插入式數據采集(DAQ)的標準已經發生了變化。在設計新的NI M系列DAQ設備時，NI不僅升級了工業標準化的DAQ設備的功能，而且還重新設計了整個架構。由于基于全新的NI-STC 2系統控制器芯片與NI-PGIA2放大器技術，從而使得該DAQ設備在測量精度、采樣速率、I/O通道數方面增加了許多新的功能和特性。

使用NI-STC 2
提高數據吞吐量
M系列DAQ產品有6個DMA通道，這些通道可以使數據不通過處理器直接從DAQ設備上發送到PC內存，保證了數據的高速傳輸。而且由于不占用處理器，從而使處理器可以執行其它任務，如數據換算和分析。采用這種內置板載NI-STC 2系統定時控制器的ASIC技術，單個設備可以以最高速度同時執行模擬輸入、模擬輸出、數字輸入、數字輸出和2個定時器/計數器操作，而且不會丟失數據或造成錯誤。
許多插入式DAQ設備不僅受到它們的采集或更新速率的限制，而且還受數據傳送到PC內存的速率限制。舊式的DAQ設備使用中斷請求通路(IRQ) 來把數據傳送到PC內存。而IRQ要占用計算機的處理器來控制數據的傳送，所以阻止了PC處理其它操作，從而導致系統的效率下降。而許多新的DAQ設備一般也只有1個或2個DMA通道。對于這些設備，在執行超出DMA通道數的操作時就需要使用IRQ。隨著數據傳輸速率的提高以及要同時執行更多的操作，這些IRQ開始獨占PC的處理時間，從而也會導致系統變慢并最終產生錯誤。使用M系列DAQ設備和NI-STC 2則可以解決這一問題，因為有足夠的DMA通道可以同時執行DAQ設備上所有操作而不必使用IRQ。

表1  全新M系列數據采集設備提供更快速、更高精度的測量

使用NI-Mcal和NI-PGIA 2
技術提高精度
如ADC等電子器件，會隨時間和溫度的變化產生非線性和漂移。補償這些固有誤差要求設備能夠進行自校準。傳統DAQ設備使用板載的高精度參考電壓，在單個測量范圍內進行2點校準。由于這種方法不能消除ADC范圍內的非線性情況，從而降低了設備的測量精度。此外，由于這種方法只能在單個輸入范圍內校準，在掃描具有不同輸入范圍的多個通道的測量過程中，假設ADC在整個范圍內是完全線性的，那么測量的結果就會受到這種不正確假設的影響。
M系列設備采用的NI-Mcal技術具有專利的線性化和校準引擎，能對上千個電壓和所有輸入范圍進行校準，可把測量的精度提高5倍。此外，大多數M系列設備都具有更高精度的參考電壓，使建議校準時間間隔由1年提高到2年，從而降低了設備的維護成本。
在快速掃描時，DAQ設備的精度也會受到放大器穩定時間的影響。DAQ設備的指標常常用分辨率和最大采樣率來定義，而這些指標沒有反映設備在高速采樣時掃描多個通道所需時間。由于放大器有可能沒有足夠的時間來穩定輸出結果，如果穩定時間較長，將會導致16位的設備在測量動態信號時的精度甚至比12位的設備還低。
在設計新的M系列DAQ設備時，NI開發出了新一代的可編程儀器放大器—NI-PGIA 2，這種專門設計的放大器穩定時間非常短，在高速采集率下具有更高的測量分辨率，并能進行更為精確的動態信號采集。

插入式數據采集的所有新特性
除了有NI-STC 2、NI-Mcal和NI-PGIA 2，M系列DAQ產品還有其它多功能采集設備所不具備的一些特性。這些新特性包括采用了商業化的ADC新技術。現在M系列DAQ設備的最高分辨率為18位，而且為了優化ADC的精度，M系列DAQ設備還允許在整個范圍內自行校準，從而和其它只能在增益上校準的數據采集設備相比，其精度有了極大的提高。
同時，NI在NI-STC 2設計中也改善了數字架構。現在24或28個數字通道已成為M系列產品的標準，而且用戶可以用一個板載時鐘來同步32個數字通道，并使其數字更新速率達到10 MHz。
此外，板上的NI-STC 2計數器/定時器也獲得了更新。M系列DAQ設備使用具有更快時基的32位計數器來提高脈沖的寬度和頻率的測量精度，和以前E系列產品相比測量精度提高了4倍。表1總結了E系列DAQ到M系列DAQ設備所更新的特性。

M系列產品用于測試、
控制和傳感器輸入
M系列DAQ設備豐富的新技術和特性使得非常適合包括自動化測試、過程控制和傳感器測量等多種應用，由于有6個DMA通道，單個M系列DAQ設備可以同時實現6種不同儀器所具有的功能。
在過程和加工自動化應用中，一般使用PID和模糊邏輯控制循環來測量和控制如溫度和壓力等物理現象。由于有多達4個模擬輸出，單個M系列設備能同時運行4個PID循環，而且允許用戶使用同一個設備來監控32個模擬輸入和控制148個數字通道。
此外，M系列DAQ設備還可無縫地和IEEE 1451.4智能傳感器協同工作。使用M系列DAQ設備、NI信號調理和NI-DAQmx測量服務軟件，用戶可以通過自動讀取傳感器電子數據表來獲取智能傳感器的測量結果，而不需要人工輸入傳感器數據，或者用電子數據表來自動對傳感器測量結果進行換算。

降低數據采集的成本
盡管M系列產品增強了I/O的功能，但每個I/O通道的成本卻降低了30%。由于采用了以前DAQ產品所不具備的NI-STC 2、NI-MCal和NI-PGIA技術，從而使得M系列產品還能和NI LabVIEW和NI-DAQmx測量服務軟件無縫地集成，從而具有更好的性能、更高的價值并提供更多的I/O。■