Ενδιαφέρων

Τι είναι το λεωφορείο GPIB / IEEE 488

Τι είναι το λεωφορείο GPIB / IEEE 488

Ο δίαυλος διασύνδεσης GPIB ή General Purpose Interface ή IEEE 488 εξακολουθεί να είναι ένα από τα πιο δημοφιλή και ευέλικτα πρότυπα διεπαφής που διατίθενται σήμερα.

Το GPIB χρησιμοποιείται ευρέως για να επιτρέπει στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό δοκιμών να ελέγχεται εξ αποστάσεως, αν και χρησιμοποιήθηκε επίσης σε πολλές άλλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των γενικών επικοινωνιών υπολογιστών.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ενός πλήθους δοκιμαστικών οργάνων: τα πάντα, από ψηφιακά πολύμετρα και γεννήτριες όλων των ειδών έως πίνακες εναλλαγής, αναλυτές φάσματος, μετρητές δόνησης. στην πραγματικότητα οποιαδήποτε μορφή εξοπλισμού δοκιμών ηλεκτρονικών. Κάποτε έγινε ακόμη δημοφιλές για τη σύνδεση υπολογιστών με τους εκτυπωτές τους και πολλοί εκτυπωτές χαμηλού κόστους χρησιμοποίησαν το GPIB.

Σήμερα, ο περισσότερος εξοπλισμός δοκιμής ηλεκτρονικών πάγκων έχει είτε μια επιλογή GPIB είτε είναι εξοπλισμένος με αυτόν ως στάνταρ. Παρόλο που έχει ξεπεραστεί από άλλες τεχνολογίες, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως και συχνά χρησιμοποιείται ως βασική επιλογή.

Η προέλευση του GPIB

Αρχικά το GPIB ονομάστηκε HP-IB. Αυτό προήλθε από τις λέξεις: Hewlett Packard Interface Bus, όπως αρχικά εισήχθη από την HP για τον έλεγχο του ηλεκτρονικού εξοπλισμού δοκιμής τους (αργότερα ο βραχίονας δοκιμαστικού εξοπλισμού της HP έγινε μια ξεχωριστή εταιρεία με το όνομα Agilent και αργότερα ακόμα Keysight).

Καθώς έχει αποκτήσει δημοτικότητα, το HPIB όπως είχε αρχικά κληθεί έχει αποκτήσει πολλά άλλα ονόματα με τα χρόνια. Το GPIB έχει υιοθετηθεί από διάφορα μεγάλα ιδρύματα που του έχουν δώσει τον αριθμό τους. Το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών στις Η.Π.Α. του έδωσε τον αριθμό προδιαγραφής 488 το 1978, και ως αποτέλεσμα μερικές φορές αναφέρεται ως λεωφορείο IEEE 488 ή IEEE488.

Η προδιαγραφή IEEE καθορίζει τις βασικές μηχανικές παραμέτρους ηλεκτρικού και πρωτοκόλλου. Το πρότυπο IEEE 488.2 που κυκλοφόρησε το 1987 καθορίζει τις σχετικές προδιαγραφές λογισμικού.

Άλλοι οργανισμοί έχουν επίσης υιοθετήσει το πρότυπο και έχουν δώσει τους δικούς τους αριθμούς που θα φαίνονται περιστασιακά .. Το Αμερικανικό Ινστιτούτο Εθνικών Προτύπων όπως έχει το IEC. Οι τυπικοί αριθμοί IEC ήταν IEC-60625-1 και IEC-60625-2, αλλά αυτοί αργότερα αντικαταστάθηκαν από το IEC-60488 για να παρέχουν συμβατότητα αριθμών.

Παρά τον πολλαπλασιασμό ονομάτων και αριθμών για αυτό, οι προδιαγραφές είναι σχεδόν οι ίδιες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά. Από όλα τα ονόματα το GPIB είναι το πιο κοινό, ακολουθούμενο από το λεωφορείο IEEE 488, που αναφέρεται στο πιο συχνά χρησιμοποιούμενο πρότυπο για το λεωφορείο.

