Интерфейс IEEE-488

 

           Московский Государственный Институт

     Электронной Техники (ТУ)

            РЕФЕРАТ

     ДИСЦИПЛИНА: ИНТЕРФЕЙСЫ

  ТЕМА: ИНТЕРФЕЙС IEEE-488 
 

         
 

         Выполнила:         

                                                                                      Студентка группы МП-42

                                         Шамукова А. С.

       

          Преподаватель:

                                         Шишкевич А. А.  

Москва

       2010 г.

Оглавление

Московский  Институт

Электронной Техники (ТУ) 1

1. Общие сведения 3

1.1 История 3

2. Характеристики 4

2.1 Команды 5

2.2 Управляющеие последовательности  IEEE-488 5

2.3 Протоколы контроллера  488.2 6

3. Разъёмы 8

4. Стандарты и ГОСТ 10

4.1 IEC-625 10

4.2 ГОСТ 26.003-80 10

4.3 Стандарты 11

4.4 IEC 11

4.5 ГОСТ 12

4.6 HS-488 от National Instruments 12

4.7 Стандарт GRIB 12

5. Использование 13

6. В качестве интерфейса в компьютере 13

7. Шина КОП 14

7.1 Линии синхронизации шины КОП 15

7.2 Процедура обмена данными по шине: 15

8 Дополнительные сведения 16

8.1  Достоинства 16

8.2 Недостатки 16

9 Список использованной литературы: 17

9.1 Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. Учебное пособие под ред. Преснухина Л.Н. – М.: Высшая школа, 1991 – 526 с. 17

9.2 М. Гук. Интерфейсы ПК: Справочник , СПб, ЗАО изд. «Питер» 1999 146с. 17

9.3 Интернет ресурс Википедия 17

9.4 Интернет ресурс http://www.itt-ltd.com/reference/ref_ieee488.html 17 

 

1. Общие сведения

  IEEE-488 —  спецификация международного стандарта,  описывающая интерфейс подключения  к шине цифровых измерительных  приборов.

1.1 История

  IEEE 488 был  разработан компанией Hewlett-Packard в 1968 году. Создана HP в конце 1960-х для использования в оборудовании для автоматических измерений (англ. automated test equipment, ATE) под названием интерфейсная шина Hewlett-Packard (англ. Hewlett-Packard Interface Bus, HP-IB), в 1975 стандартизирована американским Институтом инженеров электротехнической и электронной промышленности (IEEE) IEEE-488 (по номеру стандарта).

  Использовался необычный кабель с проводом, выведенным набок. Кабели можно было подключать в стековом режиме (буквально цеплять  друг на друга), что позволяло нескольким компьютерам одновременно использовать хранилище или принтер. Иными  словами, компания Commodore еще тридцать лет назад реализовала принципы сетевых накопителей, которые обрели популярность сравнительно недавно.

  IEEE-488 также  известна под названием Интерфейсная  шина общего назначения (англ. General Purpose Interface Bus, GPIB), стандарт IEC-625 (МЭК625.1), а также другими названиями. В аналогичном советском (российском) стандарте, ГОСТ 26.003-80 Система интерфейса для измерительных устройств с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией. Требования к совместимости, называется [многопроводным]магистральным каналом общего пользования (КОП).

  В конце 1960х, Hewlett-Packard (HP) выпускала различные измерительные инструменты и тестирующее оборудование, такие как цифровые мультиметры и логические анализаторы сигналов. Для установления связи между собой и компьютером они использовали HP Interface Bus (HP-IB).

  Шина была относительно простой, основывалась на существующие в то время технологиях используя простые параллельные электрические шины и несколько индивидуальные линий для управления. Например HP 59501 Power Supply Programmer и HP 59306A Relay Actuator были относительно простыми периферийными устройствами использующими HP-IB, реализовывались только на ТТЛ-логике и не использовали микропроцессоров.

  Другие  производители фактически скопировали HP-IB, назвав свои разработки General Purpose Interface Bus (GPIB), de facto создав индустриальный стандарт для управления автоматизированными измерениями. С ростом популярности GPIB происходила и его стандартизация международными организациями по стандартизации.

  По мере проникновения принятого стандарта  протокола в промышленность выяснилось, что конкретный порядок передачи команд по шине был недостаточно хорошо определен. 

  Стандарт  был пересмотрен и дополнен в 1987 году (добавлено описание протокола  передачи). Новый стандарт содержит две части: IEEE-488.1, описывающую аппаратную часть и низкоуровненое взаимодействие с шиной, и IEEE-488.2, определяющую порядок передачи команд по шине. Стандарт IEEE-488.2 был еще раз пересмотрен в 1992 году.

