IEEE-488 - IEEE-488

Stohovací konektory IEEE 488

IEEE 488 je specifikace 8bitové paralelní sběrnice rozhraní multi-master digitální komunikace krátkého dosahu vyvinutá společností Hewlett-Packard jako HP-IB ( Hewlett-Packard Interface Bus ). Následně se stal předmětem několika standardů a je obecně známý jako GPIB ( General Purpose Interface Bus ).

Přestože byl autobus vytvořen koncem šedesátých let za účelem propojení automatizovaného testovacího zařízení , měl během sedmdesátých a osmdesátých let také určitý úspěch jako periferní sběrnice pro časné mikropočítače , zejména Commodore PET . Novější standardy do značné míry nahradily IEEE 488 pro použití v počítači, ale stále je používána některými testovacími zařízeními.

Počátky

Na konci 60. let vyráběla společnost Hewlett-Packard (HP) různé automatizované testovací a měřicí přístroje, jako jsou digitální multimetry a logické analyzátory . Vyvinuli HP Interface Bus (HP-IB), aby umožnili snadnější propojení mezi přístroji a řadiči (počítači a jinými přístroji).

Sběrnice byla v té době relativně snadno implementovatelná pomocí technologie, pomocí jednoduché paralelní sběrnice a několika samostatných řídicích linek. Například programátor napájení HP 59501 a ovladač relé 59306A byly obě relativně jednoduché periferie HP-IB implementované v TTL bez nutnosti použití mikroprocesoru.

Společnost HP licencovala patenty HP-IB za nominální poplatek jiným výrobcům. To stalo se známé jako General Purpose Interface Bus (GPIB), a stal se de facto standardem pro automatizované a průmyslové ovládání přístrojů. Jak se GPIB stal populárním, byl formován různými normalizačními organizacemi .

Standardy

V roce 1975 IEEE standardizovalo sběrnici jako Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation , IEEE 488 ; to bylo revidováno v roce 1978 (produkovat IEEE 488-1978). Standardní byl revidován v roce 1987, a redesignated jako IEEE 488.1 (IEEE 488,1 až 1987). Tyto standardy formalizovaly mechanické, elektrické a základní parametry protokolu GPIB, ale neříkaly nic o formátu příkazů nebo dat.

V roce 1987, IEEE představila standardních kódů, formáty, protokoly a běžných příkazů , IEEE 488.2 . Byla revidována v roce 1992. IEEE 488.2 poskytuje základní konvence syntaxe a formátu, stejně jako příkazy nezávislé na zařízení, datové struktury, chybové protokoly a podobně. IEEE 488.2 postaveno na IEEE 488.1 bez jeho nahrazení; zařízení může vyhovovat IEEE 488.1 bez dodržování IEEE 488.2.

Zatímco IEEE 488.1 definoval hardware a IEEE 488.2 definoval protokol, stále neexistoval žádný standard pro příkazy specifické pro přístroj. Příkazy pro ovládání stejné třídy přístrojů, např . Multimetrů, se lišily mezi výrobci a dokonce i modely.

Letectvo Spojených států a později Hewlett-Packard to uznaly jako problém. V roce 1989 společnost HP vyvinula svůj jazyk TML, který byl předchůdcem standardních příkazů pro programovatelné přístroje (SCPI), zavedených jako průmyslový standard v roce 1990. SCPI přidal standardní obecné příkazy a řadu tříd nástrojů s odpovídajícími příkazy specifickými pro danou třídu. SCPI nařídil syntaxi IEEE 488.2, ale povolil další (jiné než IEEE 488.1) fyzické transporty.

IEC vyvinuly své vlastní normy souběžně s IEEE s IEC 60625-1 a IEC 60625-2 (IEC 625), později nahrazený IEC 60488 .

Společnost National Instruments představila zpětně kompatibilní rozšíření IEEE 488.1, původně známé jako HS-488 . Zvýšila maximální rychlost přenosu dat na 8 Mbyte / s, i když rychlost klesá, když je na sběrnici připojeno více zařízení. To bylo začleněno do standardu v roce 2003 (IEEE 488.1-2003) na základě námitek společnosti HP.

V roce 2004 IEEE a IEC spojily své příslušné standardy do standardu „Dual Logo“ IEEE / IEC IEC 60488-1 , Standard for Higher Performance Protocol for the Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation - Part 1: General , nahradí IEEE 488.1 / IEC 60625-1 a IEC 60488-2 , část 2: Kódy, formáty, protokoly a běžné příkazy , nahrazuje IEEE 488.2 / IEC 60625-2.

Vlastnosti

IEEE 488 je 8bitová , elektricky paralelní sběrnice, která využívá šestnáct signálních linek - osm používaných pro obousměrný přenos dat, tři pro handshake a pět pro správu sběrnice - plus osm zpětných vedení země.

