IEEE-488

Złącza piętrowe IEEE 488

IEEE 488 to specyfikacja 8-bitowej , równoległej magistrali interfejsu multi-master do komunikacji cyfrowej krótkiego zasięgu , opracowana przez firmę Hewlett-Packard jako HP-IB ( Hewlett-Packard Interface Bus ). Następnie stał się przedmiotem kilku standardów i jest ogólnie znany jako GPIB ( General Purpose Interface Bus ).

Chociaż magistrala została stworzona pod koniec lat 60-tych w celu łączenia ze sobą zautomatyzowanego sprzętu testowego , odniosła również pewne sukcesy w latach 70-tych i 80-tych jako magistrala peryferyjna dla wczesnych mikrokomputerów , zwłaszcza Commodore PET . Nowsze standardy w dużej mierze zastąpiły IEEE 488 do użytku komputerowego, ale nadal jest używany przez niektóre urządzenia testowe.

Pochodzenie

Pod koniec lat 60. Hewlett-Packard (HP) wyprodukował różne zautomatyzowane przyrządy testowe i pomiarowe, takie jak multimetry cyfrowe i analizatory stanów logicznych . Opracowali magistralę interfejsu HP (HP-IB) , aby umożliwić łatwiejsze połączenie między instrumentami i sterownikami (komputerami i innymi instrumentami).

Magistrala była stosunkowo łatwa do wdrożenia przy użyciu ówczesnej technologii, przy użyciu prostej magistrali równoległej i kilku indywidualnych linii sterujących. Na przykład programator zasilacza HP 59501 i siłownik przekaźnika HP 59306A były stosunkowo prostymi urządzeniami peryferyjnymi HP-IB zaimplementowanymi w TTL , bez potrzeby stosowania mikroprocesora.

HP udzielał licencji na patenty HP-IB innym producentom za symboliczną opłatą. Stał się znany jako magistrala interfejsu ogólnego przeznaczenia (GPIB) i stał się de facto standardem automatycznego i przemysłowego sterowania przyrządami. Gdy GPIB stał się popularny, został sformalizowany przez różne organizacje normalizacyjne .

Normy

W 1975 r. IEEE ustandaryzowało magistralę jako standardowy interfejs cyfrowy dla programowalnych przyrządów , IEEE 488 ; został zmieniony w 1978 r. (tworząc IEEE 488-1978). Standard został poprawiony w 1987 roku i przemianowany na IEEE 488.1 (IEEE 488.1-1987). Normy te sformalizowały mechaniczne, elektryczne i podstawowe parametry protokołu GPIB, ale nie mówiły nic o formacie poleceń lub danych.

W 1987 r. IEEE wprowadziło standardowe kody, formaty, protokoły i wspólne polecenia , IEEE 488.2 . Został poprawiony w 1992 roku. IEEE 488.2 zapewniał podstawowe konwencje dotyczące składni i formatu, a także polecenia niezależne od urządzenia, struktury danych, protokoły błędów i tym podobne. IEEE 488.2 zbudowany na IEEE 488.1 bez zastąpienia go; sprzęt może być zgodny z IEEE 488.1 bez IEEE 488.2.

Chociaż IEEE 488.1 zdefiniował sprzęt, a IEEE 488.2 zdefiniował protokół, nadal nie było standardu dla poleceń specyficznych dla instrumentu. Polecenia do sterowania instrumentami tej samej klasy, np . multimetrami, różniły się w zależności od producenta, a nawet modelu.

Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych, a później Hewlett-Packard, uznały to za problem. W 1989 r. firma HP opracowała język Test Measurement Language (TML) lub język systemów testowo-pomiarowych (TMSL), który był prekursorem standardowych poleceń dla programowalnej oprzyrządowania (SCPI), wprowadzonych jako standard branżowy w 1990 r. SCPI dodał standardowe polecenia ogólne i seria klas instrumentów z odpowiednimi poleceniami specyficznymi dla klas. SCPI nakazał składnię IEEE 488.2, ale zezwolił na inne fizyczne transporty (inne niż IEEE 488.1).

