مثير للإعجاب

ما هو ناقل GPIB / IEEE 488

ما هو ناقل GPIB / IEEE 488

لا يزال GPIB أو ناقل واجهة الأغراض العامة أو ناقل IEEE 488 أحد أكثر معايير الواجهة شيوعًا وتنوعًا المتاحة اليوم.

يستخدم GPIB على نطاق واسع لتمكين التحكم في معدات اختبار الإلكترونيات عن بُعد ، على الرغم من استخدامه أيضًا في العديد من التطبيقات الأخرى بما في ذلك اتصالات الكمبيوتر العامة.

يمكن استخدامه للتحكم في مجموعة من أدوات الاختبار: كل شيء بدءًا من المقاييس الرقمية المتعددة ومولدات الإشارة من جميع الأنواع إلى تبديل المصفوفات ومحللات الطيف ومقاييس الاهتزاز. في الواقع أي شكل من أشكال معدات اختبار الإلكترونيات. في وقت من الأوقات ، أصبح شائعًا لربط أجهزة الكمبيوتر بطابعاتها والعديد من الطابعات منخفضة التكلفة تستخدم GPIB.

اليوم ، تحتوي معظم معدات اختبار إلكترونيات مقاعد البدلاء إما على خيار GPIB أو مزودة به بشكل قياسي. على الرغم من تجاوزه من خلال تقنيات أخرى ، إلا أنه لا يزال يستخدم على نطاق واسع وغالبًا ما يتم استخدامه كخيار أساسي.

أصول GPIB

في الأصل ، تم تسمية GPIB باسم HP-IB. جاء هذا من الكلمات: Hewlett Packard Interface Bus كما تم تقديمه في الأصل بواسطة HP للتحكم في معدات اختبار الإلكترونيات الخاصة بهم (فيما بعد ، أصبح ذراع معدات الاختبار لـ HP شركة منفصلة باسم Agilent ولاحقًا لا تزال Keysight).

نظرًا لاكتسابه شعبية ، اكتسب HPIB كما كان يطلق عليه في البداية عددًا من الأسماء الأخرى على مر السنين. تم اعتماد GPIB من قبل عدد من المؤسسات الكبرى التي أعطته أرقامها. لقد منحها معهد المهندسين الكهربائيين والإلكترونيين في الولايات المتحدة رقم مواصفاتهم 488 في عام 1978 ، ونتيجة لذلك يشار إليها أحيانًا باسم حافلة IEEE 488 أو حافلة IEEE488.

تحدد مواصفات IEEE المعلمات الكهربائية والبروتوكولية الميكانيكية الأساسية. يحدد معيار IEEE 488.2 الصادر في عام 1987 مواصفات البرامج ذات الصلة.

كما تبنت منظمات أخرى المعيار أيضًا وأعطته أرقامها الخاصة التي ستتم رؤيتها أحيانًا .. المعهد القومي الأمريكي للمعايير كما فعلت IEC. كانت الأرقام القياسية IEC هي IEC-60625-1 و IEC-60625-2 ، ولكن تم استبدالها لاحقًا بـ IEC-60488 لتوفير توافق الأرقام.

على الرغم من تكاثر الأسماء والأرقام الخاصة بها ، فإن المواصفات كلها تقريبًا متشابهة ويمكن استخدامها بالتبادل. من بين جميع الأسماء ، يعد GPIB هو الأكثر شيوعًا ، يليه ناقل IEEE 488 ، في إشارة إلى المعيار الأكثر استخدامًا للحافلة.

في عام 2004 ، جمعت IEEE و IEC معاييرهما الخاصة في عمل مشترك: معيار IEEE / IEC IEC-60488-1. تم دمج معيار IEEE 488.2 بالمثل وأصبح IEC-60488-2.

مفهوم GPIB الأساسي

إن GPIB أو IEEE 488 bus عبارة عن نظام مرن للغاية ، يسمح للبيانات بالتدفق بين أي من الأدوات الموجودة في الحافلة ، بسرعة مناسبة لأبطأ أداة نشطة. يمكن توصيل ما يصل إلى خمسة عشر جهازًا معًا بطول أقصى للحافلة لا يتجاوز 20 مترًا.

