原创 易于操作的快速自动测试系统带有USB接口(一)

在测试产品应用中，使用480Mbps的USB数据传输速率可缩短测试时间。在产品研发时，USB的易用性使工程师能够快速搭建一个测试系统，并很快得到其频率或温度特性。本文给出了在自动测试中使用USB的优点、用USB实现与测试测量设备通讯的可能方法及一些USB的设计指南。

测试和测量设备制造商早已认识到自动测试的必要性，因此他们常常在自己的设备中使用某些类型的I/O接口。IEEE-488标准和RS-232中的通用接口总线(GPIB)是两个最常用的接口。然而，如今的计算机都是在高速通用总线(USB)2.0下工作，因此制造商和设计者应将USB作为GPIB和RS-232接口的替代或附加I/O。

为了解USB在自动测试中的优点，需考虑自动测试应用是如何完成的。自动测试主要包括两项工作，一是建立计算机与测试设备之间的物理连接，另一项工作是开发在计算机上执行的测试应用软件。

物理连接

为利用GPIB建立一个自动测试系统，必须在计算机内安装GPIB主机总线适配卡和GPIB软件驱动器，因为标准PC中没有安装GPIB。可喜的是，很多制造商都提供GPIB卡，不过很贵，而且在一般的电子市场也买不到，GPIB线缆也一样。

买到并安装好GPIB主机总线适配卡并准备好必用的GPIB电缆后，必须用线缆连接计算机和测试设备。GPIB线缆较粗，含有24根线。因为空间狭窄，有时候安装线缆比较困难。线缆连接好后，必须手动设置设备的GPIB地址。选择的GPIB地址必须是唯一的，不能与计算机中的GPIB卡地址发生冲突。一个GPIB拓扑结构中能安装的设备最多为15个，数据获取速率典型值为约750kBps。

要用RS-232搭建一个测试系统，必须找到合适的RS-232线缆，通常找到需要的RS-232线缆比GPIB线缆要容易些，尽管型号很多。如果RS-232测试系统不工作，很多人会首先选择用不同的线缆去试。万一仍不奏效，通常再去改变RS-232参数，如波特率、奇偶位、启/停位、流程控制等等，参数非常多，问题不易解决。

令人欣慰的是，RS-232嵌入到计算机后，不再需要在主机总线上安装适配器，但因受限却只能用两个RS-232。因为RS-232严格按照点对点(无法形成设备间的菊花链结构)，两个RS-232口只能连接两个设备。如果需用更多的RS-232端口，则必须用多口RS-232主机总线适配器。由于波特率的限制，RS-232典型数据传输率远远低于GPIB数据传输率。

与GPIB和RS-232相比，在有USB的计算机终端进行物理连接非常简单。几年来，已经有数亿台带USB硬件的计算机出货。“通用”这个称呼对USB当然是很合适的。大多数带USB的计算机至少有两个USB口。Intel公司的845G芯片组可处理6个高速480Mbps口。不久将随着它的使用，计算机有更多的USB口。

每个USB口都是一个“根端口”，可以支持多达127个外设的拓扑结构(如果加上外部集线器)。因此，USB将实现使用一台计算机可连接具有多台仪器的新型测试系统。USB集线器容易买到。

无论测试设备有没有USB接口，USB与测试设备的物理连接都很简单。当测试设备没有USB接口时，可使用转换器。例如，如果测试设备有GPIB接口，可选择几个公司提供的USB-GPIB转换器，这些转换器一般都包含通用USB芯片、固件和GPIB硬件，可将USB端协议转换为GPIB端需要的信号(如图1示)。

作者：Andy Purcell