Huvitav

Mis on GPIB / IEEE 488 buss

Mis on GPIB / IEEE 488 buss

GPIB ehk üldotstarbeline liidesebuss ehk IEEE 488 siin on endiselt üks populaarsemaid ja mitmekülgsemaid liidesestandardeid, mis tänapäeval saadaval on.

GPIB-d kasutatakse laialdaselt elektrooniliste testimisseadmete kaugjuhtimise võimaldamiseks, kuigi seda kasutati ka paljudes muudes rakendustes, sealhulgas üldises arvutisides.

Seda saab kasutada paljude testimisseadmete juhtimiseks: kõike alates digitaalsetest multimeetritest ja igasugustest signaaligeneraatoritest kuni maatriksite, spektraalanalüsaatorite, vibratsioonimõõturiteni. tegelikult igasugune elektroonika testimisseade. Korraga sai isegi populaarseks arvutite linkimine nende printeritega ja paljud odavad printerid kasutasid GPIB-i.

Tänapäeval on enamikul pingi elektroonika testimisseadmetest kas GPIB-valik või on see standardvarustuses. Kuigi see on ületatud teiste tehnoloogiatega, on see endiselt laialt levinud ja sageli põhivarustuses.

GPIB päritolu

Algselt kandis GPIB nime HP-IB. See tulenes sõnadest: Hewlett Packard Interface Bus, kuna selle algselt tutvustas HP oma elektroonika testimisseadmete juhtimiseks (hiljem sai HP testimisseadmest eraldi ettevõte nimega Agilent ja hiljem ikkagi Keysight).

Kuna see on populaarsust kogunud, on HPIB, nagu seda algselt nimetati, aastate jooksul saanud hulga teisi nimesid. GPIB on vastu võtnud mitmed suuremad asutused, kes on sellele oma numbri andnud. USA elektri- ja elektroonikainseneride instituut on andnud talle 1978. aastal oma spetsifikatsiooninumbri 488 ja seetõttu nimetatakse seda mõnikord IEEE 488 või IEEE488 siiniks.

IEEE spetsifikatsioon määratleb mehaanilised põhi- ja protokolliparameetrid. 1987. aastal välja antud IEEE 488.2 standard määratleb sellega seotud tarkvara spetsifikatsioonid.

Ka teised organisatsioonid on standardi vastu võtnud ja andnud sellele oma numbrid, mida aeg-ajalt näha võib. Ameerika Riiklik Standardiinstituut nagu ka IEC. IEC standardnumbrid olid IEC-60625-1 ja IEC-60625-2, kuid numbrite ühilduvuse tagamiseks asendati need hiljem standardiga IEC-60488.

Vaatamata sellele, et selle nimed ja numbrid on levinud, on spetsifikatsioonid kõik praktiliselt samad ja neid saab kasutada omavahel. Kõigist nimedest on kõige levinum GPIB, millele järgneb IEEE 488 buss, viidates siini kõige sagedamini kasutatavale standardile.

2004. aastal ühendasid IEEE ja IEC oma standardid kombineeritud tööks: IEEE / IEC standard IEC-60488-1. IEEE 488.2 standard kombineeriti sarnaselt ja sellest sai IEC-60488-2.

GPIB põhikontseptsioon

GPIB- või IEEE 488-siil on väga paindlik süsteem, mis võimaldab andmeid voolata mis tahes siinis olevate instrumentide vahel aeglasema aktiivse instrumendi jaoks sobival kiirusel. Kuni 15 meetrit võib ühendada maksimaalse siini pikkusega kuni 20 m.

Bussil on veel üks nõue, et kahe kõrvuti asetseva katsevahendi vahel ei tohiks olla ka rohkem kui 2 m.

GPIB-kaarte on võimalik osta arvutitesse, millele liides pole paigaldatud. Kuna GPIB-kaardid on suhteliselt odavad, muudab see GPIB-kaardi lisamise süsteemi selle paigaldamise väga kulutasuvaks meetodiks. See tähendab, et GPIB-i vähenev kasutamine tähendab, et GPIB-kaardid pole kaugeltki nii laialt kättesaadavad kui varem.

Seadmetel on bussis ainulaadne aadress. Testiinstrumentidele on määratud aadressid vahemikus 0 kuni 30 ja ühel ja samal siinil pole kahel instrumendil lubatud sama aadressi. Instrumentide aadresse saab muuta ja seda saab tavaliselt teha esipaneeli kaudu või sageli tagapaneelil asuvate lülitite abil.

Saadaval on aktiivsed pikendajad ja need elemendid võimaldavad pikemaid busse: teoreetiliselt on võimalik kuni 31 seadet koos pikendajast sõltuva suurema kogupikkusega.

Algses HPIB-protokollis kasutavad ülekanded kolme juhtmega käepigistussüsteemi. Seda kasutades on maksimaalne saavutatav andmeedastuskiirus umbes 1 Mbyte sekundis, kuid seda reguleerib alati kõige aeglasema seadme kiirus. Hilisem täiustus, mida sageli nimetatakse HS-488-ks, lõdvestab käepigistuse tingimusi ja võimaldab andmesidekiirust kuni umbes 8 Mbit / s.

