最新總線技術(shù)在儀器控制與連接方面的遠(yuǎn)景:簡介過去二十多年間﹐科學(xué)家與工程師已在自動化儀器系統(tǒng)中廣泛使用IEEE 488 和通用接口總線GPIB。當(dāng)大眾化電腦技術(shù)進(jìn)入測試與測量領(lǐng)域﹐并在連接儀器時應(yīng)用USB﹑以太網(wǎng)路﹑與IEEE1394 等總線技術(shù)時﹐GPIB 接口是否能夠在將來成為儀器控制總線接口的首選就成了問題。由于GPIB 擁有強(qiáng)大功能與廣大的使用者基礎(chǔ)﹐GPIB 在未來的許多年仍會繼續(xù)存在。但是﹐儀器控制工業(yè)很可能將開始進(jìn)入全球范圍內(nèi)的混合I/O 系統(tǒng)的領(lǐng)域。本論文探討的是GPIB 與其他總線組合使用時儀器系統(tǒng)的未來發(fā)展﹐以及在儀器控制中軟件”向上兼容”的重要性。
GPIB 基礎(chǔ)GPIB 是專為儀器控制應(yīng)用而設(shè)計的。在七十年代﹐IEEE 488 標(biāo)準(zhǔn)的誕生致使1975 年產(chǎn)生了GPIB 在電氣﹑機(jī)械與功能規(guī)格方面的標(biāo)準(zhǔn)﹔在1987 年ANSI/IEEE 標(biāo)準(zhǔn)488.2 更明確地定義了控制器與儀器通過GPIB 通訊的方法﹐使先前的規(guī)格更加完備。 GPIB 是一數(shù)字的8 位平行通訊界面﹐傳輸速率達(dá)8Mbyte/s。總線提供的一個控制器在20 米的排線長度內(nèi)最多可連結(jié)14 個儀器。但使用者若使用GPIB 擴(kuò)增器與延長器便可以突破這兩個限制﹐而GPIB 排線與連接器是一種多方面適用并符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品﹐可在任何環(huán)境內(nèi)使用。
新總線技術(shù)的優(yōu)勢過去的電腦僅提供包括串口(RS-232)與并口﹐近年來,電腦配備均提供以太網(wǎng)絡(luò)﹑USB(通用序列總線)﹑有時甚至提供IEEE 1394(FireWire)接口。這些新的總線具有許多吸引人的特性–易于使用 (USB) ﹑易于連結(jié)(以太網(wǎng)絡(luò)) 以及高速 (IEEE 1394)。
USBUSB 的設(shè)計主要是用來連結(jié)外圍設(shè)備如鍵盤﹑掃瞄儀﹑與磁盤機(jī)之類的電腦。蘋果電腦率先于1998 年使用USB 做為其唯一的串口﹐在過去數(shù)年中電腦工業(yè)使用USB 連結(jié)的裝置數(shù)目已大大的增加。以目前的 USB1.1 規(guī)格而言﹐資料傳輸速率已高達(dá)1.5 Mbyte/s﹐而下一代的USB 產(chǎn)品會使用USB2.0 規(guī)格﹐更將總線資料傳輸速率提升至60 Mbyte/s。USB2.0 規(guī)格能與USB1.1 裝置兼容﹐甚至可使用相同的連接器。由于通用串口總線是一種即插即用技術(shù)﹐每當(dāng)加入一新裝置時﹐USB主機(jī)會自動測試并辨識其身分﹐然后適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其配置﹐且一個接口能同時控制127 個裝置。對于Windows 操作系統(tǒng)而言﹐USB 連結(jié)目前只能在Windows 2000/XP/98 執(zhí)行。
USB 具有價格低廉及容易連結(jié)儀器與電腦的優(yōu)點(diǎn)。此外﹐USB 提供更方便的串口功能如﹕熱插拔﹑內(nèi)置操作系統(tǒng)微調(diào)功能﹑高彈性等﹐來改善傳統(tǒng)串口的技術(shù)。