USB仮想オシロスコープの設計
システム全体は、キャッシュ、ローカルバス、高速 DSP などに基づくハードウェア構造を採用しています。完全なデータ取得および処理システムが含まれていますが、主にアナログ増幅、ゲイン制御、および一連の高速制御回路に反映されるテスト機器の特性も備えています。ローカルバスはデータ取得システムの中核であり、システムを構成します。各モジュールはローカルバスに接続されています。キャッシュは 2 つのチャネルに分かれており、それぞれ通信インターフェイスと DSP 間のアップストリーム通信とダウンストリーム通信を担当します。データ取得システムの通信インターフェイスは、PC コンピューターの IO ポート、メモリウィンドウマッピング、DMA など、さまざまな方法を使用して実装できます。この記事では、USB インターフェイス伝送技術を使用して、より高い通信速度を満たすという目的を達成しています。
規定のトリガー条件が満たされると、データ収集システム内の高速制御回路がADコンバータを起動します。変換されたデータはDSPにあります。DSPは、PCコンピュータが事前に設定したアルゴリズムに基づいてPCコンピュータが必要とする結果を計算し、キャッシュに格納します。そして、PCコンピュータにデータを取得するように通知します。PCコンピュータがデータを取得した後、データ収集を再開し、トリガー条件が再び満たされるのを待ちます。
データ収集システムと PC コンピュータ間の通信プロトコルは受動プロトコルです。仮想計測システムのハードウェア モジュールでは、PC コンピュータによって実行される機能は、ヒューマン マシン グラフィカル インターフェイスを提供し、データ収集作業を制御することです。さまざまな処理アルゴリズムが DSP で実行されます。PC コンピュータが収集カードを初期化すると、必要なレジスタ割り当てを完了するだけでなく、DSP の実行プログラムもロードされます。
USB仮想オシロスコープのUSBテクノロジー
USB テクノロジは、ユニバーサル接続テクノロジの使用に基づいて提案されており、周辺機器の簡単かつ迅速な接続を実現し、ユーザーの利便性を高め、コストを削減し、PC に接続する周辺機器の範囲を拡大します。これにより、PC の機能拡張が非常に簡単になり、ユーザーのコンピューター テクノロジに対する要求が最大限に軽減され、すべての周辺機器がいわゆる「愚かな」デバイスになります。USB 仕様は、さまざまなシステムとコンポーネント、および対応するさまざまな機能を満たすために、さまざまなパフォーマンスと価格の比率の要件に対してさまざまなオプションを提供できます。主な利点は次のとおりです。
（１）エンドユーザーにとっての使いやすさ
（２）幅広い適用性
（３）同期伝送帯域幅
（４）柔軟性
USB テクノロジはオープンで非営利の仕様であり、広範な業界サポートを受けています。デジタル画像、電話音声合成、インタラクティブ マルチメディア、民生用電子機器などの分野で広く使用されています。
USB仮想オシロスコープのシステム構成
完全な仮想計測器システムの構造は、通常、次の 4 つのレイヤーに分かれています。
1. テスト管理ユーザーは、仮想計測器メーカーが開発したアプリケーションを使用して、独自のテスト計測器セットを形成します。これは仮想計測器の利点の 1 つです。これにより、ユーザーは自分のニーズとスタイルに応じて独自のテスト計測器を簡単に構築できます。
2. アプリケーション（プログラム）開発層は、NI（NATIONALINSTRUMENTS）のLabVIEWソフトウェアやLabWindows/CVIソフトウェアなど、メーカーが提供するソフトウェア開発ツールで構成されています。ユーザーは、このタイプのソフトウェアを使用して、計測器の本来の機能を拡張するための詳細な開発を行うことができます。
3．計測器ドライバ層はメーカーによって開発され、計測器の種類ごとに異なるドライバインターフェースを備えています。ユーザーに便利で使いやすい計測器ドライバを提供するために、Tektronix、Hewlett-Packard、National Instrumentsなど世界最大手の計測器メーカー35社がVXIplug&playシステムアライアンスを設立し、VISA（Virtu-al Instrument Software Architecture）標準を発表しました。
4. I/O バス ドライバ層は、広く使用されている VXI (Open Measurement System) バス システムなど、同じ標準バスを介してさまざまな種類の実際の計測器を接続し、完全なテスト システムを形成するためにメーカーによって開発されています。
