简介
        近几年来，USB已经从用于鼠标、键盘和其它电脑配件的简单低速外设总线，发展为一种能够满足高要求应用方案的总线选择控制工程网版权所有，这其中就包括了数据采集 （data acquisition，简称DAQ）应用。一份最近由Sensors杂志做的网上调查显示，相比于其它总线，工程师们更倾向于在他们的下一个数据采集应 用中使用USB总线。
        随着USB总线的广泛应用，许多数据采集公司都开始致力于缩小USB与诸如PCI和PXI等嵌入式DAQ设备间的性能差距。NI公司刚刚发布的 CompactDAQ平台就是一个例证。CompactDAQ平台采用模块化的设计，使得工程师们可以灵活地选择不同的模块来构建他们的测试系统，并满足 他们的测试需求。通过将高速USB标准、全新半导体技术，以及NI灵活、高效的软件平台和专利的信号流技术相结合，CompactDAQ平台不但具有卓越 的性能，并且简单易用CONTROL ENGINEERING China版权所有，使其成为便携式测试和控制应用的理想选择。
        在评价USB数据采集设备性能的时候，需要着重考虑两种主要的性能表现：一是把采集到的大量缓冲数据传输到PC机的存储器中的能力，二是对于较低速 物理过程实施单点控制的能力。下文将主要阐述NI的专利技术如何达到这些性能要求，并且还将给出应用实例来介绍如何发挥新型NI CompactDAQ平台在高性能和易用性方面的优势。
        信号流技术(Signal-streaming Technology)
        NI公司专利的信号流技术通过下列方法，来满足上述两项任务的性能要求：
        l  把部分驱动程序下移到设备级，以尽可能减少USB总线上的控制通信流量。
        l  在设备内部实现数据采集和USB总线两部分间的DMA传输，以确保主机可以随时调用所需数据。
        这种新型的信号流技术最大限度地改善了USB总线的总吞吐量，并且优化了设备对应用程序的响应灵敏度。
        USB构架和传输机制：
        为了更好的理解这项技术，这里有必要来回顾一下USB总线的传输机制。图1给出了数据采集设备中，USB数据传输的相关部件的高层示意图。

        图表1：使用USB电缆来简化电脑与设备间的数据传输

        在USB通信中，数据传输总是由USB主机端（由图1结构中的PC机所表示）发起的。应用软件（如NI LabVIEW和NI-DAQmx等）通过将输入/输出请求包（I/O request packetsCONTROL ENGINEERING China版权所有，IRP）排队来请求自设备端的数据传输。这些请求被传递给USB驱动程序，后者把他们分成包。这些包被传递给USB主控制器，由其发送给 设备。USB主控制器是用于控制PC机的USB总线通信的硬件。每传输一个包控制工程网版权所有，就要在PC机与设备间进行一次交互。图２显示了USB输入和输出交互实例。

        图２USB主机端通过输入令牌后接数据和握手包来发起交互

        在每次交互中，主控制器以令牌包为开始发起数据传输。这个令牌包提供了目标设备的地址、数据的流向和设备上特定的数据源地址。这个特定的数据源被称 为USB终端。在数据采集设备中，USB终端包括模拟信号输入、模拟信号输出和数字信号输入。在令牌包后面，如果数据是可用的CONTROL ENGINEERING China版权所有，那么设