IEEE-488 - IEEE-488 - Wikipedia

Соединители стекирования IEEE 488

IEEE 488 цифровая связь малого радиуса действия 8 бит параллельно мульти-мастер интерфейсная шина спецификация разработана Hewlett Packard в качестве HP-IB (Интерфейсная шина Hewlett-Packard). Впоследствии он стал предметом нескольких стандарты, и обычно известен как GPIB (Шина интерфейса общего назначения).

Хотя автобус был создан в конце 1960-х для соединения между собой автоматизированное испытательное оборудование, он также имел некоторый успех в 1970-х и 1980-х годах в качестве периферийная шина для раннего микрокомпьютеры, в частности Commodore PET. Новые стандарты в значительной степени заменили IEEE 488 для использования в компьютерах, но он все еще используется в некотором тестовом оборудовании.

Происхождение

В конце 1960-х гг. Hewlett-Packard (HP)[1] изготовлены различные автоматизированные контрольно-измерительные приборы, такие как цифровые мультиметры и логические анализаторы. Они разработали Интерфейсная шина HP (HP-IB) для упрощения взаимодействия между приборами и контроллерами (компьютерами и другими приборами).

Шину было относительно легко реализовать с использованием технологии в то время, используя простой параллельный автобус и несколько отдельных линий управления. Например, программатор блока питания HP 59501 и релейный привод HP 59306A были относительно простыми периферийными устройствами HP-IB, реализованными в TTL, без микропроцессора.

HP лицензировала патенты HP-IB за символическую плату другим производителям. Она стала известна как интерфейсная шина общего назначения (GPIB) и стала стандарт де-факто для автоматизированного и промышленного контроля приборов. По мере того, как GPIB стал популярным, его формализовали различные организации по стандартизации.

Стандарты

В 1975 г. IEEE стандартизировал автобус как Стандартный цифровой интерфейс для программируемых приборов, IEEE 488; он был пересмотрен в 1978 г. (выпущен IEEE 488-1978).[2] Стандарт был пересмотрен в 1987 году и переименован в IEEE 488.1 (IEEE 488.1-1987). Эти стандарты формализовали механические, электрические и основные параметры протокола GPIB, но ничего не сказали о формате команд или данных.

В 1987 году IEEE представил Стандартные коды, форматы, протоколы и общие команды, IEEE 488.2. Он был пересмотрен в 1992 году.[3] IEEE 488.2 предоставил базовый синтаксис и соглашения о формате, а также независимые от устройства команды, структуры данных, протоколы ошибок и т.п. IEEE 488.2 построен на IEEE 488.1 без его замены; оборудование может соответствовать IEEE 488.1 без соблюдения IEEE 488.2.

Хотя IEEE 488.1 определил оборудование, а IEEE 488.2 определил протокол, стандарта для команд, специфичных для прибора, все еще не существовало. Команды для управления одним и тем же классом инструментов, например, мультиметры, различаются между производителями и даже моделями.

ВВС США,[4] а позже Hewlett-Packard признали это проблемой. В 1989 году HP разработала свой язык TML.[5] который был предшественником Стандартные команды для программируемых приборов (SCPI), введенный в качестве отраслевого стандарта в 1990 году.[6] SCPI добавил стандартные общие команды и серию классов инструментов с соответствующими командами для конкретных классов. SCPI требовал синтаксиса IEEE 488.2, но разрешал другие (не IEEE 488.1) физические транспорты.

В IEC разработали собственные стандарты параллельно с IEEE, IEC 60625-1 и IEC 60625-2 (IEC 625), позже замененный на IEC 60488.

