מעניין

מהו GPIB / IEEE 488 אוטובוס

מהו GPIB / IEEE 488 אוטובוס

אוטובוס הממשק GPIB או General Purpose Bus או IEEE 488 הוא עדיין אחד הסטנדרטים הממשקים הפופולריים והרב-תכליתיים הקיימים כיום.

GPIB נמצא בשימוש נרחב לאפשר שליטה מרחוק על ציוד בדיקת אלקטרוניקה, אם כי הוא שימש גם ביישומים רבים אחרים כולל תקשורת מחשבים כללית.

בעזרתו ניתן לשלוט על שלל מכשירי בדיקה: החל ממולטימטר דיגיטלי ומחוללי אותות מכל הסוגים ועד למטריצות החלפה, מנתחי ספקטרום, מדי רטט. למעשה כל סוג של ציוד בדיקת אלקטרוניקה. בשלב מסוים זה אפילו הפך פופולרי לקישור מחשבים למדפסות שלהם ומדפסות בעלות נמוכה רבות השתמשו ב- GPIB.

כיום לרוב ציוד הבדיקה האלקטרוניקה הספסל יש אפשרות GPIB או שהם מצוידים בו כסטנדרט. למרות שטכנולוגיות אחרות עברו אותו, הוא עדיין נמצא בשימוש נרחב ולעתים קרובות מותאם כאופציה בסיסית.

מקורות GPIB

במקור GPIB נקראה HP-IB. זה בא מהמילים: אוטובוס הממשק של Hewlett Packard כפי שהוצג במקור על ידי HP לשליטה על ציוד הבדיקה האלקטרוניקה שלהם (מאוחר יותר זרוע ציוד הבדיקה של HP הפכה לחברה נפרדת בשם Agilent ומאוחר יותר עדיין Keysight).

ככל שצברה פופולריות, ה- HPIB כפי שכונה בתחילה צבר עם השנים מספר שמות אחרים. GPIB אומצה על ידי מספר מוסדות גדולים שנתנו לה את מספרם. המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה בארה"ב נתן לו את מספר המפרט שלהם 488 בשנת 1978, וכתוצאה מכך הוא מכונה לעתים אוטובוס IEEE 488 או אוטובוס IEEE488.

מפרט ה- IEEE מגדיר את הפרמטרים הבסיסיים החשמליים והפרוטוקולים המכניים. תקן IEEE 488.2 שיצא בשנת 1987 מגדיר את מפרט התוכנה הקשור.

ארגונים אחרים אימצו גם את התקן והעניקו לו מספרים משלהם שנראים מדי פעם. מכון התקנים הלאומי האמריקני כמו גם חברת החשמל. המספרים הסטנדרטיים של חברת החשמל היו IEC-60625-1 ו- IEC-60625-2, אך אלה הוחלפו מאוחר יותר ב- IEC-60488 כדי לספק תאימות למספרים.

למרות ריבוי השמות והמספרים עבורו, המפרטים הם כמעט זהים וניתן להשתמש בהם להחלפה. מבין כל השמות GPIB הוא הנפוץ ביותר, ואחריו אוטובוס IEEE 488, המתייחס לתקן הנפוץ ביותר עבור האוטובוס.

בשנת 2004 IEEE ו- IEC שילבו את הסטנדרטים שלהם לעבודה משולבת: תקן IEEE / IEC IEC-60488-1. תקן IEEE 488.2 שולב באופן דומה והפך ל- IEC-60488-2.

תפיסת GPIB בסיסית

אוטובוס ה- GPIB או ה- IEEE 488 הוא מערכת גמישה מאוד, המאפשרת לזרום נתונים בין כל המכשירים באוטובוס, במהירות המתאימה למכשיר הפעיל האיטי ביותר. ניתן לחבר עד חמישה עשר מכשירים יחד עם אורך אוטובוס מקסימלי שלא יעלה על 20 מ '.

