USB seriell / USBTMC

Oszilloskop mit USB Anschluss

1996 wurde in der Computerwelt der Universal Serial Bus vorgestellt. In der aktuellen Version 3 und der ebenfalls noch stark verbreiteten Vorgängerversion 2 ist er mittlerweile der vorherrschende Standard für jede Art von PC Erweiterungsgeräten und –modulen.

Die Messtechnikwelt hat USB mit dem Software-Protokoll USBTMC erweitert. USBTMC steht für „USB Test & Measurement Class”. Dabei handelt es sich um eine USB Geräteklasse, die eine Kommunikation mit Prüf- und Messgeräten erlaubt. Die Spezifikation basiert auf USB 2.0 und wurde bereits Ende 2002 verabschiedet. USBTMC wird vom VISA Standard unterstützt und definiert eine USB488-Unterklasse für Geräte, die Nachrichten auf Basis von IEEE 488.1 und IEEE 488.2 (GPIB) übertragen. Dadurch können Gerätehersteller ihre Schnittstellen von GPIB auf USB ändern und können trotzdem die volle Softwarekompatibilität zu bestehenden Lösungen gewährleisten. Ist ein VISA Treiber installiert, werden USBTMC Geräte automatisch erkannt und können von den entsprechenden Anwendungen verwendet werden.

Für die Kommunikation definiert USBTMC zwei bis drei Endpunkte, zusätzlich zu dem vom USB 2.0 Standard vorgeschriebenen Control Endpunkt. Der Bulk-OUT Endpunkt dient zum Senden von Daten vom Host zum USB Gerät und der Bulk-IN Endpunkt zum Senden vom Gerät zum Host. Der Interrupt-IN Endpunkt ist optional und sendet ebenfalls Daten vom Gerät zum Host. In USB488 wird der Interrupt-IN zum Beispiel verwendet, um Service Requests zu versenden.

Die Datenübertragung basiert auf Transfers, wobei ein Transfer aus mehreren Datenpaketen (Transaktionen) bestehen kann. USBTMC Nachrichten können über einen oder mehrere Transfers verschickt werden. Die erste Transaktion eines Transfers beginnt immer mit einem Header. Er enthält unter anderem den Nachrichtentyp, eine Transfer ID und die Anzahl der zu übertragenden Bytes. Die Transfer ID wird genutzt, um Antworten des Geräts der passenden Anfrage des Hosts zuzuordnen. Sie wird außerdem beim Abbrechen eines Transfers verwendet.

In der Messtechnik-Praxis wird USB (serial und TMC kommen parallel vor) heute gern für schnell zu bauende und weniger komplexe Messanwendungen eingesetzt. Bei komplexeren Testsystemen z.B. für die Produktion raten wir von der Nutzung eher ab, da die vom PC bekannten, gelegentlichen „Hick-up‘s“ in dieser Umgebung nicht tolerierbar sind.