Национальные инструменты представил обратно совместимое расширение для IEEE 488.1, первоначально известное как HS-488. Увеличена максимальная скорость передачи данных до 8 Мегабайт / с, хотя скорость уменьшается по мере того, как к шине подключается больше устройств. Это было включено в стандарт в 2003 году (IEEE 488.1-2003),[7] вопреки возражениям HP.[8][9]

В 2004 году IEEE и IEC объединили свои стандарты в стандарт IEEE / IEC «Двойной логотип». IEC 60488-1, Стандарт высокопроизводительного протокола для стандартного цифрового интерфейса для программируемых приборов - Часть 1: Общие,[10] заменяет IEEE 488.1 / IEC 60625-1, и IEC 60488-2,Часть 2: Коды, форматы, протоколы и общие команды,[11] заменяет IEEE 488.2 / IEC 60625-2.[12]

Характеристики

IEEE 488 - это 8 бит, электрически параллельно шина с шестнадцатью сигнальными линиями: восемь используются для двунаправленной передачи данных, три - для рукопожатие и пять для управления шиной - плюс восемь обратных линий заземления.

Шина поддерживает 31 пятибитный адрес первичного устройства, пронумерованный от 0 до 30, присваивая уникальный адрес каждому устройству на шине.[13][14]

Стандарт позволяет подключать до 15 устройств к одной физической шине с общей длиной кабеля до 20 метров (66 футов). Физическая топология может быть линейной или звездообразной (разветвленной).[15] Активные расширители позволяют использовать более длинные шины, теоретически на логической шине может быть до 31 устройства.

Функции управления и передачи данных логически разделены; контроллер может обращаться к одному устройству как к «говорящему» и к одному или нескольким устройствам как к «слушателям», не участвуя в передаче данных. Несколько контроллеров могут совместно использовать одну и ту же шину, но только один из них может быть «ответственным за контроллер» одновременно.[16]

В исходном протоколе для передачи используется трехпроводной готов – действителен – принят рукопожатие.[17] Максимальная скорость передачи данных составляет около одного мегабайта в секунду. Более позднее расширение HS-488 снижает требования к рукопожатию, обеспечивая скорость до 8 Мбайт / с. Самое медленное участвующее устройство определяет скорость автобуса.[18]

Разъемы

IEEE 488
Закрепить
IEEE-448.svg
Гнездовой разъем IEEE 488
Контакт 1DIO1Бит ввода / вывода данных.
Контакт 2DIO2Бит ввода / вывода данных.
Пин 3DIO3Бит ввода / вывода данных.
Штырь 4DIO4Бит ввода / вывода данных.
Штырь 5EOIКонец или идентификация.
Пин 6DAVДанные действительны.
Штырь 7NRFDНе готов к данным.
Пин 8NDACДанные не принимаются.
Пин 9IFCИнтерфейс понятный.
Пин 10SRQЗапрос на обслуживание.
Штырь 11ATNВнимание.
Штырь 12ЩИТ
Пин 13DIO5Бит ввода / вывода данных.
Штырь 14DIO6Бит ввода / вывода данных.
Штырь 15DIO7Бит ввода / вывода данных.
Штырь 16DIO8Бит ввода / вывода данных.
Пин 17RENУдаленное включение.
Штырь 18GND(провод скручен с ДАВ)
Штырь 19GND(проволока скрученная с НРФД)
Пин 20GND(провод скручен с NDAC)
Штырь 21GND(проволока скручена с IFC)
Штырь 22GND(провод скручен с SRQ)
Штырь 23GND(провод скручен с АТН)
Штырь 24Логическая земля

IEEE 488 определяет 24-контактный Амфенол -проектированный микролента разъем. Микроленточные соединители имеют D-образную металлическую оболочку, но их размер больше D-сверхминиатюрный разъемы. Иногда их называют "разъемами Centronics" после 36-контактного микролента соединитель Centronics использовали для своих принтеров.

Одна необычная особенность разъемов IEEE 488 заключается в том, что они обычно имеют «двуглавую» конструкцию, с вилкой с одной стороны и розеткой с другой. Это позволяет легко штабелировать разъемы. шлейфовое соединение. Механические соображения ограничивают количество соединителей в стеке до четырех или менее, хотя обходной путь, связанный с физической поддержкой соединителей, может помочь обойти это.