דרישה נוספת לאוטובוס היא כי חייבים להיות גם לא יותר מ -2 מ 'בין שני מכשירי בדיקה סמוכים.

ניתן לרכוש כרטיסי GPIB לשילוב במחשבים שאין להם ממשק מותאם. מכיוון שכרטיסי GPIB זולים יחסית, הדבר הופך את הכללתו של כרטיס GPIB למערכת לשיטת השפעת עלות גבוהה ביותר להתקנתו. עם זאת, השימוש הנופל ב- GPIB פירושו שכרטיסי GPIB אינם זמינים כמעט כמו פעם.

למכשירים יש כתובת ייחודית באוטובוס. מכשירי בדיקה מקבלים כתובות בטווח 0 עד 30, ואין שני מכשירים באותו אוטובוס רשאים לקבל אותה כתובת. ניתן לשנות את הכתובות במכשירים וניתן לעשות זאת בדרך כלל באמצעות הלוח הקדמי, או באמצעות מתגים הנמצאים לעיתים קרובות בלוח האחורי.

מאריכים פעילים זמינים ופריטים אלה מאפשרים אוטובוסים ארוכים יותר: עד 31 מכשירים אפשריים תיאורטית, יחד עם אורך כולל גדול יותר תלוי במאריך.

בפרוטוקול המקורי של HPIB, העברות משתמשות במערכת לחיצת יד תלת-ממדית. באמצעות זה קצב הנתונים המקסימלי שאפשר להשיג הוא סביב 1Mbyte לשנייה, אך זה נשלט תמיד על ידי המהירות של המכשיר האיטי ביותר. שיפור מאוחר יותר המכונה HS-488 מרפה את תנאי לחיצת היד ומאפשר קצב נתונים של עד 8 מגה בייט / שנייה.

המחבר המשמש לאוטובוס IEEE 488 הוא סטנדרטי כסוג מסדרת Amphenol 57 בכיוון 24. זה מספק ממשק פיזי אידיאלי עבור התקן. מחבר IEEE 488 או GPIB דומה מאוד בפורמט לאלה ששימשו ליציאות מדפסות מקבילות במחשבים אישיים, אם כי לסוג המשמש ל- GPIB היתרון שהוא שונה כך שמספר מחברים יכולים להיות מגובים באמצעות חזיר. זה עוזר בהקמה הפיזית של האוטובוס ומונע סיבוכים עם תיבות חיבור מיוחדות או נקודות כוכב.

בתוך IEEE 488 הציוד באוטובוס מתחלק לשלוש קטגוריות, אם כי פריטים יכולים למלא יותר מפונקציה אחת:

  • בקר: כפי שהשם מרמז, הבקר הוא הישות השולטת בתפעול האוטובוס. זה בדרך כלל מחשב והוא מאותת שהמכשירים אמורים לבצע את הפונקציות השונות. בקר GPIB גם מבטיח שלא יתרחשו התנגשויות באוטובוס. אם שני דוברים ינסו לדבר במקביל אז הנתונים היו מושחתים ותפעול המערכת כולה ייפגע קשות. יתכן שמבקרים רבים ישתפו אותו אוטובוס; אך רק אחד יכול לשמש כבקר בכל זמן מסוים.
  • מַאֲזִין: מאזין הוא ישות המחוברת לאוטובוס המקבלת הוראות מהאוטובוס. דוגמה למאזין היא פריט כמו מדפסת שמקבלת רק נתונים מהאוטובוס. זה יכול להיות גם מכשיר בדיקה כגון ספק כוח או מטריצת מיתוג שלא מבצע מדידות.
  • דַבְּרָן: זו ישות באוטובוס שמוציאה הוראות / נתונים לאוטובוס.

פריטים רבים של ציוד בדיקה ימלאו יותר מפונקציה אחת. לדוגמא מד מתח אשר נשלט על האוטובוס ישמש מאזין בעת ​​הגדרתו, ואז כאשר הוא מחזיר את הנתונים, הוא ישמש כמדבר. ככזה הוא ידוע כמדבר / מאזין.

