USB：具有優良性價比的單臺儀器接口(07-100)

　　一個 USB 接口由三個元件組成，一是主控機(PC機或筆記本機)，二是USB設備(通過USB收發器芯片)，三是USB連接電纜 (四線或無直流供電的雙線電纜)。USB接口數據采用數據包傳送，每幀1 ms ，分成8個125 us 的微幀。PC 主控機啟動對USB設備的數據傳輸時，最簡單的作業需要三至四個數據包，即主機請求、數據傳送和主機確認信息。

　　向 USB 設備發送數據或從 USB設備接收數據都要經過USB設備端點(EP), EP 相當于單向開關，只能單方向傳送數據。主控機PC與 USB信息交換有四種基本傳輸模式：

　　1、中斷數據傳輸(INT)—要求定時和可靠地傳輸小量數據時使用

　　2、同步數據傳輸(ISO)—事前協商帶寬和允許有數據損失時使用

　　3、塊數據傳輸(BULK)—要求快速和無數據損失傳輸大量數據時使用

　　4、控制傳輸(CTL)—通常用于發送配置、命令、狀態等數據包

　　圖1 USB 儀器系統的方框圖

　　一個基于 USB接口標準的儀器系統方框圖如圖1所示，為了便于說明, 把它具體化為一臺通用的USB 數據采集系統。圖中左邊方框是數據采集前端，收集傳感器等器件傳送來的模擬和/或數字輸出信號。圖中右邊方框是嵌入式處理器、通信和控制邏輯電路和一組EP。經過數字處理后的多通道傳感器信號，按序列由各EP送到 USB接口和電纜，最后輸入到主控 PC機。在構建 USB 儀器系統時，主要考慮圖中右邊的處理器、通信和控制邏輯的選擇：

　　·數據傳輸率—USB標準有1.5 Mbps (低速)、12Mbps(全速)、480Mbps(高速)三種速率，可根據輸入信號的最髙速率和主控 PC機能夠支持的數據率，權衡和選擇 USB接口。

　　·PC 機的USB接口—臺式 PC和筆記本PC都有兩個以上USB 接口分別稱為主接口A和設備接口B。主接口A 連接 PC使用的 USB外圍設備，如閃存、硬盤和其它外設。設備接口B用于連接 USB 儀器。

　　·因為 USB接口標準沒有定義儀器的USB設備類別，為了便于測試測量儀的接入, 由 USB-IF(USB 實施者論壇)定義一個特別的設備類別，稱為測試測量儀器類別，簡稱(USBTMC)類。USB-IF將USBTMC 設備設計成模擬GPIB(IEEE488.1) 總線的設備，因而原來大量 GPIB儀器使用的程序和驅動器