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Cos'è GPIB / IEEE 488 Bus

Cos'è GPIB / IEEE 488 Bus

Il GPIB o General Purpose Interface Bus o IEEE 488 è ancora uno degli standard di interfaccia più diffusi e versatili oggi disponibili.

GPIB è ampiamente utilizzato per consentire il controllo remoto delle apparecchiature di prova elettroniche, sebbene sia stato utilizzato anche in molte altre applicazioni, comprese le comunicazioni informatiche generali.

Può essere utilizzato per controllare una serie di strumenti di prova: di tutto, dai multimetri digitali e generatori di segnali di tutti i tipi a matrici di commutazione, analizzatori di spettro, misuratori di vibrazioni. in effetti qualsiasi forma di apparecchiatura di prova elettronica. Un tempo divenne popolare anche per collegare i computer alle loro stampanti e molte stampanti a basso costo usavano GPIB.

Oggi la maggior parte delle apparecchiature di prova elettroniche da banco ha un'opzione GPIB o ne è dotata di serie. Anche se è stato superato da altre tecnologie, è ancora ampiamente utilizzato e spesso montato come opzione di base.

Origini GPIB

Originariamente GPIB era chiamato HP-IB. Questo deriva dalle parole: Hewlett Packard Interface Bus, come è stato originariamente introdotto da HP per il controllo delle apparecchiature di test dell'elettronica (in seguito il braccio delle apparecchiature di test di HP è diventato una società separata con il nome Agilent e in seguito ancora Keysight).

Dato che ha guadagnato popolarità, l'HPIB, come era inizialmente chiamato, ha guadagnato molti altri nomi nel corso degli anni. GPIB è stato adottato da una serie di importanti istituzioni che gli hanno dato il loro numero. L'Institute of Electrical and Electronic Engineers negli Stati Uniti gli ha assegnato il numero di specifica 488 nel 1978 e di conseguenza viene talvolta indicato come bus IEEE 488 o bus IEEE488.

La specifica IEEE definisce i parametri elettrici meccanici di base e di protocollo. Lo standard IEEE 488.2 rilasciato nel 1987 definisce le relative specifiche software.

Anche altre organizzazioni hanno adottato lo standard e gli hanno assegnato i propri numeri che verranno occasionalmente visti. L'American National Standards Institute come l'IEC. I numeri dello standard IEC erano IEC-60625-1 e IEC-60625-2, ma questi sono stati successivamente sostituiti da IEC-60488 per garantire la compatibilità dei numeri.

Nonostante la proliferazione di nomi e numeri, le specifiche sono praticamente tutte uguali e possono essere utilizzate in modo intercambiabile. Di tutti i nomi GPIB è il più comune, seguito dal bus IEEE 488, che si riferisce allo standard più comunemente usato per il bus.

Nel 2004 IEEE e IEC hanno unito i propri standard in un lavoro combinato: IEEE / IEC standard IEC-60488-1. Lo standard IEEE 488.2 è stato combinato in modo simile ed è diventato IEC-60488-2.

Concetto GPIB di base

Il bus GPIB o IEEE 488 è un sistema molto flessibile, che consente ai dati di fluire tra uno qualsiasi degli strumenti sul bus, a una velocità adatta per lo strumento attivo più lento. Possono essere collegati fino a quindici strumenti tra loro con una lunghezza massima del bus non superiore a 20 m.

Un ulteriore requisito per il bus è che non devono esserci più di 2 m tra due strumenti di prova adiacenti.

È possibile acquistare schede GPIB da incorporare nei computer che non hanno l'interfaccia installata. Poiché le schede GPIB sono relativamente economiche, questo rende l'inclusione di una scheda GPIB nel sistema un metodo di installazione molto conveniente. Detto questo, il calo dell'utilizzo di GPIB significa che le schede GPIB non sono così ampiamente disponibili come una volta.

I dispositivi hanno un indirizzo univoco sul bus. Agli strumenti di test vengono assegnati indirizzi compresi tra 0 e 30 e non è consentito che due strumenti sullo stesso bus abbiano lo stesso indirizzo. Gli indirizzi sugli strumenti possono essere modificati e questo può essere fatto tipicamente tramite il pannello frontale, o usando gli interruttori spesso situati sul pannello posteriore.

Sono disponibili extender attivi e questi elementi consentono bus più lunghi: fino a 31 dispositivi teoricamente possibili, insieme a una maggiore lunghezza complessiva dipendente dall'extender.

Nel protocollo HPIB originale, i trasferimenti utilizzano un sistema di handshaking a tre fili. Usando questo, la velocità dati massima raggiungibile è di circa 1 Mbyte al secondo, ma questa è sempre regolata dalla velocità del dispositivo più lento. Un miglioramento successivo, spesso indicato come HS-488, rilassa le condizioni di handshaking e consente velocità di trasmissione dati fino a circa 8 Mbyte / secondo.