Они удерживаются на месте винтами, либо UTS (сейчас в значительной степени устарело) или метрика М3,5 × 0,6 потоки. Ранние версии стандарта предлагали, чтобы метрические винты были черными, чтобы избежать путаницы с несовместимой резьбой UTS. Однако в редакции 1987 г. это больше не считалось необходимым из-за преобладания метрической резьбы.[19]

Стандарт IEC 60625 предписывает использовать 25-контактный D-сверхминиатюрный разъемы (такие же, как у параллельный порт на Совместимость с IBM PC ). Этот разъем не получил значительного признания на рынке по сравнению с установленным 24-контактным разъемом.

Возможности

ФункцияСокращениеОписание и примеры
Источник рукопожатияSH1Полный
Рукопожатие акцептораAH1Полный
Базовый говорящийТ5Отвечает на серийный опрос; не разговаривает при получении адреса прослушивания; возможность только говорить
6Не звонит при получении адреса прослушивания; только без разговоров
7Нет серийного опроса; не разговаривает при получении адреса прослушивания; возможность только говорить
Расширенный говорящийTE0Нет расширенного говорящего
Базовый слушательL3Режим только прослушивания; не прослушивает, если получен адрес разговора
4Не слушает, если получен адрес разговора
Расширенный слушательLE0Нет расширенного слушателя
Запрос на обслуживаниеSR0Нет возможности запроса обслуживания
1Полный
Удаленный-местныйRL0Нет локальной блокировки
1Полный
Параллельный опросPP0Не отвечает на параллельный опрос
Очистить устройствоОКРУГ КОЛУМБИЯ1полный
Запуск устройстваDT0Нет возможности запуска устройства
1Полный
КонтроллерC0Нет функции контроллера
E1Электроника привода с открытым коллектором
2Три государственных драйвера
Порт IEEE-488 с перечисленными возможностями на анализатор спектра.

Дополнительную информацию см. В Tektronix.[20]

Использовать как компьютерный интерфейс

Разработчики HP специально не планировали, что IEEE 488 будет периферийным интерфейсом для компьютеров общего назначения; акцент был сделан на приборостроении. Но когда HP рано микрокомпьютеры нужен интерфейс для периферии (Дисковый привод, ленточные накопители, принтеры, заговорщики и т. д.), HP-IB был легко доступен и легко адаптирован для этой цели.

Компьютерные продукты HP, которые использовали HP-IB, включали HP серии 80, HP 9800 серии,[21] в HP 2100 серии,[22] и HP 3000 серии.[23] Компьютерная периферия HP, в которой не использовался интерфейс связи RS-232, часто использовала HP-IB, включая дисковые системы, такие как HP 7935. Некоторые из продвинутых карманных калькуляторов HP 1980-х годов, такие как HP-41 и HP-71B серии, также имел возможности IEEE 488 через дополнительный HP-IL / Интерфейсный модуль HP-IB.

Другие производители также использовали GPIB для своих компьютеров, например, с Tektronix 405x линия.

В Commodore PET (введен в 1977 г.) ряд персональных компьютеров, подключающих свои периферийные устройства с помощью шины IEEE 488, но с нестандартным краевым разъемом карты. Следующие 8-битные машины Commodore использовали последовательная шина протокол которого был основан на IEEE 488.[24] Commodore продала картридж IEEE 488 для VIC-20[25] и Commodore 64.[26] Несколько сторонних поставщиков Периферийные устройства Commodore 64 сделал картридж для C64, который обеспечивал интерфейс на основе IEEE 488 на краевом разъеме карты, аналогичный тому, что у серии PET.[27]

В конце концов, более быстрые и полные стандарты, такие как SCSI заменил IEEE 488 для доступа к периферии.