Το 2004 οι IEEE και IEC συνδύασαν τα δικά τους πρότυπα σε συνδυασμένες εργασίες: IEEE / IEC πρότυπο IEC-60488-1. Το πρότυπο IEEE 488.2 συνδυάστηκε ομοίως και έγινε IEC-60488-2.

Βασική έννοια GPIB

Ο δίαυλος GPIB ή IEEE 488 είναι ένα πολύ ευέλικτο σύστημα, το οποίο επιτρέπει τη ροή δεδομένων μεταξύ οποιουδήποτε οργάνου στο δίαυλο, με ταχύτητα κατάλληλη για το πιο αργό ενεργό όργανο. Μπορούν να συνδεθούν έως δεκαπέντε όργανα μαζί με μέγιστο μήκος διαύλου που δεν υπερβαίνει τα 20 m.

Μια επιπλέον απαίτηση για το δίαυλο είναι ότι δεν πρέπει επίσης να υπάρχουν περισσότερα από 2 μέτρα μεταξύ δύο γειτονικών οργάνων δοκιμής.

Είναι δυνατόν να αγοράσετε κάρτες GPIB για ενσωμάτωση σε υπολογιστές που δεν διαθέτουν τη διασύνδεση. Δεδομένου ότι οι κάρτες GPIB είναι σχετικά φθηνές, αυτό καθιστά τη συμπερίληψη μιας κάρτας GPIB στο σύστημα μια μέθοδο κόστους-απόδοσης για την εγκατάστασή της. Τούτου λεχθέντος, η μειωμένη χρήση του GPIB σημαίνει ότι οι κάρτες GPIB δεν είναι τόσο ευρέως διαθέσιμες όσο ήταν.

Οι συσκευές έχουν μια μοναδική διεύθυνση στο λεωφορείο. Τα όργανα δοκιμής εκχωρούνται διευθύνσεις στο εύρος 0 έως 30, και δεν επιτρέπεται σε δύο όργανα στον ίδιο δίαυλο να έχουν την ίδια διεύθυνση. Οι διευθύνσεις στα όργανα μπορούν να αλλάξουν και αυτό συνήθως γίνεται μέσω του μπροστινού πίνακα ή χρησιμοποιώντας διακόπτες που βρίσκονται συχνά στον πίσω πίνακα.

Ενεργά επεκτατικά είναι διαθέσιμα και αυτά τα αντικείμενα επιτρέπουν μεγαλύτερα λεωφορεία: έως 31 συσκευές θεωρητικά δυνατές, μαζί με μεγαλύτερο συνολικό μήκος που εξαρτάται από την επέκταση.

Στο πρωτότυπο πρωτόκολλο HPIB, οι μεταφορές χρησιμοποιούν σύστημα χειραψίας τριών συρμάτων. Χρησιμοποιώντας αυτό, ο μέγιστος δυνατός ρυθμός δεδομένων είναι περίπου 1 Mbyte ανά δευτερόλεπτο, αλλά αυτό εξαρτάται πάντα από την ταχύτητα της πιο αργής συσκευής. Μια μεταγενέστερη βελτίωση που συχνά αναφέρεται ως HS-488 χαλαρώνει τις συνθήκες χειραψίας και επιτρέπει ταχύτητες δεδομένων έως περίπου 8 Mbytes / δευτερόλεπτο.