IEC opracowała własne standardy równolegle z IEEE, z IEC 60625-1 i IEC 60625-2 (IEC 625), później zastąpione przez IEC 60488 .

Firma National Instruments wprowadziła kompatybilne wstecz rozszerzenie IEEE 488.1, pierwotnie znane jako HS-488 . Zwiększyło to maksymalną szybkość transmisji danych do 8 Mb / s, chociaż szybkość spada, gdy do magistrali podłączonych jest więcej urządzeń. Zostało to włączone do standardu w 2003 r. (IEEE 488.1-2003), pomimo sprzeciwu HP.

W 2004 r. IEEE i IEC połączyły swoje odpowiednie standardy w normę „Dual Logo” IEEE / IEC IEC 60488-1 , Standard for Higher Performance Protocol for the Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation - Part 1: General , zastępuje IEEE 488.1 / IEC 60625-1 i IEC 60488-2 , Część 2: Kody, formaty, protokoły i wspólne polecenia , zastępuje IEEE 488.2/IEC 60625-2.

Charakterystyka

IEEE 488 to 8-bitowa , elektrycznie równoległa magistrala, która wykorzystuje szesnaście linii sygnałowych — osiem używanych do dwukierunkowego przesyłania danych, trzy do uzgadniania i pięć do zarządzania magistralą — plus osiem uziemionych linii powrotnych.

Magistrala obsługuje 31 pięciobitowych adresów urządzeń podstawowych, ponumerowanych od 0 do 30, przydzielając unikalny adres każdemu urządzeniu na magistrali.

Standard pozwala maksymalnie 15 urządzeniom na współdzielenie jednej fizycznej magistrali o łącznej długości kabla do 20 metrów (66 stóp). Topologia fizyczna może być liniowa lub gwiaździsta (rozwidlona). Aktywne przedłużacze pozwalają na dłuższe magistrale, z teoretycznie możliwymi do 31 urządzeniami na magistrali logicznej.

Funkcje sterowania i przesyłania danych są logicznie rozdzielone; kontroler może zaadresować jedno urządzenie jako „rozmówcę” i jedno lub więcej urządzeń jako „słuchaczy” bez konieczności uczestniczenia w przesyłaniu danych. Możliwe jest, aby wiele kontrolerów współdzieliło tę samą magistralę, ale tylko jeden z nich może być „kontrolerem zarządzającym” w danym momencie.

W oryginalnym protokole transfery używają połączonego, trzyprzewodowego uzgadniania typu „ gotowy–ważny–akceptowany” . Maksymalna szybkość transmisji danych wynosi około jednego megabajta na sekundę. Późniejsze rozszerzenie HS-488 łagodzi wymagania dotyczące uzgadniania, umożliwiając do 8 MB/s. Najwolniejsze uczestniczące urządzenie określa prędkość magistrali.

Złącza

IEEE 488
IEEE-448.svg
Pinout
Złącze żeńskie IEEE 488
Kołek 1 DIO1 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 2 DIO2 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 3 DIO3 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 4 DIO4 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 5 EOI Zakończ lub zidentyfikuj
Kołek 6 DAW Dane ważne
Kołek 7 NRFD Niegotowy do danych
Kołek 8 NDAC Brak akceptacji danych
Kołek 9 IFC Interfejs jasny
Kołek 10 SRQ Zgłoszenie serwisowe
Kołek 11 ATN Uwaga
Kołek 12 TARCZA
Kołek 13 DIO5 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 14 DIO6 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 15 DIO7 Bit wejścia/wyjścia danych
Szpilka 16 DIO8 Bit wejścia/wyjścia danych
Kołek 17 REN Zdalne włączanie
Kołek 18 GND (drut skręcony z DAV)
Szpilka 19 GND (drut skręcony z NRFD)
Kołek 20 GND (drut skręcony z NDAC)
Kołek 21 GND (drut skręcony z IFC)
Kołek 22 GND (drut skręcony z SRQ)
Kołek 23 GND (drut skręcony z ATN)
Kołek 24 Podstawa logiczna

IEEE 488 określa 24-pinowe złącze mikrowstęgowe zaprojektowane przez firmę Amphenol . Złącza mikrowstęgowe mają metalową obudowę w kształcie litery D, ale są większe niż złącza subminiaturowe typu D. Są one czasami nazywane „złączami Centronics” od 36-stykowego mikrozłącza taśmowego, którego Centronics używał w swoich drukarkach.