IEEE 488 siini jaoks kasutatav pistik on standardiseeritud 24-suunalise Amphenol 57 seeria tüübina. See pakub standardile ideaalse füüsilise liidese. IEEE 488 või GPIB-pistik on formaadilt väga sarnane nendega, mida kasutati arvutite paralleelsete printeripordide jaoks, ehkki GPIB-i jaoks kasutatava tüübi eeliseks on see, et seda on muudetud, nii et mitut pistikut saab toetada. See aitab bussi füüsilist seadistamist ja hoiab ära tüsistused spetsiaalsete ühenduskastide või tähepunktidega.

IEEE 488 raames jagunevad bussi seadmed kolme kategooriasse, ehkki esemed võivad täita rohkem kui ühte funktsiooni:

  • Kontroller: Nagu nimigi ütleb, on kontroller siini tööd kontrolliv üksus. Tavaliselt on see arvuti ja see annab märku, et instrumendid peavad täitma erinevaid funktsioone. GPIB kontroller tagab ka selle, et siinil ei tekiks konflikte. Kui kaks kõnelejat üritaksid korraga rääkida, siis andmed rikneksid ja kogu süsteemi töö oleks tõsiselt kahjustatud. Mitmel kontrolleril on võimalik sama siini jagada; kuid ainult üks saab igal ajal tegutseda kontrollerina.
  • Kuulaja: Kuulaja on siiniga ühendatud üksus, mis aktsepteerib siinilt juhiseid. Kuulaja näide on selline element nagu printer, mis võtab andmeid vastu ainult siinilt. See võib olla ka selline katsevahend nagu toiteallikas või lülitusmaatriks, mis mõõtmisi ei tee.
  • Rääkija: See on siinis olev üksus, mis väljastab siinile juhiseid / andmeid.

Paljud katseseadmed täidavad mitut funktsiooni. Näiteks siini kaudu juhitav voltmeeter töötab seadistamise ajal kuulajana ja seejärel andmeid tagastades kõnelejana. Sellisena on see tuntud kui rääkija / kuulaja.

Sageli saab GPIB-kaarte kasutada erinevates rollides, kuid neid GPIB-kaarte kasutatakse kõige sagedamini kontrolleritena, kuna need kipuvad elama kontrollivas arvutis. Enamikul testimisinstrumentidest, mis võivad olla mõeldud kasutamiseks koos GBIP-liidesega, oleks see standardvarustuses ja seetõttu ei vaja see täiendavat GPIB-kaarti.

GPIB funktsioonide / parameetrite kokkuvõte

Kuigi GPIB / IEEE 488 täielikku spetsifikatsiooni omavad IEEE ja IEC, on siinil olevaid põhifunktsioone näha allpool olevast lühikesest tabelist.


IEEE 488 siini / GPIB funktsioonide kokkuvõte
ParameeterÜksikasjad
Bussi maksimaalne pikkus20 meetrit
Maksimaalne individuaalne kaugus instrumentide vahel2 meetrit keskmiselt 4 meetrit igal juhul.
Maksimaalne instrumentide arv14 pluss kontroller, s.o 15 instrumenti kokku ja vähemalt kaks kolmandikku seadmetest on sisse lülitatud.
Andmesiini laius8 rida.
Käepigistusjooned3
Busside juhtimisliinid5
PistikAeg-ajalt kasutatakse 24-pin Amphenol (tüüpiline) D-tüüpi.
Maksimaalne andmeedastuskiirus~ 1 Mt / s (HS-488 võimaldab kuni ~ 8 Mt / s).

GPIB eelised ja puudused

Nagu igal muul tehnoloogial, on ka GPIB-l eeliseid ja puudusi, mida tuleb selle kasutamise kaalumisel kaaluda.

Eelised

  • Lihtne ja standardne riistvaraliides
  • Liides olemas paljudel pingivahenditel
  • Kasutatud vastupidavad pistikud ja pistikud (kuigi mõned isolatsiooni nihkekaablid ilmuvad aeg-ajalt).
  • Võimalik ühendada mitu instrumenti ühe kontrolleriga

Puudused

  • Mahukad pistikud
  • Kaablite töökindlus on halb - sageli suurte kaablite tagajärjel.
  • Väike ribalaius - aeglasem võrreldes kaasaegsemate liidestega
  • Basic IEEE 422 ei kohusta käsukeelt (SCPI, mida kasutatakse hilisemates rakendustes, kuid ei sisaldu kõigis instrumentides.

GPIB-funktsioon on hõlmatud suurel hulgal standardinstrumentidega, kuid kui soovite süsteemi rajamiseks kasutada võimalust, tuleb enne selle kasutamise aja ja kulude sidumist kaaluda kõiki eeliseid ja puudusi.

GPIB / IEEE 488 täna

GPIB on olnud saadaval 1960. aastate lõpust, kuid hoolimata oma vanusest on see endiselt väärtuslik tööriist, mida kasutatakse kogu tööstuses laialdaselt. Enamikul statiivinstrumentidest on GPIB paigaldatud standardvarustuses või lisavarustusena, mis muudab testimisseadmete kasutamise erinevates rakendustes lihtsaks, lisaks sellele, et need on mõeldud kasutamiseks ATE testipakis. Lisaks kasutatakse GPIB-d või IEEE 488 paljudes teistes rakendustes, sealhulgas andmete hankimine.

Ehkki arvutitel pole täna tavaliselt GPIB-liideseid, võib GPIB-kaardi osta ja installida. Arvestades selle paindlikkust ja mugavust ning tõenäoliselt on see veel aastaid levinud.


Vaata videot: GPIB-to-USB interface with Arduino Nano UPDATE (September 2021).