من المتطلبات الأخرى للحافلة أنه يجب ألا يكون هناك أيضًا أكثر من 2 متر بين جهازي اختبار متجاورين.

من الممكن شراء بطاقات GPIB لتضمينها في أجهزة الكمبيوتر التي لا تحتوي على الواجهة. نظرًا لأن بطاقات GPIB رخيصة نسبيًا ، فإن هذا يجعل تضمين بطاقة GPIB في النظام طريقة تأثير التكلفة للغاية لتثبيتها. ومع ذلك ، فإن انخفاض استخدام GPIB يعني أن بطاقات GPIB ليست متاحة على نطاق واسع كما كانت في السابق.

الأجهزة لها عنوان فريد على الحافلة. يتم تخصيص عناوين لأدوات الاختبار في النطاق من 0 إلى 30 ، ولا يُسمح لأي جهازي في نفس الحافلة بالحصول على نفس العنوان. يمكن تغيير العناوين الموجودة على الأجهزة ويمكن أن يتم ذلك عادةً عبر اللوحة الأمامية ، أو باستخدام المفاتيح الموجودة غالبًا على اللوحة الخلفية.

تتوفر الموسعات النشطة وتسمح هذه العناصر بنقل أطول: ما يصل إلى 31 جهازًا ممكنًا من الناحية النظرية ، إلى جانب طول إجمالي أكبر يعتمد على الموسع.

في بروتوكول HPIB الأصلي ، تستخدم عمليات النقل نظام مصافحة بثلاثة أسلاك. باستخدام هذا ، يبلغ الحد الأقصى لمعدل البيانات الذي يمكن تحقيقه حوالي 1 ميغا بايت في الثانية ، ولكن هذا يخضع دائمًا لسرعة أبطأ جهاز. تحسين لاحق يشار إليه غالبًا باسم HS-488 يخفف من شروط المصافحة ويسمح بمعدلات بيانات تصل إلى حوالي 8 ميجابايت / ثانية.

تم توحيد الموصل المستخدم في ناقل IEEE 488 كنوع من سلسلة 24-way Amphenol 57. يوفر هذا واجهة مادية مثالية للمعيار. يتشابه الموصل IEEE 488 أو GPIB في التنسيق مع تلك التي تم استخدامها لمنافذ الطابعة المتوازية على أجهزة الكمبيوتر على الرغم من أن النوع المستخدم في GPIB له ميزة أنه تم تغييره بحيث يمكن دعم العديد من الموصلات. يساعد هذا في الإعداد المادي للحافلة ويمنع المضاعفات المتعلقة بصناديق التوصيل الخاصة أو نقاط النجوم.

ضمن معيار IEEE 488 ، تنقسم المعدات الموجودة في الحافلة إلى ثلاث فئات ، على الرغم من أن العناصر يمكن أن تؤدي أكثر من وظيفة واحدة:

  • مراقب: كما يوحي الاسم ، فإن وحدة التحكم هي الكيان الذي يتحكم في تشغيل الحافلة. عادة ما يكون جهاز كمبيوتر ويشير إلى أن الأدوات تؤدي الوظائف المختلفة. تضمن وحدة التحكم GPIB أيضًا عدم حدوث تعارضات في الناقل. إذا حاول متحدثان التحدث في نفس الوقت ، فستتلف البيانات وسيتأثر تشغيل النظام بأكمله بشكل خطير. من الممكن أن تشترك وحدات تحكم متعددة في نفس الناقل ؛ لكن يمكن لشخص واحد فقط أن يعمل كوحدة تحكم في أي وقت معين
  • المستمع: المستمع هو كيان متصل بالحافلة التي تقبل التعليمات من الحافلة. مثال على المستمع هو عنصر مثل الطابعة التي لا تقبل سوى البيانات من الناقل. يمكن أن تكون أيضًا أداة اختبار مثل مصدر الطاقة أو مصفوفة التبديل التي لا تأخذ قياسات.
  • المتكلم: هذا كيان على الحافلة يصدر تعليمات / بيانات على الحافلة.