Ο σύνδεσμος που χρησιμοποιείται για το δίαυλο IEEE 488 είναι τυποποιημένος ως 24-way Amphenol 57 series. Αυτό παρέχει μια ιδανική φυσική διεπαφή για το πρότυπο. Ο σύνδεσμος IEEE 488 ή GPIB έχει παρόμοια μορφή με εκείνους που χρησιμοποιήθηκαν για παράλληλες θύρες εκτυπωτών σε υπολογιστές, παρόλο που ο τύπος που χρησιμοποιείται για το GPIB έχει το πλεονέκτημα ότι έχει αλλάξει έτσι ώστε αρκετοί σύνδεσμοι να μπορούν να υποστηριχθούν. Αυτό βοηθά στη φυσική ρύθμιση του διαύλου και αποτρέπει επιπλοκές με ειδικά κουτιά σύνδεσης ή σημεία αστεριών.

Εντός του IEEE 488, ο εξοπλισμός στο λεωφορείο εμπίπτει σε τρεις κατηγορίες, αν και τα είδη μπορούν να εκπληρώσουν περισσότερες από μία λειτουργίες:

  • Ελεγκτής: Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο ελεγκτής είναι η οντότητα που ελέγχει τη λειτουργία του διαύλου. Συνήθως είναι ένας υπολογιστής και σηματοδοτεί ότι τα όργανα εκτελούν τις διάφορες λειτουργίες. Ο ελεγκτής GPIB διασφαλίζει επίσης ότι δεν υπάρχουν διενέξεις στο λεωφορείο. Εάν δύο ομιλητές προσπαθούσαν να μιλήσουν ταυτόχρονα, τότε τα δεδομένα θα καταστραφούν και η λειτουργία ολόκληρου του συστήματος θα επηρεαστεί σοβαρά. Είναι δυνατό για πολλούς ελεγκτές να μοιράζονται το ίδιο λεωφορείο. αλλά μόνο ένας μπορεί να λειτουργήσει ως ελεγκτής ανά πάσα στιγμή.
  • Ακροατής: Ένας ακροατής είναι μια οντότητα που συνδέεται με το λεωφορείο και αποδέχεται οδηγίες από το λεωφορείο. Ένα παράδειγμα ακροατή είναι ένα στοιχείο όπως ένας εκτυπωτής που δέχεται μόνο δεδομένα από το λεωφορείο. Θα μπορούσε επίσης να είναι ένα όργανο δοκιμής όπως τροφοδοτικό ή μήτρα μεταγωγής που δεν λαμβάνει μετρήσεις.
  • Ομιλητής: Πρόκειται για μια οντότητα στο λεωφορείο που εκδίδει οδηγίες / δεδομένα στο λεωφορείο.

Πολλά είδη εξοπλισμού δοκιμής θα εκπληρώσουν περισσότερες από μία λειτουργίες. Για παράδειγμα, ένα βολτόμετρο που ελέγχεται μέσω του διαύλου θα ενεργήσει ως ακροατής κατά τη ρύθμιση και, στη συνέχεια, όταν επιστρέφει τα δεδομένα, θα ενεργήσει ως ομιλητής. Ως εκ τούτου είναι γνωστό ως ομιλητής / ακροατής.

Συχνά οι κάρτες GPIB μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορους ρόλους, αλλά αυτές οι κάρτες GPIB χρησιμοποιούνται συχνότερα ως ελεγκτές καθώς τείνουν να βρίσκονται στον υπολογιστή ελέγχου. Τα περισσότερα όργανα δοκιμής που θα μπορούσαν να προορίζονται για χρήση με τη διεπαφή GBIP θα το είχαν προσαρμόσει ως στάνταρ και επομένως δεν θα απαιτούσαν και πρόσθετη κάρτα GPIB.

Περίληψη χαρακτηριστικών / παραμέτρων GPIB

Αν και η πλήρης προδιαγραφή για το GPIB / IEEE 488 διατηρείται από τους IEEE και IEC, υπάρχουν βασικά χαρακτηριστικά για το λεωφορείο που μπορείτε να δείτε στον σύντομο πίνακα παρακάτω.


