仪器的结构更复杂，这是因为：为了获得预期的性能和处理能力，通用仪器经过了装配和优化。如果目标仅仅是为了再生产唯一的设备，那么这样做是对的。然而，多数ATS的信号激励源和测量仪器的差别很大，因此，通过减少冗余模块可以实现新级别的效率。DoD预期应用综合性仪器实现6个目标，如表所示。
综合性仪器目标:
1. 降低ATS的总体拥有成本
2. 减少开发和调遣新的或升级版ATS的时间
3. 通过可共同操作的ATS来提供US与联合伙伴间更大的灵活性
4. 减小测试系统的后台规模
5. 减小测试系统的实体面积
6. 提高测试的质量
虽然是一些高目标，但DoD及许多仪器制造认为随着时间的推移，有可能实现。也许，最具挑战的目标是实现总体拥有成本的降低。许多情况下，这就意味着要压低测试资产的价格。虽然价格是总成本的一个主要部分，但无论如何要给予尽可能大的长期支持，使得这些测试系统可以正常运作20年以上。这是一个极具挑战的目标，原因是：DoD预测到这些来自不同厂商而由一个厂商将其混合、匹配成产品的SI模块已经过时，并且需要替代品。这必须实现，而无需对核心测试系统软件程序做软件变动(可能需要一些硬件驱动来支持新卖家的硬件)。这只有在一些标准硬件/软件接口被定义的情况下实现，就像计算机产业。
综合性仪器的理念出现有好多年了，因此，并不是个新概念。安捷伦科技(正式地Hewlett-PACkard Co., Palo Alto, CA)20多年前就提出模块测量系统(MMS)，这个系统实现了上表中的许多目标。包括US海军最成功的测试平台CASS(加强的空中保障系统)在内，DoD的很多ATS都集成了安捷伦的MMS部件。然而，只有少数商业测试设备制造商为这个平台开发模块。这样，当模块过时时，就没有可替代的模块。因此，要改变的就是使不同测试设备公司更广泛地采用综合性仪器。
当安捷伦开发MMS平台时，模块中的许多关键电子元件是由安捷伦的铸造厂开发和生产的。这样可以获得比商用级别更高的性能，使安捷伦的竞争对手很难制造出可用的替代品。
过去十年，无线技术(手机)以大的年增率快速发展，同时高速远程通信产业也引起了像德州仪器((Dallas, TX)以及模拟器件(Norwood, MA)等大的元件制造商的注意。新的注意力改变了数据转换器和数字信号处理器(DSPs)性能发展的节奏。这两个组成SI结构中数据转换器和数值处理器模块的核心元件使得仪器制造商购买现成的高性能元件成为可能。不幸地，不存在可以加速发展微波和毫波元件的大于6Ghz的“高容量”应用。
因为这些新元件以摩尔定律速度发展(每18个月性能提升一倍)，那么可以期待获得有用信号的更快的分析和估计。同时，数据转换器以1.5倍的摩尔定律更快地发展(每24到36个月加倍)，只有专用元件可以获得改进的准确度。如果从综合性仪器工作组的工作中出现一个工业标准接口，那么将会出现更大程度的竞争。测试系统综合器应小心避免应用那些测试模块已过时或无支持的系统结构，如插件箱模块中的仪器应用。安捷伦正在新的LXI(对仪器的局域网扩展)模块中开发它的综合性仪器，以避免插件箱中的缺陷。
如果对现有的微波仪器，比如向量频谱分析仪或向量信号发生器作个调查，不会与上图中的有什么不同。主要的区别在于：包括键盘、显示器和数值处理器在内的所有元件都放置在同一个金属板上，而不是各自独立的模块。对用户而言，主要的好处是：仪器制造商负责模块间的互联网络，包括信号的调节和转换。不同于更早的微波仪器，其性能和准确性建立在所用元件幅度和相位误差总和的基础上，新的数据转换器、DSPs及板级校正允许现在的微波仪器对同样的测量采用更严格的规范。
然而，如果想利用微波仪器的最高性能，就像DoD的需求，难么，当其可用时，增加最新的技术并不容易，因为它只有一个来源?D?D原始的设备制造商(OEM)。
如果从图中的框图中去掉频率转换器模块，剩下的就是理想的综合性仪器或者说是通过软件定义的仪器(SDI)。当存在可以运行在40GSamples/s的ADC时，此最高性能的ADC仅提供8－b的分辨率，这对大多数微波而言是不够的。
对现在及将来的多数应用而言，动态范围(有效位数或无杂讯动态范围)成为数据转换器的定步参数。当没有可用的、具有足够带宽的数字转换器或任意波形发生器(AWG)时，要增加一个可以将信号转换到数字转换器频带内的频率转换器。音频应用是一个数据转换器实现所需的所有带宽和动态范围的例子，音频中，实际上所有生产设备都是直接转换的。商业上可用的ADCs都具有大于115dB的动态范围和大于20Khz的带宽，这是人耳可分辨的。区分一个制造商与另一个制造商产品的不同就是其信号调节器和DSP算法可以最好地重现原始声音和音乐。
总之，ARGCS合同是自动测试系统发展的一个转折点。在实现DoD的目标之前还面临许多挑战，促进了真正的多厂商应用。压低ATS总体拥有成本需要仔细考虑所采用的元件所起的主要作用。理论上，要尽可能利用商业上工业标准，而不要将自己限制在任何一种标准中，因为标准会随着技术发展而变化。如果成功，要用多长时间来压低测试系统的购置成本以为商用仪器制造商的支持带来充足的裕量？鉴于这一点，安捷伦的新的基于LXI的综合性仪器在成本、性能、尺寸以及长的使用期限(最重要的)之间提供了最好的平衡。
