基于USB2.0專用數(shù)據(jù)采集卡的聲發(fā)射系統(tǒng)的研制

基于USB2.0專用數(shù)據(jù)采集卡的聲發(fā)射系統(tǒng)的研制:本文報導了USB2.0多通道聲發(fā)射系統(tǒng)的研制內(nèi)容及技術，介紹了研制的USB2.0聲發(fā)射系統(tǒng)的結構與性能，比較了USB2.0聲發(fā)射系統(tǒng)與PCI聲發(fā)射系統(tǒng)的結構差異及性能特點。比較結果說明USB2.0聲發(fā)射系統(tǒng)全面指標優(yōu)于PCI聲發(fā)射系統(tǒng)。
關鍵詞：聲發(fā)射，USB2.0，多通道
前言
計算機與外設間的通信接口在不斷發(fā)展，使得以計算機為數(shù)據(jù)分析處理、顯示設備的儀器也在不斷地更新數(shù)據(jù)通訊技術?；谂_式PC的PCI總線接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)曾經(jīng)是應用最為廣泛的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但近年已有被性能大大提高的可配置臺式或筆記本PC的USB2.0接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所取代的趨勢[1][2]。聲發(fā)射儀器也是隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展而不斷發(fā)展，由早期的多單片機系統(tǒng)到PCI插卡式系統(tǒng)，再到現(xiàn)在本文報導的USB系統(tǒng)。
32位PCI總線支持突發(fā)讀寫操作，其峰值傳輸速率為132MB/sec，可同時支持多組外圍設備。PCI總線是系統(tǒng)總線，要負責臺式PC機所有內(nèi)部組件和外設數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通訊。要在所有內(nèi)部組件和外設共享的PCI總線中獨立為外設專辟出專用于數(shù)據(jù)通訊的帶寬，必須深入了解PCI總線的細節(jié)，不幸的是PCI總線開放性不高，深得其道的高手少之又少。目前市場上看到的PCI板卡式的聲發(fā)射儀其宣稱的最高波形數(shù)據(jù)通過率也就是20MB/s，只占PCI總帶寬的六分之一還弱，宣稱的最高聲發(fā)射參數(shù)的通過率是4萬組/s。
USB(Universal Serial Bus)是由Compaq、HP、Intel、Lucent(朗訊)、Microsoft、NEC和Philips七家公司聯(lián)合推出的新一代標準接口總線。該總線是一種連接外圍設備的機外總線，最多可連接127個設備，為計算機系統(tǒng)擴充和配置外部設備提供了方便。USB規(guī)范有多種版本，最早的版本是1994年11月推出的USB 0.7版，1996年1月推出了標準版本USB l.0，目標是為中低速的外圍設備提供雙向、低成本的總線，數(shù)據(jù)傳輸率最高為12Mb/s。隨著微機系統(tǒng)及其外設性能和功能的增強，需處理的數(shù)據(jù)量越來越大，USB2.0于2001年推出，是通用串行總線輸入、輸出總線協(xié)議的一種完全應用，USB 2.0 High Speed（高速版）標準規(guī)定其理論最大傳輸速率為480Mbps,也就是60MB/sec，以滿足日益復雜的高級外設與PC之間的高性能連接需求。USB2.0是USB的自然升級，它在保留原有USB規(guī)范的基礎上又提供了更高的帶寬，同時支持熱插拔，具有即插即用的優(yōu)點，并且與現(xiàn)有的外設保持完全兼容，成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾慕涌诜绞?。由于USB2.0是外設總線，其帶寬60MB/s有可能較容易專辟出較大的帶寬用于指定的外設，對于我們即聲發(fā)射儀。另外采用USB2.0通訊的聲發(fā)射儀器還有獨立機箱、電源結構，有諸多優(yōu)勢，因此我公司決定研制基于USB2.0專用數(shù)據(jù)采集卡的聲發(fā)射系統(tǒng)，并期待它的性能能全面超過我公司的PCI聲發(fā)射系統(tǒng)。