Сравнение с другими стандартами интерфейса

В электрическом плане IEEE 488 использовал аппаратный интерфейс, который мог быть реализован с помощью некоторой дискретной логики или микроконтроллера. Аппаратный интерфейс позволял устройствам разных производителей связываться с одним хостом. Поскольку каждое устройство генерирует асинхронные сигналы квитирования, требуемые протоколом шины, медленные и быстрые устройства могут быть смешаны на одной шине. Передача данных относительно медленная, поэтому линия передачи такие проблемы, как согласование импеданса и окончание линии, игнорируются. Не требовалось гальваническая развязка между шиной и устройствами, что создавало возможность контуры заземления вызывая дополнительный шум и потерю данных.

Физически разъемы и кабели IEEE 488 были прочными и крепились винтами. Хотя физически большие и прочные разъемы были преимуществом в промышленных или лабораторных установках, размер и стоимость разъемов были недостатком в таких приложениях, как персональные компьютеры.

Хотя электрические и физические интерфейсы были четко определены, исходного стандартного набора команд не было. Устройства разных производителей могут использовать разные команды для одной и той же функции.[28] Некоторые аспекты стандартов командного протокола не были стандартизированы до Стандартные команды для программируемых инструментов (SCPI) в 1990 году. Варианты реализации (например, обработка конца передачи) могут усложнить взаимодействие в устройствах, предшествующих IEEE 488.2.

