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Qu'est-ce que le bus GPIB / IEEE 488

Qu'est-ce que le bus GPIB / IEEE 488

Le bus d'interface GPIB ou à usage général ou le bus IEEE 488 est toujours l'une des normes d'interface les plus populaires et les plus polyvalentes disponibles aujourd'hui.

Le GPIB est largement utilisé pour permettre le contrôle à distance de l'équipement de test électronique, bien qu'il ait également été utilisé dans de nombreuses autres applications, y compris les communications informatiques générales.

Il peut être utilisé pour contrôler une multitude d'instruments de test: tout, des multimètres numériques et des générateurs de signaux de toutes sortes aux matrices de commutation, analyseurs de spectre, vibromètres. en fait toute forme d'équipement de test électronique. À un moment donné, il est même devenu populaire pour relier des ordinateurs à leurs imprimantes et de nombreuses imprimantes à bas prix utilisaient GPIB.

Aujourd'hui, la plupart des équipements de test électronique de banc ont soit une option GPIB, soit en sont équipés de série. Même s'il a été dépassé par d'autres technologies, il est encore largement utilisé et souvent installé comme une option de base.

Origines GPIB

À l'origine, GPIB s'appelait HP-IB. Cela vient des mots: Hewlett Packard Interface Bus tel qu'il a été introduit à l'origine par HP pour contrôler leur équipement de test électronique (plus tard, le bras d'équipement de test de HP est devenu une société distincte sous le nom d'Agilent et plus tard encore Keysight).

Au fur et à mesure de sa popularité, le HPIB, comme il était initialement appelé, a acquis un certain nombre d'autres noms au fil des ans. Le GPIB a été adopté par plusieurs grandes institutions qui lui ont donné leur numéro. L'Institute of Electrical and Electronic Engineers des États-Unis lui a donné son numéro de spécification 488 en 1978 et, par conséquent, il est parfois appelé bus IEEE 488 ou bus IEEE488.

La spécification IEEE définit les paramètres mécaniques électriques de base et de protocole. La norme IEEE 488.2 publiée en 1987 définit les spécifications logicielles associées.

D'autres organisations ont également adopté la norme et lui ont donné leurs propres numéros qui seront parfois vus. L'American National Standards Institute, tout comme la CEI. Les numéros de norme CEI étaient CEI-60625-1 et CEI-60625-2, mais ils ont été remplacés plus tard par CEI-60488 pour assurer la compatibilité des numéros.

Malgré la prolifération des noms et des numéros, les spécifications sont toutes pratiquement les mêmes et peuvent être utilisées de manière interchangeable. De tous les noms, GPIB est le plus courant, suivi du bus IEEE 488, faisant référence au standard le plus couramment utilisé pour le bus.

En 2004, l'IEEE et la CEI ont combiné leurs propres normes en un travail combiné: la norme IEEE / CEI IEC-60488-1. La norme IEEE 488.2 a été combinée de la même manière et est devenue CEI-60488-2.

Concept GPIB de base

Le bus GPIB ou IEEE 488 est un système très flexible, permettant aux données de circuler entre n'importe lequel des instruments sur le bus, à une vitesse adaptée à l'instrument actif le plus lent. Jusqu'à quinze instruments peuvent être connectés ensemble avec une longueur de bus maximale ne dépassant pas 20 m.

Une autre exigence pour le bus est qu'il ne doit pas non plus y avoir plus de 2 m entre deux instruments de test adjacents.

Il est possible d'acheter des cartes GPIB à intégrer dans des ordinateurs qui n'ont pas l'interface installée. Comme les cartes GPIB sont relativement bon marché, cela fait de l'inclusion d'une carte GPIB dans le système une méthode très coûteuse pour l'installer. Cela dit, la baisse de l'utilisation de GPIB signifie que les cartes GPIB ne sont pas aussi largement disponibles qu'elles l'étaient auparavant.

Les appareils ont une adresse unique sur le bus. Les instruments de test se voient attribuer des adresses comprises entre 0 et 30, et deux instruments sur le même bus ne sont pas autorisés à avoir la même adresse. Les adresses sur les instruments peuvent être modifiées et cela peut généralement être fait via le panneau avant, ou en utilisant des commutateurs souvent situés sur le panneau arrière.

Des prolongateurs actifs sont disponibles et ces éléments permettent des bus plus longs: jusqu'à 31 appareils théoriquement possibles, avec une plus grande longueur totale en fonction du prolongateur.

Dans le protocole HPIB d'origine, les transferts utilisent un système d'établissement de liaison à trois fils. En utilisant cela, le débit de données maximal pouvant être atteint est d'environ 1 Mo par seconde, mais cela est toujours régi par la vitesse de l'appareil le plus lent. Une amélioration ultérieure souvent appelée HS-488 assouplit les conditions d'établissement de liaison et permet des débits de données jusqu'à environ 8 Mo / seconde.