العديد من عناصر معدات الاختبار تفي بأكثر من وظيفة واحدة. على سبيل المثال ، سيعمل مقياس الفولتميتر الذي يتم التحكم فيه عبر الناقل كمستمع عند إعداده ، وبعد ذلك عندما يعيد البيانات ، سيكون بمثابة المتكلم. على هذا النحو يعرف باسم المتكلم / المستمع.

غالبًا ما يمكن استخدام بطاقات GPIB في مجموعة متنوعة من الأدوار ، ولكن غالبًا ما تستخدم بطاقات GPIB هذه كوحدات تحكم لأنها تميل إلى الإقامة في الكمبيوتر المتحكم. معظم أدوات الاختبار التي قد تكون مخصصة للاستخدام مع واجهة GBIP ستكون مزودة بهذا المعيار وبالتالي لن تتطلب بطاقة GPIB إضافية.

ملخص ميزات / معلمات GPIB

على الرغم من أن المواصفات الكاملة لـ GPIB / IEEE 488 محفوظة لدى IEEE و IEC ، إلا أنه يمكن رؤية الميزات الرئيسية للحافلة في الجدول القصير أدناه.


ملخص ميزات ناقل IEEE 488 / GPIB
معاملتفاصيل
أقصى طول للحافلة20 مترا
أقصى مسافة فردية بين الأدوات2 متر بمتوسط ​​4 أمتار كحد أقصى في أي حالة.
أقصى عدد من الأدوات14 بالإضافة إلى وحدة تحكم ، أي إجمالي 15 أداة مع تشغيل ثلثي الأجهزة على الأقل.
عرض ناقل البيانات8 خطوط.
خطوط المصافحة3
خطوط إدارة الحافلات5
موصليستخدم أمفينول ذو 24 سنًا (نموذجي) من النوع D أحيانًا.
أقصى معدل للبيانات~ 1 ميغا بايت / ثانية (يسمح HS-488 بما يصل إلى 8 ميغا بايت / ثانية).

مزايا وعيوب GPIB

مثل أي تقنية أخرى ، تمتلك GPIB مزايا وعيوب يجب موازنتها عند التفكير في استخدامها.

مزايا

  • واجهة أجهزة بسيطة وقياسية
  • واجهة موجودة على العديد من أدوات مقاعد البدلاء
  • الموصلات والموصلات القوية المستخدمة (على الرغم من ظهور بعض كابلات إزاحة العزل في بعض الأحيان).
  • من الممكن توصيل أدوات متعددة بوحدة تحكم واحدة

سلبيات

  • موصلات ضخمة
  • ضعف موثوقية الكابلات - غالبًا نتيجة للكابلات الضخمة.
  • عرض نطاق ترددي منخفض - بطيء مقارنة بالواجهات الأكثر حداثة
  • لا يفوض معيار IEEE 422 الأساسي لغة الأمر (يتم استخدام SCPI في عمليات التنفيذ اللاحقة ولكن لم يتم تضمينه في جميع الأدوات.

يتم تضمين قدرة GPIB في عدد كبير من أدوات مقاعد البدلاء ، ولكن عند اختيار استخدام المنشأة لبناء نظام ، من الضروري مراعاة جميع المزايا والعيوب قبل تخصيص الوقت والتكلفة لاستخدامه.

GPIB / IEEE 488 اليوم

كان GPIB متاحًا منذ أواخر الستينيات ، ولكن على الرغم من عمره ، إلا أنه لا يزال أداة قيمة تُستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء الصناعة. تحتوي معظم أدوات المقعد على GPIB مثبتة بشكل قياسي أو كخيار مما يسهل استخدام معدات الاختبار في مجموعة متنوعة من التطبيقات بصرف النظر عن كونها مخصصة للاستخدام في مجموعة اختبار ATE. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام GPIB أو IEEE 488 في عدد كبير من التطبيقات الأخرى بما في ذلك الحصول على البيانات.

على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر تميل إلى عدم تركيب واجهات GPIB بشكل قياسي اليوم ، إلا أنه يمكن شراء بطاقة GPIB وتثبيتها. نظرًا لمرونته وملاءمته ومن المرجح أن يظل مستخدمًا على نطاق واسع لعدة سنوات قادمة.


شاهد الفيديو: GPIB-to-USB interface with Arduino Nano UPDATE (قد 2021).