虚拟仪器总线发展和应用

　　虚拟仪器可以充分利用现有计算机资源，配以独特设计的软硬件，实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的功能。它依赖软件，通过计算机来控制测试硬件、分析和提供测试数据。由于没有专门的前面板、显示器和电源，其硬件通常在pc或vxi/cpci主机中，所有仪器面板和显示器都在监视器上模拟，所以称为虚拟仪器。虚拟仪器不但功能多样、测量准确，而且界面友好、操作简易，与其它设备集成方便灵活。虚拟仪器技术的出现彻底打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式，给用户一个充分发挥自己才能和想象力的空间。用户可以根据不同要求，设计自己的仪器系统，满足多样的应用需求。其特点是价格适中、功能强、测试速度快、可重组。有趋势表明，虚拟仪器最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品，成为测量、分析、控制、自动化仪表的核心，并成为机器人的核心技术。

　　目前，虚拟仪器有两类。一类基于pc，它是由pc、能插入pc机箱的插卡或模块和相关测试软件（如labview）所构成。采用这种结构能构成基于pc的示波器、任意波形发生器、波形分析仪、函数发生器、逻辑分析仪、电压表和数据采集产品。另一类基于vxi或cpci/pxi专用系统，采用这种结构能构成用于生产测试的高性能专用测试系统、数据采集系统和自动测试设备（ate）。

　　插卡型虚拟仪器 ：isa、pcmcia、pci

　　基于通用pc的硬件，可以利用pc机组建成为灵活的虚拟仪器，是现在比较流行的虚拟仪器系统。这种方式借助于插入pc机或工控机内的数据采集卡与专用的软件相结合，完成测试任务。它充分利用计算机的总线、机箱、电源及系统软件的便利，其关键在于a/d转换技术。

　　插卡类型有isa卡、pcmcia卡和pci卡等多种类型。随着计算机的发展，isa型插卡已经逐渐退出舞台。pcmcia卡由于受到结构连接强度太弱的限制影响了它的工程应用。而pci总线正在广泛使用，已经成为pc的事实标准。它是一种同步的独立于cpu的32位或64位局部总线，时钟频率为33mhz，数据传输率高达132～264mbps，pci总线技术的无限读写突发方式，可在一瞬间发送大量数据。pci总线上的外围设备可与cpu并发工作，从而提高了整体性能。pci总线还有自动配置功能，从而使所有与pci兼容的设备实现真正的“即插即用”(plugplay)。

　　由于插卡型仪器多数没有抗混滤波器且分时采样，特别要注意混叠现象和通道间相位差。因个人计算机数量非常庞大，插卡式仪器价格最便宜，因此其用途广泛，特别适合于教学部门和各种实验室使用。目前仍有强大的生命力。

　　外挂型虚拟仪器：rs232串口总线、usb通用串口总线、ieee 1394总线

　　虚拟仪器系统采用的总线包括传统的rs232串行总线、usb通用串行总线和ieee 1394总线（即firewire，也叫做火线）。 rs232总线是pc机早期采用的串行总线，技术成熟，应用广泛，至今仍然适用于要求较低的虚拟仪器或测试系统。近年来，usb总线得到广泛的支持，微软的全系列操作系统均支持usb。但是，usb总线也只限于用在较简单的测试系统中。用虚拟仪器组建自动测试系统，更有前途的是采用ieee1394串行总线，这是因为这一种高速串行总线，能够以100、200或400mb／s的速率传送数据，显然会成为虚拟仪器发展最有前途的总线。目前国际上虚拟仪器所用ieee 1394总线的传站速度已经达到100mb／s。