Jedną z niezwykłych cech złączy IEEE 488 jest to, że powszechnie używają one konstrukcji „dwugłowicowej”, z męską po jednej stronie i żeńską po drugiej. Pozwala to na układanie złączy w celu łatwego łączenia łańcuchowego . Względy mechaniczne ograniczają liczbę złączy ułożonych w stos do czterech lub mniej, chociaż obejście polegające na fizycznym podtrzymywaniu złączy może być w stanie to obejść.

Są one mocowane za pomocą śrub 6-32 UNK (obecnie w dużej mierze przestarzałych) lub metrycznych gwintów M3,5 × 0,6 . Wczesne wersje standardu sugerowały, że śruby metryczne powinny być zaczernione, aby uniknąć pomyłki z niekompatybilnymi gwintami UTS. Jednak po rewizji z 1987 r. Nie uznano tego już za konieczne ze względu na występowanie gwintów metrycznych.

Norma IEC 60625 zaleca stosowanie 25-stykowych subminiaturowych złączy D (takich samych, jak w przypadku portu równoległego w komputerach kompatybilnych z IBM PC ). To złącze nie zyskało znaczącej akceptacji rynkowej w porównaniu z uznanym złączem 24-stykowym.

Możliwości

Funkcjonować Skrót Opis i przykłady
Źródłowy uścisk dłoni CII 1 Kompletny
Akceptujący uścisk dłoni AH 1 Kompletny
Podstawowy mówca T 5 Odpowiada na ankietę seryjną; untalks po odebraniu adresu nasłuchu; możliwość tylko rozmowy
6 Untalks po odebraniu adresu nasłuchu; tylko bez rozmowy
7 Brak ankiety seryjnej; untalks po odebraniu adresu nasłuchu; możliwość tylko rozmowy
Rozszerzony mówca TE 0 Brak rozszerzonego mówcy
Podstawowy słuchacz Ł 3 Tryb tylko słuchania; odsłuchuje, jeśli otrzymano adres rozmowy
4 Odsłuchuje, jeśli otrzymano adres rozmowy
Rozszerzony słuchacz LE 0 Brak rozszerzonego słuchacza
Zgłoszenie serwisowe SR 0 Brak możliwości zgłoszenia serwisowego
1 Kompletny
Zdalne-Lokalne RL 0 Brak lokalnej blokady
1 Kompletny
Ankieta równoległa PP 0 Nie odpowiada na ankietę równoległą
Wyczyść urządzenie DC 1 kompletny
Wyzwalacz urządzenia DT 0 Brak możliwości wyzwalania urządzenia
1 Kompletny
Kontroler C 0 Brak funkcji kontrolera
mi 1 Elektronika napędu z otwartym kolektorem
2 Trzech kierowców państwowych
Port IEEE-488 z wymienionymi możliwościami analizatora widma .

Więcej informacji można znaleźć w Tektronix.

Użyj jako interfejsu komputerowego

National Instruments GPIB do magistrali PC ISA
Napęd dysków HP 7935 Panel HP-IB

Projektanci HP nie planowali specjalnie, aby IEEE 488 był interfejsem peryferyjnym dla komputerów ogólnego przeznaczenia; skupiono się na oprzyrządowaniu. mikrokomputery HP potrzebowały interfejsu do urządzeń peryferyjnych ( dysków dyskowych , napędów taśmowych , drukarek , ploterów itp.), HP-IB był łatwo dostępny i łatwo dostosowany do celu.