Περίληψη δυνατοτήτων IEEE 488 bus / GPIB
ΠαράμετροςΛεπτομέριες
Μέγιστο μήκος λεωφορείου20 μέτρα
Μέγιστη ατομική απόσταση μεταξύ οργάνων2 μέτρα κατά μέσο όρο 4 μέτρα το μέγιστο σε κάθε περίπτωση.
Μέγιστος αριθμός οργάνων14 plus χειριστήριο, δηλαδή 15 όργανα συνολικά με τουλάχιστον τα δύο τρίτα των συσκευών ενεργοποιημένων.
Πλάτος διαύλου δεδομένων8 γραμμές.
Γραμμές χειραψίας3
Γραμμές διαχείρισης λεωφορείων5
ΣυνδετήραςΑμφενόλη 24-ακίδων (τυπική) τύπου D που χρησιμοποιείται περιστασιακά.
Μέγιστος ρυθμός δεδομένων~ 1 Mbyte / sec (HS-488 επιτρέπει έως ~ 8Mbyte / sec).

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του GPIB

Όπως κάθε άλλη τεχνολογία, το GPIB έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που πρέπει να σταθμίζονται κατά την εξέταση της χρήσης του.

Πλεονεκτήματα

  • Απλή & τυπική διεπαφή υλικού
  • Διασύνδεση παρούσα σε πολλά όργανα πάγκου
  • Χρησιμοποιημένοι ανθεκτικοί σύνδεσμοι και σύνδεσμοι (αν και κάποια καλώδια μετατόπισης μόνωσης εμφανίζονται περιστασιακά).
  • Δυνατότητα σύνδεσης πολλών οργάνων σε ένα μόνο χειριστήριο

Μειονεκτήματα

  • Ογκώδεις συνδέσεις
  • Η αξιοπιστία των καλωδίων είναι κακή - συχνά ως αποτέλεσμα των ογκωδών καλωδίων.
  • Χαμηλό εύρος ζώνης - αργό σε σύγκριση με πιο σύγχρονες διεπαφές
  • Το βασικό IEEE 422 δεν δίνει εντολή σε γλώσσα εντολών (SCPI που χρησιμοποιείται σε μεταγενέστερες υλοποιήσεις αλλά δεν περιλαμβάνεται σε όλα τα όργανα.

Η ικανότητα GPIB περιλαμβάνεται σε μεγάλο αριθμό οργάνων πάγκων, αλλά όταν επιλέγετε να χρησιμοποιήσετε την εγκατάσταση για την κατασκευή ενός συστήματος, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα πριν δεσμεύσετε χρόνο και κόστος στη χρήση του.

GPIB / IEEE 488 σήμερα

Το GPIB είναι διαθέσιμο από τα τέλη της δεκαετίας του 1960, αλλά παρά την ηλικία του, εξακολουθεί να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο που χρησιμοποιείται ευρέως σε ολόκληρο τον κλάδο. Τα περισσότερα όργανα πάγκου έχουν το GPIB εξοπλισμένο ως στάνταρ ή ως επιλογή που διευκολύνει τη χρήση δοκιμαστικού εξοπλισμού σε μια ποικιλία εφαρμογών, εκτός από το ότι προορίζονται για χρήση σε μια δοκιμαστική στοίβα ΑΤΕ. Επιπλέον, το GPIB ή το IEEE 488 χρησιμοποιείται σε μεγάλο αριθμό άλλων εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της απόκτησης δεδομένων.

Παρόλο που οι υπολογιστές τείνουν να μην διαθέτουν τις διεπαφές GPIB ως στάνταρ σήμερα, μπορεί να αγοραστεί και να εγκατασταθεί μια κάρτα GPIB. Λαμβάνοντας υπόψη την ευελιξία και την ευκολία του και είναι πιθανό να παραμείνει σε ευρεία χρήση για τα επόμενα χρόνια.


Δες το βίντεο: Design of a USB to GPIB Bus Interface - Episode 4 - Mounting components (Δεκέμβριος 2021).