USB 인스트루먼트 컨트롤에 대해 알아야 할 6가지 사항

플러그 앤 플레이 연결 기능과 현대 PC 및 노트북에서 USB 포트가 거의 존재하지 않기 때문에, USB는 독립 계측기를 컨트롤하는데 널리 사용되는 선택이 되었습니다. 인스트루먼트 제조업체가 더 많은 디바이스에 USB 포트를 포함시키기 시작할수록, 테스트 시스템의 수명을 보장하기 위해 USB와 관련된 몇 가지 문제를 이해하는 것이 중요합니다.

오늘날 대부분의 테스트 어플리케이션에서는 인스트루먼트에서 PC로 대량의 데이터를 전송해야 합니다. 계측을 선택할 때, PC가 어떤 전송 속도를 지원하는지 알아야 합니다. USB 표준은 4개의 데이터 전송 속도를 제공합니다.

• 저속 – 데이터 전송 속도: 1.5Mb/s 마우스와 키보드와 같은 디바이스는 일반적으로 가장 낮은 전송 속도를 사용합니다. 이는 원래 USB 1.0 표준의 일부였습니다.
• Full-Speed – 데이터 전송 속도는 12 Mb/s입니다. 2000년 고속(Hi-Speed) USB가 도입될 때까지, 이는 USB에서 가장 빠른 전송 속도였습니다. 이는 또한 원래 USB 1.0 표준의 일부였습니다.
• 고속 – 데이터 전송 속도 480 Mb/s 고속(Hi-Speed) USB 표준(USB 2.0)에 도입된 고속 전송 속도는 USB를 오디오 및 비디오와 같은 대량의 데이터를 전송할 수 있는 옵션으로 만듭니다.
• 초고속 - 데이터 전송 속도: 1Gb/s 이는 USB 3.0 표준과 함께 도입되었습니다.

연속되는 모든 USB 표준은 이전 표준과 호환되었습니다. USB 2.0 스펙은 고속 전송 속도를 도입했지만, USB 3.0의 이전 버전과 마찬가지로 저속 속도와 호환성이 유지되었습니다.  따라서 디바이스는 낮은 전송 속도, 전체 전송 속도, 고속 전송 속도만 지원하면서 USB 3.0과 호환되는 디바이스라고 부릅니다. 새 인스트루먼트를 구입할 때는 인스트루먼트가 가장 빠른 전송 속도를 지원할 수 있도록 “Super-Speed USB”라는 구문을 찾으십시오.

인스트루먼트에 나타날 수 있는 USB 포트에는 A 타입 호스트 포트와 B 타입 디바이스 포트라는 두 가지 타입이 있습니다. 타입 A 호스트 포트는 평평하고 길이가 긴 모양으로 인식되지만 더 일반적이지만, 인스트루먼트 컨트롤에 사용할 수는 없습니다. 이 커넥터를 사용하여 다른 USB 디바이스를 컨트롤할 수 있습니다. 일반적으로 데이터를 USB 메모리 스틱에 저장하거나 인스트루먼트에 마우스와 키보드 지원을 추가할 수 있습니다. 인스트루먼트를 PC에서 컨트롤하려면, 보다 정사각형 모양으로 인식되는 타입 B 디바이스 포트가 필요합니다. 인스트루먼트 데이터 시트를 살펴보면, USB 디바이스 포트 또는 USB 인스트루먼트 컨트롤의 참조를 확인하여 인스트루먼트를 원격으로 컨트롤할 수 있습니다.

USB 인스트루먼트는 설정된 통신 프로토콜을 준수하지 않기 때문에, USB 인스트루먼트를 프로그래밍하는 것은 매우 어려울 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 USB 구현자 포럼(USB-IF)은 USB 테스트 및 측정 클래스(USBTMC)라는 특정 디바이스 클래스를 정의했습니다. IEEE 488.1 표준을 모방하도록 설계된 USBTMC를 지원하는 인스트루먼트는 GPIB와 마찬가지로 프로그래밍할 수 있습니다. NI-VISA와 같은 업계 표준 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스 (API)를 사용하여 하위 레벨 통신 프로토콜을 구현하지 않고도 인스트루먼트 명령을 보내고 읽을 수 있기 때문에 이 디바이스 클래스는 인스트루먼트 컨트롤을 크게 단순화합니다.

USBTMC를 지원하지 않는 디바이스의 경우, 제조업체가 제공하는 드라이버를 사용하거나 디바이스를 USB RAW 모드로 프로그래밍해야 합니다. NI-VISA는 USB RAW 모드에서 통신을 지원하지만, 해당 통신 프로토콜의 특성에 대해서는 인스트루먼트 공급업체에 문의해야 합니다.

다른 버스와 비교하여 USB의 가장 큰 장점 중 하나는 플러그 앤 플레이 연결 지원입니다. NI Measurement & Automation Explorer (MAX)와 같은 도구를 사용하면 USBTMC 인스트루먼트가 자동으로 감지되고 시스템에 맞게 구성됩니다. 이더넷/LAN과 달리, 인스트루먼트에 연결하기 위해 IP 주소를 입력하거나 회사 방화벽을 사용하지 않아도 됩니다.

GPIB 컨버터를 사용하면, 기존의 GPIB 인스트루먼트를 사용하는 동안 플러그 앤 플레이 연결, 사용 편의성, USB 포트에 대한 손쉬운 접근과 같은 다양한 장점을 얻을 수 있습니다. 모든 USB 포트를 완벽하게 작동하는 GPIB 컨트롤러로 변환할 수 있는 고속(Hi-Speed) USB 디바이스인 NI GPIB-USB-HS+와 같은 장치를 통해 이 작업을 수행할 수 있습니다. 기존의 인스트루먼트를 사용할 수 있기 때문에, 새 인스트루먼트를 프로그래밍하지 않고도 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 투자를 절약하고 개발 비용을 절약할 수 있습니다.

USB는 오늘날 널리 사용되는 통신 버스이지만, 컴퓨터 산업의 역사에 따라 오늘날의 핫 테크놀로지가 내일 더 이상 사용되지 않을 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 히스토리 때문에, 통신 버스가 변경되는 경우에도 테스트 시스템의 수명이 지속되도록 결정하는 것이 중요합니다. 이를 수행하려면 VISA(Virtual Instrument Software Architecture) 및 National Instruments LabVIEW 플러그 앤 플레이 인스트루먼트 드라이버를 사용하십시오. 통신 버스 위에 내장된 이러한 기술을 사용하면, GPIB, USB, 시리얼, 이더넷/LAN 중 어느 버스와 관계없이 표준 API로 시스템을 프로그래밍할 수 있습니다. 인스트루먼트의 프로그래밍 인터페이스가 변경되지 않는 한, 통신 버스 사이를 전환하려면 코드 수정이 거의 필요하지 않으며 테스트 시스템의 수명을 보장할 수 있습니다.