Ciekawy

Co to jest magistrala GPIB / IEEE 488

Co to jest magistrala GPIB / IEEE 488

Magistrala GPIB lub magistrala interfejsu ogólnego przeznaczenia lub magistrala IEEE 488 jest nadal jednym z bardziej popularnych i wszechstronnych dostępnych obecnie standardów interfejsów.

GPIB jest szeroko stosowany w celu umożliwienia zdalnego sterowania sprzętem testującym elektronikę, chociaż był również używany w wielu innych zastosowaniach, w tym w ogólnej komunikacji komputerowej.

Może być używany do sterowania wieloma przyrządami testowymi: od cyfrowych multimetrów i wszelkiego rodzaju generatorów sygnałów po matryce przełączające, analizatory widma, mierniki drgań. w rzeczywistości każda forma sprzętu do testowania elektroniki. Kiedyś stał się nawet popularny do łączenia komputerów z ich drukarkami, a wiele tanich drukarek korzystało z GPIB.

Obecnie większość urządzeń do testowania elektroniki stołowej ma opcję GPIB lub jest w nią standardowo wyposażona. Mimo że przewyższają go inne technologie, nadal jest szeroko stosowany i często montowany jako opcja podstawowa.

Początki GPIB

Pierwotnie GPIB nosił nazwę HP-IB. Pochodzi to od słów: Hewlett Packard Interface Bus, tak jak została pierwotnie wprowadzona przez HP do kontrolowania ich sprzętu testującego elektronikę (później ramię HP sprzętu testowego stało się oddzielną firmą o nazwie Agilent, a później nadal Keysight).

W miarę zdobywania popularności HPIB, jak go początkowo nazywano, zyskał wiele innych nazw na przestrzeni lat. GPIB został przyjęty przez wiele głównych instytucji, które nadały mu swoje numery. Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników w USA nadał mu swój numer specyfikacji 488 w 1978 roku, w wyniku czego jest czasami określany jako magistrala IEEE 488 lub magistrala IEEE488.

Specyfikacja IEEE definiuje podstawowe mechaniczne parametry elektryczne i protokoły. Standard IEEE 488.2 wydany w 1987 roku definiuje powiązane specyfikacje oprogramowania.

Inne organizacje również przyjęły tę normę i nadały jej własne numery, które będą czasami widywane. American National Standards Institute, podobnie jak IEC. Standardowe numery IEC to IEC-60625-1 i IEC-60625-2, ale zostały one później zastąpione przez IEC-60488 w celu zapewnienia zgodności numerów.

Pomimo mnożenia się nazw i numerów, specyfikacje są praktycznie takie same i mogą być używane zamiennie. Ze wszystkich nazw najpopularniejsza jest GPIB, a za nią szyna IEEE 488, odnosząca się do najczęściej używanego standardu magistrali.

W 2004 roku IEEE i IEC połączyły swoje własne standardy w połączoną pracę: standard IEEE / IEC IEC-60488-1. Standard IEEE 488.2 został podobnie połączony i stał się normą IEC-60488-2.

Podstawowa koncepcja GPIB

Magistrala GPIB lub IEEE 488 jest bardzo elastycznym systemem, umożliwiającym przepływ danych między dowolnym instrumentem na magistrali z prędkością odpowiednią dla najwolniejszego aktywnego instrumentu. Można podłączyć do piętnastu instrumentów razem z maksymalną długością magistrali nieprzekraczającą 20 m.

Kolejnym wymaganiem dla autobusu jest to, że między dwoma sąsiednimi przyrządami pomiarowymi nie może być więcej niż 2 m.

Istnieje możliwość zakupu kart GPIB w celu podłączenia do komputerów bez zainstalowanego interfejsu. Ponieważ karty GPIB są stosunkowo tanie, sprawia to, że włączenie karty GPIB do systemu jest bardzo kosztowną metodą jej instalacji. To powiedziawszy, spadające wykorzystanie GPIB oznacza, że ​​karty GPIB nie są tak szeroko dostępne, jak kiedyś.

Urządzenia mają unikalny adres na magistrali. Przyrządom testowym przydzielane są adresy z zakresu od 0 do 30 i żadne dwa urządzenia na tej samej szynie nie mogą mieć tego samego adresu. Adresy na instrumentach można zmienić i zazwyczaj można to zrobić za pomocą panelu przedniego lub za pomocą przełączników często umieszczonych na panelu tylnym.

Dostępne są aktywne przedłużacze, które pozwalają na dłuższe autobusy: teoretycznie możliwe do 31 urządzeń, wraz z większą długością całkowitą zależną od przedłużacza.

W oryginalnym protokole HPIB transfery wykorzystują trójprzewodowy system uzgadniania. Używając tego, maksymalna osiągalna szybkość transmisji danych wynosi około 1 MB na sekundę, ale zawsze zależy to od szybkości najwolniejszego urządzenia. Późniejsze ulepszenie, często określane jako HS-488, łagodzi warunki uzgadniania i umożliwia przesyłanie danych z szybkością do około 8 MB / sekundę.

Złącze używane w magistrali IEEE 488 jest znormalizowane jako 24-stykowe złącze serii Amphenol 57. Zapewnia to idealny interfejs fizyczny dla standardu. Złącze IEEE 488 lub GPIB jest bardzo podobne pod względem formatu do tych, które były używane do równoległych portów drukarek na komputerach PC, chociaż typ używany w GPIB ma tę zaletę, że został zmieniony tak, że można podłączyć kilka złączy. Pomaga to w fizycznej konfiguracji magistrali i zapobiega komplikacjom związanym ze specjalnymi skrzynkami połączeniowymi lub punktami gwiazdowymi.

