許多應(yīng)用都需要數(shù)字輸入、輸出功能，如生成高級模式描述自定義電路、工廠車間中安裝自動(dòng)化控制線、或是數(shù)字設(shè)計(jì)的原型建模。美國國家儀器公司提供豐富的數(shù)字I/O (DIO)產(chǎn)品，包括不同速度、電壓、及定時(shí)選項(xiàng)，適用于測試、控制、及設(shè)計(jì)等各類應(yīng)用。

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1. 應(yīng)用于測試、測量的數(shù)字I/O

多數(shù)數(shù)字化自動(dòng)測試設(shè)備(ATE)系統(tǒng)通過生成/采集0、1信號來與被測設(shè)備(DUT)通信。然而，隨著數(shù)字元件的不斷創(chuàng)新，系統(tǒng)需要更精密的數(shù)字測工具，簡單開/關(guān)狀態(tài)的邏輯分析儀已經(jīng)很難能滿足需求。更快的芯片速度，以及當(dāng)前工業(yè)趨勢中串行與并行數(shù)字協(xié)議的對比，都要求更高的采樣率。此外，來自制造商及產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力，也要求在硬件級上更快速地完成測試。隨著新邏輯元件系列的開發(fā)，包括了不同電壓級、單端信號或差分信號，測量應(yīng)用也日趨復(fù)雜化。美國國家儀器公司高速數(shù)字化I/O (HSDIO)設(shè)備提供了豐富的數(shù)字化ATE及激勵(lì)-響應(yīng)特性，專為滿足高速數(shù)字化測試應(yīng)用的需要而設(shè)計(jì)。

高速時(shí)鐘及數(shù)據(jù)速率 可分別達(dá)到200 MHz和400 Mb/s，提供精確的硬件定時(shí)控制，滿足最新集成電路、FPGA、及數(shù)字通信設(shè)備的測試需求。

雙向控制各條循環(huán)、通道的 及針對響應(yīng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)硬件，適用于比特誤差率測試(BERT)、確認(rèn)驗(yàn)證(V&V)中的故障分析、及通過/失敗制造檢驗(yàn)等開發(fā)應(yīng)用。

可編程電壓等級 范圍為-2.0到5.5 V ，用于創(chuàng)建靈活的數(shù)字系統(tǒng)，與各類邏輯元件連接，或確定特定DUT的上下界。

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圖1. 可編程電壓等級

6條邏輯通道狀態(tài) 包括邏輯低(0)、邏輯高(1)、三態(tài)邏輯(Z)、比較邏輯高 (H)、比較邏輯低(L)、及忽略(X) ，六種狀態(tài)定義數(shù)字測試波形，并控制數(shù)字測試儀工作。

多設(shè)備同步 提供高通道數(shù)系統(tǒng)的次毫微秒級同步，無需外部接線。

靈活的握手模式 實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)與DUT之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼埱笈c應(yīng)答，進(jìn)行信號的同步或異步傳輸。

軟件也是數(shù)字化ATE中的關(guān)鍵組成。NI數(shù)字化波形編輯器是一款圖形化的軟件工具，用于信號的可視化，能夠輕松創(chuàng)建、編輯、修改數(shù)字波形，實(shí)現(xiàn)自定義接口或測試應(yīng)用。用戶可從頭設(shè)計(jì)數(shù)字波形，也可從設(shè)計(jì)工具導(dǎo)入已有波形，可用格式包括.VCD格式及ASCII文件格式。此外，在采集數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)字波形編輯器能夠高亮比特錯(cuò)誤，輕松實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤可視化，測量定時(shí)或更新波形以消除設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。結(jié)合NI LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境及NI TestStand測試管理軟件，數(shù)字化波形編輯器涵蓋了所有數(shù)字化測試系統(tǒng)所需的軟件組件。

表1總結(jié)了美國國家儀器公司提供的高速數(shù)字I/O。

8. 用于工業(yè)控制及自動(dòng)化的數(shù)字I/O

工業(yè)應(yīng)用上對I/O性能的要求常比一般測量設(shè)備要高。例如，許多工業(yè)傳感器或促動(dòng)器需要24V邏輯電平，在不同電壓下工作時(shí)還可能造成接地回路。測量、控制系統(tǒng)的安全性與用戶、操作人員的安全一樣重要。NI工業(yè)化數(shù)字I/O設(shè)備具有高達(dá)150V的電壓，且驅(qū)動(dòng)電流高，并有隔離設(shè)計(jì)，可直接與各類工業(yè)泵、閥門、電機(jī)、及其它傳感器/激勵(lì)器連接，具有高度安全性與可靠性。

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圖2. 具有24V邏輯電平及隔離的工業(yè)測量