2. Характеристики

  Каждое  устройство на шине имеет уникальный пятибитный первичный адрес в диапазоне от 0 до 30 (таким образом, возможное количество устройств — 31). Адреса устройств не обязаны быть непрерывными, но во избежание конфликтов обязаны быть различными. Стандарт позволяет подключить до 15 устройств к одной двадцатиметровой физической шине используя для наращивания соединители цепочечного типа.

  Активные  расширители позволяют использовать удлинить шину, вплоть до 31 теоретически возможных на логической шине устройства.

  Определено  три различных типа устройств, которые  могут быть подключены к шине: «listener», «talker» и/или контроллер (точнее, устройства могут находиться в состоянии «listener» либо «talker» либо быть типа «контроллер»). Устройство в состоянии «listener» считывает сообщения с шины; устройство в состоянии «talker» посылает сообщения на шину. В каждый конкретный момент времени в состоянии «talker» может быть одно и только одно устройство, в то время как в состоянии «listener» может быть произвольное количество устройств. Контроллер выполняет функции арбитра и определяет, какие из устройств в данный момент находятся в состоянии «talker» и «listener». К шине может быть одновременно подключено несколько контроллеров. В этом случае один из контроллеров (как правило, расположенный на интерфейсной карте GPIB) является ответственным контроллером (Controller-in-Charge, CIC) и делегирует по мере надобности свои функции другим контроллерам.

  Элемент управления и функции передачи данных логически отдельные; диспетчер  может обратиться к одному устройству как «болтуну» (англ. talker) и один или больше устройствам как «слушатели» (англ. listeners) без необходимости участвовать в передаче данных. Это даёт возможность совместно использовать одну и ту же шину для множества контроллеров. В любое данное время, только одно шинное устройство может быть активно как контроллер.

  Данные  передаются по шине во время трёхфазной процедуры установления соединения готовность / доступность / приём, логике в которой самое медленное  участвующее устройство определяет скорость транзакции. Максимальная скорость передачи данных составляла 1 МБ/сек  в оригинальном издании стандарта и была увеличена до 8 МБ/сек в расширениях стандарта.

  Электрически IEEE-488 восьмибитная параллельная шина, содержащая шестнадцать сигнальных линий (восемь двусторонних используются для передачи данных, три — для установки соединения, пять — для управления шиной) плюс восемь — обратные провода для земли.

  Все сигнальные линии используют отрицательную  логику: наибольшее положительное напряжение интерпретируется как логический «0», а наибольшее отрицательное — как логическая «1». Линии данных (DIO) пронумерованы от 1 до 8, а линии данных (ЛД) в ГОСТ от 0 до 7.

  Пять линий  управления интерфейсом сообщают устройствам, присоединенным к шине, какие действия предпринимать, в каком режиме находиться и как реагировать на команды GPIB.

2.1 Команды

  Команды GPIB всегда передаются с использованием классического протокола IEEE-488.1. Стандарт задает формат команд, посылаемых инструментам, и формат и кодировку откликов. Команды, как правило, являются аббревиатурами соответствующих слов английского  языка. Команды-запросы снабжаются на конце вопросительным знаком. Все  обязательные команды префиксируются астериском. Стандарт определяет минимальный набор возможностей, которыми должен обладать каждый инструмент, а именно: принимать и передавать данные, посылать запрос на обслуживание и реагировать на сигнал «Очистить Интерфейс». Все команды и большинство данных используют 7-битный набор ASCII, в котором 8 бит не используется или используется для четности.

  Для получения  информации от устройств, подключенных к шине, и переконфигурации шины контроллер посылает команды пяти классов: Uniline" («однобитная»), «Universal Multiline» («многобитная общего назначения»), «Address Multiline» («многобитная адресная»), «Talk Address Group Multiline» («многобитная групповая адресная передающая») и «Listen Address Group Multiline» («многобитная групповая адресная приемная»).

2.2 Управляющеие последовательности IEEE-488

 
 

  Вторым  компонентом системы команд является Стандарт Команд Программируемого Инструмента (англ. Standard Commands for Programming Instruments, SCPI), принятый в 1990 году. SCPI определяет стандартные правила сокращения ключевых слов, используемых в качестве команд. Ключевые слова могут быть использованы либо в длинной (например, MEASure — измерить), либо в короткой прописной форме (MEAS). Команды в формате SCPI префиксируются двоеточием. Аргументы команд разделяются запятой. Стандарт SCPI оперирует с моделью программируемого инструмента. Функциональные компоненты модели включают систему измерений (подсистемы «вход», «датчик» и «калькулятор»), систему генерации сигналов (подсистемы «калькулятор», «источник» и «выход») и подсистемы «формат», «показ», «память» и «триггер». Естественно, что у некоторых инструментов отсутствуют некоторые системы либо подсистемы. Например, осциллограф не имеет системы генерации сигналов, а программируемый генератор цифровых последовательностей — системы измерений. Команды для работы с компонентами систем и подсистем имеют иерархический вид и состоят из подкоманд, разделенных двоеточиями.