לעתים קרובות ניתן להשתמש בכרטיסי GPIB במגוון תפקידים, אך כרטיסי GPIB אלה משמשים לרוב כבקרים מכיוון שהם נוטים להתגורר במחשב השולט. ברוב מכשירי הבדיקה שעשויים להיות מיועדים לשימוש עם ממשק GBIP, זה יתאים כסטנדרט ולכן לא ידרוש כרטיס GPIB נוסף.

סיכום תכונות / פרמטרים של GPIB

למרות שהמפרט המלא עבור GPIB / IEEE 488 מוחזק על ידי IEEE ו- IEC, ניתן לראות את המאפיינים המרכזיים של האוטובוס בטבלה הקצרה למטה.


סיכום תכונות אוטובוס IEEE 488 / GPIB
פָּרָמֶטֶרפרטים
אורך מקסימלי של האוטובוס20 מטר
המרחק האישי המרבי בין מכשיריםממוצע של 2 מטר לכל היותר 4 מטר.
מספר מכשירים מרבי14 פלוס בקר, כלומר 15 מכשירים בסך הכל כאשר לפחות שני שליש מהמכשירים מופעלים.
רוחב אוטובוס הנתונים8 שורות.
קווי לחיצת יד3
קווי ניהול אוטובוסים5
מַחבֵּרנעשה שימוש מדי פעם באמפנול 24-פינים (טיפוסי) מסוג D.
קצב נתונים מקסימלי~ 1 מגהבייט / שניה (HS-488 מאפשר עד ~ 8 מגהבייט / שניה).

יתרונות וחסרונות של GPIB

כמו כל טכנולוגיה אחרת, ל- GPIB יתרונות וחסרונות שיש לשקול כאשר שוקלים להשתמש בה.

יתרונות

  • ממשק חומרה פשוט וסטנדרטי
  • ממשק קיים במכשירי ספסל רבים
  • מחברים ומחברים מחוספסים משמשים (אם כי כמה כבלים לעקירת בידוד מופיעים מדי פעם).
  • אפשר לחבר מכשירים מרובים לבקר יחיד

חסרונות

  • מחברים מגושמים
  • אמינות הכבלים ירודה - לעתים קרובות כתוצאה מהכבלים המגושמים.
  • רוחב פס נמוך - איטי בהשוואה לממשקים מודרניים יותר
  • IEEE 422 בסיסי אינו מחייב שפת פקודה (SCPI המשמש ביישומים מאוחרים יותר אך לא נכלל בכל המכשירים.

יכולת GPIB כלולה במספר רב של מכשירי ספסל, אך כאשר בוחרים להשתמש במתקן לבניית מערכת, יש צורך לשקול את כל היתרונות והחסרונות לפני שמתחייבים זמן ועלות לשימוש בה.

GPIB / IEEE 488 היום

ה- GPIB היה זמין מאז סוף שנות השישים, אך למרות גילו, הוא עדיין כלי יקר שנעשה בו שימוש נרחב בכל הענף. ברוב מכשירי הספסל יש GPIB המותאם כסטנדרט או כאופציה שמקל על השימוש בציוד בדיקה במגוון יישומים מלבד היותו ייעודי לשימוש בערמת בדיקה ATE. בנוסף GPIB או IEEE 488 משמשים במספר רחב של יישומים אחרים כולל רכישת נתונים.

למרות שמחשבים נוטים שלא להתקין ממשקי GPIB כסטנדרט כיום, ניתן לקנות ולהתקין כרטיס GPIB. לנוכח הגמישות והנוחות שלה והיא עשויה להישאר בשימוש נרחב עוד כמה שנים.


צפו בסרטון: Frequency selective wave analyser electronic measurement and instrumentation (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).