Produkty komputerowe HP, które korzystały z HP-IB, obejmowały serię HP 80 , serię HP 9800 , serię HP 2100 i serię HP 3000 . Komputerowe urządzenia peryferyjne HP, które nie wykorzystywały interfejsu komunikacyjnego RS-232, często korzystały z HP-IB, w tym systemów dyskowych, takich jak HP 7935 . Niektóre zaawansowane kalkulatory kieszonkowe HP z lat 80., takie jak HP-41 i HP-71B , miały również funkcje IEEE 488 za pośrednictwem opcjonalnego modułu interfejsu HP-IL / HP-IB.

Inni producenci również zastosowali GPIB w swoich komputerach, na przykład w linii Tektronix 405x .

Commodore PET (wprowadzona w 1977 r.) Łączyła swoje urządzenia peryferyjne za pomocą magistrali IEEE 488, ale z niestandardowym złączem krawędziowym karty. Następujące 8-bitowe maszyny Commodore wykorzystywały magistralę szeregową , której protokół był oparty na IEEE 488. Commodore sprzedawał kasetę IEEE 488 dla VIC-20 i Commodore 64. Kilku zewnętrznych dostawców urządzeń peryferyjnych Commodore 64 wyprodukowało kasetę dla C64, która zapewniała interfejs pochodzący z IEEE 488 na złączu krawędziowym karty, podobnym do tego z serii PET.

Ostatecznie szybsze, bardziej kompletne standardy, takie jak SCSI, zastąpiły IEEE 488 w zakresie dostępu peryferyjnego.

Porównanie z innymi standardami interfejsów

Elektrycznie IEEE 488 wykorzystywał interfejs sprzętowy, który można było zaimplementować za pomocą pewnej logiki dyskretnej lub mikrokontrolera. Interfejs sprzętowy umożliwiał urządzeniom różnych producentów komunikację z jednym hostem. Ponieważ każde urządzenie generowało asynchroniczne sygnały uzgadniania wymagane przez protokół magistrali, wolne i szybkie urządzenia mogły być mieszane na jednej magistrali. Transfer danych jest stosunkowo powolny, więc linii transmisyjnej , takie jak dopasowanie impedancji i terminacja linii, są ignorowane. Nie było wymogu izolacji galwanicznej między magistralą a urządzeniami, co stwarzało możliwość powstania pętli masy powodując dodatkowy hałas i utratę danych.

Fizycznie złącza i okablowanie IEEE 488 były wytrzymałe i utrzymywane na miejscu za pomocą śrub. Podczas gdy fizycznie duże i solidne złącza były zaletą w konfiguracjach przemysłowych lub laboratoryjnych, rozmiar i koszt złączy był problemem w zastosowaniach takich jak komputery osobiste.

Chociaż interfejsy elektryczne i fizyczne były dobrze zdefiniowane, nie było początkowego standardowego zestawu poleceń. Urządzenia różnych producentów mogą używać różnych poleceń dla tej samej funkcji. Niektóre aspekty standardów protokołów poleceń nie zostały ustandaryzowane aż do Standard Commands for Programmable Instruments (SCPI) w 1990 r. Opcje implementacji (np. obsługa końca transmisji) mogą skomplikować interoperacyjność urządzeń wcześniejszych niż IEEE 488.2.

Nowsze standardy, takie jak USB , FireWire i Ethernet, wykorzystują spadające koszty elektroniki interfejsu do wdrażania bardziej złożonych standardów zapewniających większą przepustowość. Złącza wieloprzewodowe (równoległe dane) i ekranowany kabel były z natury bardziej kosztowne niż złącza i okablowanie, które można było stosować w standardach szeregowego przesyłania danych, takich jak RS-232 , RS-485 , USB, FireWire czy Ethernet. Bardzo niewiele komputerów osobistych lub urządzeń peryferyjnych na rynku masowym (takich jak drukarki lub skanery) zaimplementowało IEEE 488.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=IEEE-488&oldid=1120211856 ”