范田郴

摘要：虛擬儀器是計算機系統(tǒng)常用的設(shè)備之一，其主要負責某個項目的測試、測量、自動化應用流程。在計算機應用技術(shù)的推動下，傳統(tǒng)虛擬儀器結(jié)構(gòu)性能不斷優(yōu)化改進。針對早期虛擬儀器存在的不足，專家們設(shè)計了一種高性能的儀器產(chǎn)品，嵌入式虛擬儀器成為了新一代測試設(shè)備。鑒于此，文章分析了基于USB總線的嵌入式虛擬儀器的功能優(yōu)勢，及虛擬儀器的設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：USB總線；嵌入式；虛擬儀器；設(shè)計

中圖分類號：TP391.9文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）22-0081-01

虛擬儀器是以高性能的模塊硬件為核心，以多功能的軟件為輔助，共同完成測試、測量與自動化運用的工具。早期虛擬儀器缺少即插即用、熱插拔功能，給用戶操作帶來了許多不便。經(jīng)過長期研究后，專家推出了基于USB總線的嵌入式虛擬儀器，大大改變了早期儀器的功能缺陷。

1嵌入式虛擬儀器的優(yōu)點

虛擬儀器有助于計算機信息的收集、處理、共享，為用戶的實際操作創(chuàng)造了有利的條件。而基于USB總線的嵌入式虛擬儀器是傳統(tǒng)虛擬儀器的升級產(chǎn)品，該儀器不僅內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，且用戶操作起來更加便捷。通過性能檢測后總結(jié)，嵌入式虛擬儀器具備以下優(yōu)點：

①性能優(yōu)。無論是哪一種虛擬儀器，其都是立足于PC技術(shù)研制出來的產(chǎn)品。因而，嵌入式虛擬儀器同樣具備了處理器、文件I/O等功能特點，對于儲存在磁盤里的數(shù)據(jù)可完成全面性的對比分析。而儀器系統(tǒng)更新之后，如圖1，虛擬儀器技術(shù)能夠測試、測量的范圍更廣。

②升級快。嵌入式虛擬儀器在技術(shù)運用上更加先進，用戶需要優(yōu)化虛擬儀器功能時，只要對計算機網(wǎng)絡及測量硬件給予改進，則能促進虛擬儀器內(nèi)部系統(tǒng)的升級，讓儀器操控起來更加便捷。面對科學技術(shù)逐漸發(fā)展的今天，用戶把嵌入式虛擬儀器結(jié)構(gòu)改良則能增強測試功能。

③集成強。強大的集成性能是嵌入式虛擬儀器的另一大優(yōu)勢，其能夠把軟件、硬件集成起來，讓用戶的測量操作更加簡單。傳統(tǒng)虛擬儀器的集成功能弱，系統(tǒng)完成集成的時間較長。而嵌入式虛擬儀器的集成功能強大，配備了對應的接口后能把不同的設(shè)備集中到某一個系統(tǒng)中操控。

2基于USB總線的虛擬儀器設(shè)計

目前，設(shè)計計算機用戶的數(shù)量大幅度增加，虛擬儀器測試的對象也更多?？紤]到保證虛擬儀器功能的正常發(fā)揮，對傳統(tǒng)虛擬儀器進行技術(shù)改造是不可缺少的。USB技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)兩者互相融合，推動了計算機儀表產(chǎn)品的更新。基于USB總線的嵌入式虛擬儀器具備操控簡單、高效傳輸、連接方便等優(yōu)點。根據(jù)筆者工作經(jīng)驗，此種虛擬儀器的設(shè)計內(nèi)容包括：

①系統(tǒng)設(shè)計。測試系統(tǒng)是基于USB總線的嵌入式虛擬儀器的核心部分，測試系統(tǒng)設(shè)計方案決定了儀器功能的好壞。在嵌入式虛擬儀器設(shè)計中可創(chuàng)建分布式測試系統(tǒng)，并選擇星型的拓撲結(jié)構(gòu)。這種車而是系統(tǒng)包括：PC機、USB集線器、嵌入式虛擬儀器等，通過該類設(shè)計方案可以實現(xiàn)虛擬儀器的智能化操作。

②配置設(shè)計。由于結(jié)合了USB總線技術(shù)，嵌入式虛擬儀器的配置可在功能、結(jié)構(gòu)等方面適當拓寬。若用戶對虛擬儀器的功能有更多的要求時，則需要配備符合USB接口測試功能的嵌入式虛擬儀器模塊便能達到預期的效果。嵌入式虛擬儀器內(nèi)部配置設(shè)計應當符合測試功能的要求，防止出現(xiàn)儀器功能弱化等問題。

③接口設(shè)計。由于USB總線技術(shù)的運用，對嵌入式虛擬儀器的接口采用USB，這樣可以與虛擬儀器相匹配。如：通過把嵌入式虛擬儀器的USB總線接口和邏輯設(shè)備整合，即可形成新的USB設(shè)備接口，從而創(chuàng)建了傳送和接收數(shù)據(jù)包的總線接口，讓嵌入式虛擬儀器的運用功能滿足用戶的實際運用需要。

④通信設(shè)計。通信設(shè)計的主要目的是為了方便虛擬儀器的通信操作，PC機的通信應用程序使用VisualC++調(diào)用API函數(shù)和HID驅(qū)動程序完成通信。完成嵌入式虛擬儀器插入之后時，主機檢測該設(shè)備并通過自動加載相關(guān)的驅(qū)動程序來對該設(shè)備進行配置，這有助于計算機網(wǎng)絡對虛擬儀器設(shè)備的綜合操控。

參考文獻：

[1] 蔡錦成,鄧雄,方勇,等.虛擬儀器的PC系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)[J].四川大學學報,1999,(1).