Le connecteur utilisé pour le bus IEEE 488 est standardisé en tant que type de série Amphenol 57 à 24 voies. Cela fournit une interface physique idéale pour la norme. Le format du connecteur IEEE 488 ou GPIB est très similaire à ceux qui étaient utilisés pour les ports d'imprimante parallèles sur les PC, bien que le type utilisé pour le GPIB présente l'avantage qu'il a été modifié de sorte que plusieurs connecteurs peuvent être superposés. Cela facilite la mise en place physique du bus et évite les complications avec des boîtiers de connexion spéciaux ou des points étoiles.

Dans IEEE 488, l'équipement sur le bus se divise en trois catégories, bien que les éléments puissent remplir plus d'une fonction:

  • Manette: Comme son nom l'indique, le contrôleur est l'entité qui contrôle le fonctionnement du bus. Il s'agit généralement d'un ordinateur et il signale que les instruments doivent exécuter les diverses fonctions. Le contrôleur GPIB garantit également qu'aucun conflit ne se produit sur le bus. Si deux orateurs essayaient de parler en même temps, les données seraient corrompues et le fonctionnement de l'ensemble du système serait gravement altéré. Il est possible que plusieurs contrôleurs partagent le même bus; mais un seul peut agir en tant que contrôleur à un moment donné.
  • Auditeur: Un auditeur est une entité connectée au bus qui accepte les instructions du bus. Un exemple d'écouteur est un élément tel qu'une imprimante qui n'accepte que les données du bus. Il peut également s'agir d'un instrument de test tel qu'une alimentation ou une matrice de commutation qui ne prend pas de mesures.
  • Parleur: Il s'agit d'une entité sur le bus qui émet des instructions / données sur le bus.

De nombreux équipements de test remplissent plus d'une fonction. Par exemple, un voltmètre qui est contrôlé sur le bus agira comme un auditeur lors de sa configuration, puis lorsqu'il retournera les données, il agira comme un locuteur. En tant que tel, il est connu comme un orateur / auditeur.

Souvent, les cartes GPIB peuvent être utilisées dans une variété de rôles, mais ces cartes GPIB sont le plus souvent utilisées comme contrôleurs car elles ont tendance à résider dans l'ordinateur de contrôle. La plupart des instruments de test qui pourraient être destinés à être utilisés avec l'interface GBIP l'ont installé en standard et ne nécessiteraient donc pas de carte GPIB supplémentaire.

Résumé des fonctionnalités / paramètres GPIB

Bien que la spécification complète du GPIB / IEEE 488 soit détenue par l'IEEE et la CEI, les principales caractéristiques du bus peuvent être vues dans le petit tableau ci-dessous.


Résumé des fonctionnalités du bus IEEE 488 / GPIB
ParamètreDétails
Longueur max du bus20 mètres
Distance individuelle maximale entre les instruments2 mètres en moyenne 4 mètres maximum dans tous les cas.
Nombre maximum d'instruments14 contrôleurs plus, soit 15 instruments au total avec au moins les deux tiers des appareils sous tension.
Largeur du bus de données8 lignes.
Lignes de poignée de main3
Lignes de gestion de bus5
ConnecteurAmphenol 24 broches (typique) de type D utilisé occasionnellement.
Débit de données max~ 1 Mo / s (le HS-488 autorise jusqu'à ~ 8 Mo / s).

Avantages et inconvénients du GPIB

Comme toute autre technologie, le GPIB présente des avantages et des inconvénients qui doivent être pris en compte lors de son utilisation.

Avantages

  • Interface matérielle simple et standard
  • Interface présente sur de nombreux instruments de table
  • Connecteurs et connecteurs robustes utilisés (bien que certains câbles de déplacement d'isolation apparaissent occasionnellement).
  • Possibilité de connecter plusieurs instruments à un seul contrôleur

Désavantages

  • Connecteurs volumineux
  • Fiabilité des câbles médiocre - souvent en raison des câbles volumineux.
  • Faible bande passante - lente par rapport aux interfaces plus modernes
  • La norme IEEE 422 de base ne requiert pas de langage de commande (SCPI utilisé dans les implémentations ultérieures mais non inclus sur tous les instruments.

La capacité GPIB est incluse sur un grand nombre d'instruments de paillasse, mais lorsque vous choisissez d'utiliser l'installation pour construire un système, il est nécessaire de considérer tous les avantages et inconvénients avant d'engager du temps et des coûts pour son utilisation.

GPIB / IEEE 488 aujourd'hui

Le GPIB est disponible depuis la fin des années 1960, mais malgré son âge, il reste un outil précieux qui est largement utilisé dans l'industrie. La plupart des instruments de paillasse sont équipés de GPIB en standard ou en option, ce qui facilite l'utilisation de l'équipement de test dans une variété d'applications en plus d'être dédié à une utilisation dans une pile de tests ATE. De plus, GPIB ou IEEE 488 est utilisé dans un grand nombre d'autres applications, y compris l'acquisition de données.

Bien que les ordinateurs aient tendance à ne pas avoir d'interface GPIB en standard aujourd'hui, une carte GPIB peut être achetée et installée. Compte tenu de sa flexibilité et de sa commodité, il est susceptible de rester largement utilisé pendant quelques années.

Voir la vidéo: IEEE-488 Interface Experimentation (Octobre 2020).