關於 USB 儀器控制您需要知道的六件事

USB 具備隨插即用的連線功能，而且現代電腦與筆記型電腦上 USB 連接埠幾乎無所不在，因此已成為控制獨立儀器的熱門選擇。隨著越來越多的儀器製造商開始在裝置上加入 USB 連接埠，了解 USB 相關的數個重要問題，以確保測試系統的使用壽命更長，便顯得格外重要。

現今許多測試應用皆需要將大量資料從儀器傳輸至 PC。選擇儀器時，您需要了解電腦可支援的傳輸率。USB 標準提供四種資料傳輸率:

• 低速 - 資料傳輸率為 1.5 Mb/s。滑鼠與鍵盤等裝置的傳輸率通常是最低。這是原始 USB 1.0 標準的一部分。
• 全速 - 資料傳輸率為 12 Mb/s。在 2000 年推出的高速 USB 之前，這是 USB 的最快傳輸速度。這也是原始 USB 1.0 標準的一部分。
• 高速:資料傳輸率為 480 Mb/s。高速 USB 標準 (USB 2.0) 推出的高速傳輸率，讓 USB 成為傳送大量資料 (例如音訊與影像) 的可行選擇。
• 超高速 - 資料傳輸率為 1 Gb/s。這是透過 USB 3.0 標準導入的。

每個連續的 USB 標準都可向下相容於舊版標準。雖然 USB 2.0 規格採用高速傳輸率，但同時保有低速傳輸率的向下相容性，USB 3.0 與其前代產品一樣。 因此，裝置通常稱為 USB 3.0 相容裝置，但僅支援低速、全速與高速的傳輸率。購買新儀器時，請注意「超高速 USB」一詞，以確保儀器可支援最快的傳輸率。

儀器上可能會出現 2 種不同的 USB 連接埠:A 型主機連接埠與 B 型裝置連接埠。A 型主機連接埠 (可藉由其扁平細長的外觀辨識) 較為常見，但無法用於儀器控制。您只能使用這些接頭來控制其他 USB 裝置，通常是儲存資料至 USB 記憶體片，或是為儀器新增滑鼠與鍵盤支援。若要讓儀器從 PC 進行控制，就需要 B 型裝置連接埠 (藉由較方正的形狀辨識)。檢查儀器資料表時，請務必查看 USB 裝置連接埠或 USB 儀器控制的參考資料，以確保能遠端控制儀器。

USB 儀器無法遵守設定通訊協定，因此，進行程式設計可能會是一大挑戰。為了協助解決此問題，USB Implementers Forum (USB-IF) 定義了一個特定的裝置類別，稱為 USB 測試與量測類別 (USBTMC)。此設計可模擬 IEEE 488.1 標準，讓您能像操作 GPIB 儀器一樣，對支援 USBTMC 的儀器進行程式設計。由於您可以使用業界標準應用程式設計介面 (API)，例如 NI-VISA，來傳送與讀取儀器指令，而無需實作低階通訊協定，因此，這種裝置類別能大幅簡化儀器控制。

若裝置不支援 USBTMC，則需使用廠商提供的驅動程式，或將裝置設為 USB RAW 模式。NI-VISA 支援以 USB RAW 模式進行通訊，但您需要聯絡儀器廠商，以了解其通訊協定的細節。

相較於其他匯流排，USB 的最大優勢之一是支援隨插即用連線功能。使用 NI Measurement & Automation Explorer (MAX) 之類的工具，即可自動偵測並設定系統的 USBTMC 儀器。不同於乙太網路/LAN，使用者無需輸入 IP 位址，也不需要擔心公司防火牆即可連接儀器。

透過 GPIB 轉換器，您可享有 USB 儀器控制的多項優勢，例如隨插即用連線功能、易於使用，以及可輕鬆存取 USB 連接埠，同時仍使用現有的 GPIB 儀器。您可以透過 NI GPIB-USB-HS+ 這款高速 USB 裝置，將任何 USB 連接埠轉換成功能完整的 GPIB 控制器。由於您可以使用現有儀器，因此可節省軟硬體投資，同時無需對新儀器進行程式設計，進一步降低開發成本。

雖然 USB 是現今常見的通訊匯流排，但電腦產業的歷史顯示，現今的熱門技術可能明天就會過時。由於歷史如此，因此必須做出決策以確保測試系統的使用壽命，即使通訊匯流排發生變更也不例外。只要使用 Virtual Instrument Software Architecture (VISA) 與 National Instruments LabVIEW 隨插即用儀器驅動程式，就能達成這一目標。透過以通訊匯流排為基礎的這些技術，無論您使用的匯流排是 GPIB、USB、序列或乙太網路/LAN，都可透過標準 API 進行系統程式設計。只要儀器的程式設計介面不變，就能在通訊匯流排之間切換，幾乎不需修改程式碼，也有助於確保測試系統的使用壽命。