Il connettore utilizzato per il bus IEEE 488 è standardizzato come un tipo della serie Amphenol 57 a 24 vie. Ciò fornisce un'interfaccia fisica ideale per lo standard. Il formato del connettore IEEE 488 o GPIB è molto simile a quelli utilizzati per le porte parallele della stampante sui PC, sebbene il tipo utilizzato per la GPIB abbia il vantaggio di essere stato modificato in modo che diversi connettori possano essere salvati. Questo aiuta la configurazione fisica del bus e previene complicazioni con scatole di connessione speciali o punti stella.

All'interno di IEEE 488, le apparecchiature sull'autobus rientrano in tre categorie, sebbene gli articoli possano svolgere più di una funzione:

  • Controller: Come suggerisce il nome, il controller è l'entità che controlla il funzionamento del bus. Di solito è un computer e segnala che gli strumenti devono svolgere le varie funzioni. Il controller GPIB garantisce inoltre che non si verifichino conflitti sul bus. Se due oratori cercassero di parlare contemporaneamente, i dati verrebbero danneggiati e il funzionamento dell'intero sistema sarebbe seriamente compromesso. È possibile che più controller condividano lo stesso bus; ma solo uno può agire come responsabile del trattamento in un determinato momento.
  • Ascoltatore: Un listener è un'entità connessa al bus che accetta istruzioni dal bus. Un esempio di un ascoltatore è un elemento come una stampante che accetta solo dati dal bus. Potrebbe anche essere uno strumento di prova come un alimentatore o una matrice di commutazione che non effettua misurazioni.
  • Parlatore: Questa è un'entità sul bus che invia istruzioni / dati sul bus.

Molti elementi dell'attrezzatura di prova svolgeranno più di una funzione. Ad esempio, un voltmetro controllato tramite il bus fungerà da ascoltatore quando viene impostato, quindi quando restituirà i dati agirà da oratore. In quanto tale è noto come oratore / ascoltatore.

Spesso le schede GPIB possono essere utilizzate in una varietà di ruoli, ma queste schede GPIB vengono spesso utilizzate come controller poiché tendono a risiedere nel computer di controllo. La maggior parte degli strumenti di test che potrebbero essere destinati all'uso con l'interfaccia GBIP lo avrebbero montato come standard e quindi non richiederebbero una scheda GPIB aggiuntiva.

Riepilogo caratteristiche / parametri GPIB

Sebbene la specifica completa per GPIB / IEEE 488 sia detenuta da IEEE e IEC, le caratteristiche chiave del bus possono essere viste nella breve tabella sottostante.


Riepilogo delle funzionalità bus / GPIB IEEE 488
ParametroDettagli
Lunghezza massima del bus20 metri
Massima distanza individuale tra gli strumenti2 metri in media 4 metri al massimo in ogni caso.
Numero massimo di strumenti14 più controller, ovvero 15 strumenti in totale con almeno due terzi dei dispositivi accesi.
Larghezza del bus dati8 righe.
Linee di stretta di mano3
Linee di gestione bus5
ConnettoreOccasionalmente viene utilizzato Amphenol (tipico) tipo D a 24 pin.
Velocità dati massima~ 1 Mbyte / sec (HS-488 consente fino a ~ 8 Mbyte / sec).

Vantaggi e svantaggi di GPIB

Come ogni altra tecnologia, GPIB presenta vantaggi e svantaggi che devono essere valutati quando si considera il suo utilizzo.

Vantaggi

  • Interfaccia hardware semplice e standard
  • Interfaccia presente su molti strumenti da banco
  • Connettori e connettori robusti utilizzati (sebbene alcuni cavi di spostamento dell'isolamento compaiano occasionalmente).
  • Possibilità di collegare più strumenti a un unico controller

Svantaggi

  • Connettori ingombranti
  • Affidabilità del cavo scarsa, spesso a causa dei cavi ingombranti.
  • Larghezza di banda ridotta: lenta rispetto alle interfacce più moderne
  • Basic IEEE 422 non impone un linguaggio di comando (SCPI utilizzato nelle implementazioni successive ma non incluso in tutti gli strumenti.

La capacità GPIB è inclusa in un gran numero di strumenti da banco, ma quando si sceglie di utilizzare la struttura per costruire un sistema, è necessario considerare tutti i vantaggi e gli svantaggi prima di impegnare tempo e costi per il suo utilizzo.

GPIB / IEEE 488 oggi

Il GPIB è disponibile dalla fine degli anni '60, ma nonostante la sua età, è ancora uno strumento prezioso ampiamente utilizzato in tutto il settore. La maggior parte degli strumenti da banco ha GPIB montato di serie o come opzione che semplifica l'uso delle apparecchiature di prova in una varietà di applicazioni oltre ad essere dedicate all'uso in uno stack di prova ATE. Inoltre GPIB o IEEE 488 viene utilizzato in un ampio numero di altre applicazioni, inclusa l'acquisizione di dati.

Anche se oggi i computer tendono a non avere interfacce GPIB standard, è possibile acquistare e installare una scheda GPIB. Data la sua flessibilità e praticità, è probabile che rimanga ampiamente utilizzato per alcuni anni a venire.


Guarda il video: GPIB (Giugno 2021).