Более свежие стандарты, такие как USB, FireWire, и Ethernet Воспользуйтесь преимуществом снижения стоимости интерфейсной электроники для внедрения более сложных стандартов, обеспечивающих более высокую пропускную способность. Многожильные (параллельные данные) соединители и экранированный кабель по своей сути были более дорогими, чем соединители и кабели, которые можно было использовать со стандартами последовательной передачи данных, такими как RS-232, RS-485, USB, FireWire или Ethernet. Очень немногие массовые персональные компьютеры или периферийные устройства (например, принтеры или сканеры) поддерживают IEEE 488.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эта часть HP была позже (ок. 1999 г.) выделена как Agilent Technologies, а в 2014 году подразделение Agilent по тестированию и измерениям было выделено как Keysight Technologies.
  2. ^ Стандартный цифровой интерфейс IEEE для программируемых приборов, Институт инженеров по электротехнике и электронике, 1987, ISBN  0-471-62222-2, ANSI / IEEE Std 488.1-1987, п. iii
  3. ^ Стандартные коды, форматы, протоколы и общие команды IEEE для использования с IEEE Std 488.1-1987, стандартным цифровым интерфейсом IEEE для программируемых приборов, Институт инженеров по электротехнике и электронике, 1992, ISBN  978-1-55937-238-1, IEEE Std 488.2-1992
  4. ^ Project Mate в 1985 году
  5. ^ «GPIB 101, Учебное пособие по шине GPIB». ICS Electronics. п. 5, абзац = Команды SCPI.
  6. ^ «История ГПИБ». Национальные инструменты. Получено 2010-02-06. В 1990 году спецификация IEEE 488.2 включала документ «Стандартные команды для программируемого инструментария» (SCPI).
  7. ^ «Обновленный стандарт увеличивает скорость инструментальных шин IEEE 488 в восемь раз». IEEE. 2003-10-06. Получено 2010-02-06.
  8. ^ «HP и другие компании, занимающиеся тестированием и измерениями, призывают IEEE выступить против пересмотра установленного стандарта IEEE 488» (Пресс-релиз). Компания Hewlett-Packard. Декабрь 1997. Архивировано с оригинал на 2011-06-10. Получено 2010-02-16.
  9. ^ «Главная страница проекта P488.1». IEEE. Архивировано из оригинал на 2010-04-28. Получено 2010-02-16.
  10. ^ Стандарт IEC / IEEE для протокола более высокой производительности для стандартного цифрового интерфейса для программируемых приборов - Часть 1: Общие (принятие IEEE Std 488.1-2003). IEEE. Дои:10.1109 / IEEESTD.2004.95749. ISBN  978-0-7381-4536-5.
  11. ^ Стандартный цифровой интерфейс для программируемых приборов - Часть 2: коды, форматы, протоколы и общие команды (принятие (IEEE Std 488.2-1992). IEEE. Дои:10.1109 / IEEESTD.2004.95390. ISBN  978-0-7381-4100-8.
  12. ^ «Замененные или отозванные публикации». IEC. Архивировано из оригинал на 2012-04-17. Получено 2010-02-06.
  13. ^ «Адресация GPIB» (PDF). NI-488.2 Руководство пользователя. Корпорация National Instruments. Февраль 2005. с. А-2. NI P / N 370428C-01. Получено 2010-02-16. Первичный адрес - это число в диапазоне от 0 до 30.
  14. ^ «Таблица 1-1: Параметры конфигурации интерфейсной карты 82350 GPIB» (PDF). Интерфейс PCI GPIB Agilent 82350B: Руководство по установке и настройке. Agilent Technologies. 2009-07-20. п. 26. Agilent P / N 82350-90004.. Получено 2010-02-16. может использоваться любой адрес в диапазоне от 0 до 30 включительно
  15. ^ «Учебное пособие по управлению приборами GPIB». Национальные инструменты. 2009-08-24. Получено 2010-02-16. подключены в гирляндную или звездообразную топологию
  16. ^ NI-488.2 Руководство пользователя (PDF). Корпорация National Instruments. Февраль 2005. с. А-1. NI P / N 370428C-01. Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-12-02. Получено 2010-02-16.
  17. ^ «Линии рукопожатия» (PDF). NI-488.2 Руководство пользователя. Корпорация National Instruments. Февраль 2005. с. А-3. NI P / N 370428C-01. Получено 2010-02-16.
  18. ^ «Использование HS488 для повышения производительности системы GPIB». Корпорация National Instruments. 30 марта 2009 г.. Получено 2010-02-16.
  19. ^ Стандартный цифровой интерфейс IEEE для программируемых приборов, Институт инженеров по электротехнике и электронике, 1987, с. v, ISBN  978-0-471-62222-2, ANSI / IEEE Std 488.1-1987, «Полезное примечание» по метрическим потокам, найденное в предыдущих выпусках, было удалено, поскольку использование метрических потоков является обычной практикой IEEE 488. Следовательно, рекомендация покрывать такие детали черным материалом, чтобы привлечь внимание к метрической резьбе, также считается ненужной.
  20. ^ Тилден, Марк Д. (1983), «Приложение A: Подмножества, описывающие функции интерфейса» (PDF), Руководство по программированию 4041 GPIB, Tektronix, Inc., стр. 113–115.
  21. ^ "HP 98135A Интерфейс HP-IB 9815". Музей компьютеров HP. Получено 2010-02-06.
  22. ^ «Интерфейс 59310A HP-IB». Музей компьютеров HP. Получено 2010-02-06. Интерфейс HP-IB для компьютеров HP1000 и HP2000
  23. ^ «27113A Интерфейс HP-IB». Музей компьютеров HP. Получено 2010-02-06. Интерфейс CIO HP-IB для 3000 Series 900
  24. ^ Багналл, Брайан (2006). На грани: захватывающий взлет и падение Commodore, Вариант Пресс. Стр. 221. ISBN  0-9738649-0-7
  25. ^ Чертеж Commodore для VIC-1112 - Чертеж № 1110010 Ред .: A
  26. ^ Схема обратного проектирования для интерфейса Commodore C64 IEEE
  27. ^ http://www.zimmers.net/anonftp/pub/cbm/schematics/cartridges/c64/ieee-488/index.html Ссылка на схему одного такого преобразователя.
  28. ^ Ранние устройства могут реагировать на Я БЫ команда со строкой идентификации; в более поздних стандартах устройства реагировали на *Я БЫ команда.

внешняя ссылка