Sběrnice podporuje 31 pětibitových primárních adres zařízení číslovaných od 0 do 30, přičemž každému zařízení na sběrnici přiděluje jedinečnou adresu.

Standard umožňuje až 15 zařízením sdílet jednu fyzickou sběrnici o celkové délce kabelu až 20 metrů (66 stop). Fyzická topologie může být lineární nebo hvězdná (rozvětvená). Aktivní prodlužovače umožňují delší sběrnice, přičemž na logické sběrnici je teoreticky možné až 31 zařízení.

Funkce ovládání a přenosu dat jsou logicky oddělené; řadič může oslovit jedno zařízení jako „mluvčí“ a jedno nebo více zařízení jako „posluchače“, aniž by se musel účastnit přenosu dat. Je možné, aby více řadičů sdílelo stejnou sběrnici, ale pouze jeden může být „Controller In Charge“ najednou.

V původním protokolu převody používají vzájemně propojené třívodičové předávání připravené - platné - přijaté . Maximální rychlost přenosu dat je přibližně jeden megabajt za sekundu. Pozdější rozšíření HS-488 zmírňuje požadavky na potřesení rukou a umožňuje až 8 Mbyte / s. Nejpomalejší zúčastněné zařízení určuje rychlost sběrnice.

Konektory

IEEE 488
Pin out
IEEE-448.svg
Ženský konektor IEEE 488
Pin 1 DIO1 Bit pro vstup / výstup dat.
Pin 2 DIO2 Bit pro vstup / výstup dat.
Kolík 3 DIO3 Bit pro vstup / výstup dat.
Pin 4 DIO4 Bit pro vstup / výstup dat.
Kolík 5 EOI Konec nebo identifikace.
Kolík 6 DAV Data jsou platná.
Pin 7 NRFD Není připraven na data.
Kolík 8 NDAC Nepřijaty údaje.
Kolík 9 IFC Rozhraní jasné.
Kolík 10 SRQ Požadavek služby.
Kolík 11 ATN Pozornost.
Kolík 12 ŠTÍT
Kolík 13 DIO5 Bit pro vstup / výstup dat.
Kolík 14 DIO6 Bit pro vstup / výstup dat.
Kolík 15 DIO7 Bit pro vstup / výstup dat.
Pin 16 DIO8 Bit pro vstup / výstup dat.
Pin 17 REN Vzdálené povolení.
Kolík 18 GND (drát zkroucený s DAV)
Kolík 19 GND (drát zkroucený s NRFD)
Kolík 20 GND (vodič zkroucený s NDAC)
Pin 21 GND (drát zkroucený s IFC)
Pin 22 GND (drát zkroucený SRQ)
Pin 23 GND (drát zkroucený s ATN)
Pin 24 Logické uzemnění

IEEE 488 udává 24-pinový Amphenol -designed micro plochý konektor. Mikro páskové konektory mají kovový plášť ve tvaru písmene D, ale jsou větší než konektory D-subminiaturní . Někdy se nazývají „Centronics konektory“ Po 36-pin mikro pásu konektoru Centronics používaných pro jejich tiskárny.

Jednou neobvyklou vlastností konektorů IEEE 488 je to, že běžně používají design „dvouhlavého“ provedení, přičemž na jedné straně je samec a na druhé straně samice. To umožňuje stohování konektorů pro snadné řetězení . Mechanické úvahy omezují počet naskládaných konektorů na čtyři nebo méně, ačkoli toto řešení obejde fyzickou podporu konektorů.

Jsou drženy na místě pomocí šroubů, buď UTS (nyní z velké části zastaralé) nebo metrických závitů M3,5 × 0,6 . Dřívější verze standardu navrhovaly, aby byly metrické šrouby černěné, aby nedošlo k záměně s nekompatibilními UTS závity. Revizí z roku 1987 to však již nebylo považováno za nutné z důvodu prevalence metrických vláken.

Norma IEC 60625 předepisuje použití 25kolíkových konektorů D-subminiatury (stejné jako u paralelního portu na kompatibilních počítačích IBM PC ). Tento konektor nezískal významné tržní přijetí oproti zavedenému 24kolíkovému konektoru.