W ramach IEEE 488, sprzęt na magistrali należy do trzech kategorii, chociaż elementy mogą spełniać więcej niż jedną funkcję:

  • Kontroler: Jak sama nazwa wskazuje, kontroler jest podmiotem kontrolującym pracę magistrali. Zwykle jest to komputer i sygnalizuje, że instrumenty mają pełnić różne funkcje. Kontroler GPIB zapewnia również, że na magistrali nie występują konflikty. Gdyby dwóch rozmówców próbowało mówić w tym samym czasie, dane zostałyby uszkodzone, a działanie całego systemu zostałoby poważnie utrudnione. Możliwe jest współdzielenie tej samej magistrali przez wiele kontrolerów; ale tylko jeden może działać jako administrator w danym momencie.
  • Słuchacz: Słuchacz to jednostka podłączona do magistrali, która przyjmuje instrukcje z magistrali. Przykładem nasłuchiwania jest element, taki jak drukarka, który akceptuje tylko dane z magistrali. Może to być również przyrząd testowy, taki jak zasilacz lub matryca przełączająca, która nie wykonuje pomiarów.
  • Gaduła: Jest to jednostka na magistrali, która wydaje instrukcje / dane na magistralę.

Wiele elementów wyposażenia testowego będzie spełniać więcej niż jedną funkcję. Na przykład woltomierz, który jest sterowany przez magistralę, będzie działał jako nasłuchiwanie podczas konfiguracji, a następnie, gdy zwraca dane, będzie działał jako rozmówca. Jako taki jest znany jako mówca / słuchacz.

Często karty GPIB mogą być używane w różnych rolach, ale te karty GPIB są najczęściej używane jako kontrolery, ponieważ zwykle znajdują się w komputerze sterującym. Większość przyrządów testowych, które mogą być przeznaczone do użytku z interfejsem GBIP, miałoby to zamontowane standardowo i dlatego nie wymagałoby dodatkowej karty GPIB.

Podsumowanie funkcji / parametrów GPIB

Chociaż pełna specyfikacja GPIB / IEEE 488 jest utrzymywana przez IEEE i IEC, kluczowe cechy magistrali można zobaczyć w poniższej krótkiej tabeli.


Podsumowanie funkcji magistrali IEEE 488 / GPIB
ParametrDetale
Maksymalna długość autobusu20 metrów
Maksymalna odległość między instrumentamiW każdym przypadku średnio 2 metry maksymalnie 4 metry.
Maksymalna liczba instrumentów14 plus kontroler, czyli łącznie 15 przyrządów z włączonymi co najmniej dwiema trzecimi urządzeń.
Szerokość magistrali danych8 linii.
Linie uścisku dłoni3
Linie zarządzania autobusami5
ZłączeSporadycznie używany 24-pinowy Amphenol (typowy) typu D.
Maksymalna szybkość transmisji danych~ 1 MB / s (HS-488 pozwala na ~ 8 MB / s).

Zalety i wady GPIB

Jak każda inna technologia, GPIB ma zalety i wady, które należy rozważyć rozważając jej zastosowanie.

Zalety

  • Prosty i standardowy interfejs sprzętowy
  • Interfejs obecny w wielu instrumentach stołowych
  • Zastosowano wytrzymałe złącza i złącza (chociaż czasami pojawiają się kable z przesunięciem izolacji).
  • Możliwość podłączenia wielu instrumentów do jednego kontrolera

Niedogodności

  • Nieporęczne złącza
  • Słaba niezawodność kabli - często z powodu nieporęcznych kabli.
  • Niska przepustowość - wolna w porównaniu z bardziej nowoczesnymi interfejsami
  • Podstawowy IEEE 422 nie narzuca języka poleceń (SCPI używany w późniejszych implementacjach, ale nie jest zawarty we wszystkich instrumentach.

Funkcja GPIB jest zawarta w wielu instrumentach laboratoryjnych, ale decydując się na wykorzystanie tego obiektu do budowy systemu, konieczne jest rozważenie wszystkich zalet i wad przed poświęceniem czasu i kosztów na jego użycie.

GPIB / IEEE 488 dzisiaj

GPIB jest dostępny od późnych lat sześćdziesiątych XX wieku, ale pomimo swojego wieku nadal jest cennym narzędziem szeroko stosowanym w całej branży. Większość przyrządów laboratoryjnych ma zamontowany GPIB w standardzie lub jako opcja, co ułatwia użycie sprzętu testowego w różnych zastosowaniach, poza przeznaczeniem do użycia w stosie testowym ATE. Dodatkowo GPIB lub IEEE 488 jest używany w wielu innych zastosowaniach, w tym w akwizycji danych.

Chociaż w dzisiejszych czasach komputery zwykle nie mają interfejsów GPIB w standardzie, można kupić i zainstalować kartę GPIB. Ze względu na jego elastyczność i wygodę, prawdopodobnie pozostanie w powszechnym użyciu przez kilka najbliższych lat.


Obejrzyj wideo: EEVblog #1232 - Add Web Access To Old Instruments! (Styczeń 2022).