Schopnosti

Funkce Zkratka Popis a příklady
Zdroj Handshake SH 1 Kompletní
Přijímač Handshake AH 1 Kompletní
Základní mluvčí T 5 Odpovídá na sériové hlasování; nerozpráva, když je poslouchána přijatá adresa; schopnost mluvit jen
6 Neodpovídá při přijetí adresy poslechu; jen bez řečí
7 Žádné sériové hlasování; nerozpovídá při přijetí adresy poslechu; schopnost mluvit jen
Rozšířený mluvčí TE 0 Žádný rozšířený mluvčí
Základní posluchač L 3 Režim pouze pro poslech; odposlouchává, pokud je přijata adresa hovoru
4 Neposlouchá, pokud je přijata adresa hovoru
Rozšířený posluchač LE 0 Žádný rozšířený posluchač
Požadavek služby SR 0 Žádná možnost požadavku na službu
1 Kompletní
Remote-Local RL 0 Žádné místní blokování
1 Kompletní
Paralelní hlasování PP 0 Nereaguje na paralelní hlasování
Zařízení je vymazáno DC 1 kompletní
Spouštěč zařízení DT 0 Žádná schopnost spouštění zařízení
1 Kompletní
Ovladač C 0 Žádná funkce ovladače
E 1 Otevřená elektronika pohonu kolektoru
2 Tři státní řidiči
Port IEEE-488 s uvedenými funkcemi spektrálního analyzátoru .

Více informací viz Tektronix.

Použít jako počítačové rozhraní

Návrháři společnosti HP výslovně neplánovali, aby IEEE 488 bylo periferním rozhraním pro počítače pro všeobecné účely; důraz byl kladen na přístrojové vybavení. Ale když dřívější mikropočítače HP potřebovaly rozhraní pro periferní zařízení ( diskové jednotky , páskové jednotky , tiskárny , plotry atd.), HP-IB byl snadno dostupný a snadno se přizpůsobil účelu.

Počítačové produkty HP, které používaly HP-IB, zahrnovaly řady HP řady 80 , HP 9800 , HP 2100 a HP 3000 . Počítačové periferie HP, které nevyužívaly komunikační rozhraní RS-232, často používaly HP-IB včetně diskových systémů jako HP 7935 . Některé pokročilé kapesní kalkulačky společnosti HP z 80. let, například řady HP-41 a HP-71B , měly také možnosti IEEE 488 prostřednictvím volitelného modulu rozhraní HP-IL / HP-IB.

Ostatní výrobci přijali GPIB také pro své počítače, například u řady Tektronix 405x .

Řada osobních počítačů Commodore PET (představena v roce 1977) propojila periferní zařízení pomocí sběrnice IEEE 488, ale s nestandardním konektorem na hraně karty. Následující 8bitové stroje společnosti Commodore využívaly sériovou sběrnici, jejíž protokol byl založen na IEEE 488. Commodore prodával kazetu IEEE 488 pro VIC-20 a Commodore 64. Několik dodavatelů periferií Commodore 64 třetích stran vyrobilo kazetu pro C64, která poskytovala rozhraní odvozené z IEEE 488 na konektoru na hraně karty podobné jako u řady PET.

Nakonec rychlejší a úplnější standardy, jako je SCSI, nahradily IEEE 488 pro periferní přístup.

Srovnání s jinými standardy rozhraní

Elektricky IEEE 488 používalo hardwarové rozhraní, které bylo možné implementovat s nějakou diskrétní logikou nebo s mikrokontrolérem. Zařízení podporující hardwarové rozhraní od různých výrobců ke komunikaci s jedním hostitelem. Jelikož každé zařízení generovalo asynchronní signály handshaking požadované protokolem sběrnice, mohla být pomalá a rychlá zařízení smíchána na jedné sběrnici. Přenos dat je relativně pomalý, takže problémy s přenosovým vedením , jako je přizpůsobení impedance a ukončení vedení, jsou ignorovány. Neexistoval žádný požadavek na galvanické oddělení mezi sběrnicí a zařízeními, což vytvářelo možnost, že zemní smyčky způsobí další hluk a ztrátu dat.

Fyzicky byly konektory a kabeláž IEEE 488 robustní a drženy na místě pomocí šroubů. Zatímco fyzicky velké a robustní konektory byly výhodou v průmyslových nebo laboratorních zařízeních, velikost a cena konektorů byla závazkem v aplikacích, jako jsou osobní počítače.

Přestože byla elektrická a fyzická rozhraní dobře definována, neexistovala počáteční standardní sada příkazů. Zařízení od různých výrobců mohou pro stejnou funkci používat různé příkazy. Některé aspekty standardů příkazového protokolu nebyly standardizovány až do Standard Commands for Programmable Instruments (SCPI) v roce 1990. Možnosti implementace (např. Ukončení zpracování přenosu) mohou komplikovat interoperabilitu u zařízení před IEEE 488.2.

Novější standardy, jako je USB , FireWire a Ethernet, využívají výhod klesajících nákladů na elektroniku rozhraní k implementaci složitějších standardů poskytujících vyšší šířku pásma. Vícevodičové (paralelní datové) konektory a stíněný kabel byly ze své podstaty nákladnější než konektory a kabeláž, které lze použít se standardy sériového přenosu dat, jako jsou RS-232 , RS-485 , USB, FireWire nebo Ethernet. Velmi málo osobních počítačů nebo periferních zařízení na velkém trhu (jako jsou tiskárny nebo skenery) implementovalo IEEE 488.

Viz také

Reference

externí odkazy