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O que é barramento GPIB / IEEE 488

O que é barramento GPIB / IEEE 488

O barramento GPIB ou barramento de interface de propósito geral ou barramento IEEE 488 ainda é um dos padrões de interface mais populares e versáteis disponíveis atualmente.

O GPIB é amplamente usado para permitir que equipamentos de teste eletrônicos sejam controlados remotamente, embora também tenha sido usado em muitas outras aplicações, incluindo comunicações gerais de computador.

Ele pode ser usado para controlar uma série de instrumentos de teste: tudo, desde multímetros digitais e geradores de sinais de todos os tipos a matrizes de comutação, analisadores de espectro, medidores de vibração. na verdade, qualquer forma de equipamento de teste eletrônico. Em certa época, ele até se tornou popular por conectar computadores a suas impressoras e muitas impressoras de baixo custo usavam GPIB.

Hoje, a maioria dos equipamentos de teste de eletrônica de bancada tem uma opção GPIB ou é equipada com ela como padrão. Embora tenha sido superado por outras tecnologias, ainda é amplamente utilizado e muitas vezes utilizado como uma opção básica.

Origens GPIB

Originalmente, o GPIB era denominado HP-IB. Isso veio das palavras: Hewlett Packard Interface Bus como foi originalmente introduzido pela HP para controlar seus equipamentos de teste eletrônicos (mais tarde, o braço de equipamentos de teste da HP tornou-se uma empresa separada com o nome Agilent e mais tarde ainda Keysight).

À medida que ganhou popularidade, o HPIB, como era inicialmente chamado, ganhou vários outros nomes ao longo dos anos. O GPIB foi adotado por várias instituições importantes que forneceram seus números. O Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos dos EUA deu a ele o número de especificação 488 em 1978 e, como resultado, às vezes é referido como barramento IEEE 488 ou barramento IEEE488.

A especificação IEEE define os parâmetros elétricos e de protocolo mecânicos básicos. O padrão IEEE 488.2 lançado em 1987 define as especificações de software relacionadas.

Outras organizações também adotaram o padrão e deram a ele seus próprios números, que serão vistos ocasionalmente. O American National Standards Institute, assim como o IEC. Os números padrão IEC eram IEC-60625-1 e IEC-60625-2, mas foram substituídos posteriormente por IEC-60488 para fornecer compatibilidade de número.

Apesar da proliferação de nomes e números para ele, as especificações são praticamente as mesmas e podem ser usadas de forma intercambiável. De todos os nomes, GPIB é o mais comum, seguido por barramento IEEE 488, referindo-se ao padrão mais comumente usado para barramento.

Em 2004, o IEEE e o IEC combinaram seus próprios padrões em um trabalho combinado: o padrão IEEE / IEC IEC-60488-1. O padrão IEEE 488.2 foi combinado de forma semelhante e tornou-se IEC-60488-2.

Conceito básico de GPIB

O barramento GPIB ou IEEE 488 é um sistema muito flexível, permitindo que os dados fluam entre qualquer um dos instrumentos no barramento, a uma velocidade adequada para o instrumento ativo mais lento. Até quinze instrumentos podem ser conectados juntos com um comprimento máximo de barramento não superior a 20 m.

Um outro requisito para o barramento é que também não deve haver mais de 2 m entre dois instrumentos de teste adjacentes.

É possível comprar placas GPIB para incorporar em computadores que não tenham a interface instalada. Como as placas GPIB são relativamente baratas, isso torna a inclusão de uma placa GPIB no sistema um método de instalação com um grande efeito de custo. Dito isso, a queda no uso de GPIB significa que as placas GPIB não estão tão amplamente disponíveis como costumavam ser.

Os dispositivos têm um endereço exclusivo no barramento. Os instrumentos de teste são alocados com endereços na faixa de 0 a 30, e dois instrumentos no mesmo barramento não podem ter o mesmo endereço. Os endereços nos instrumentos podem ser alterados e isso normalmente pode ser feito por meio do painel frontal ou usando interruptores geralmente localizados no painel traseiro.

Extensores ativos estão disponíveis e esses itens permitem barramentos mais longos: até 31 dispositivos teoricamente possíveis, junto com um comprimento geral maior dependente do extensor.

No protocolo HPIB original, as transferências utilizam um sistema de handshaking de três fios. Usando isso, a taxa de dados máxima alcançável é de cerca de 1 Mbyte por segundo, mas isso é sempre regido pela velocidade do dispositivo mais lento. Um aprimoramento posterior, muitas vezes referido como HS-488, relaxa as condições de handshaking e permite taxas de dados de até cerca de 8 Mbytes / segundo.

O conector usado para o barramento IEEE 488 é padronizado como um tipo da série Amphenol 57 de 24 vias. Isso fornece uma interface física ideal para o padrão. O conector IEEE 488 ou GPIB é muito semelhante em formato àqueles usados ​​para portas paralelas de impressora em PCs, embora o tipo usado para GPIB tenha a vantagem de ter sido alterado para que vários conectores possam ser colocados junto. Isso ajuda na configuração física do barramento e evita complicações com caixas de conexão especiais ou pontos estrela.

Dentro do IEEE 488, o equipamento no ônibus se enquadra em três categorias, embora os itens possam cumprir mais de uma função:

  • Controlador: Como o nome sugere, o controlador é a entidade que controla o funcionamento do barramento. Geralmente é um computador e sinaliza que os instrumentos devem executar as várias funções. O controlador GPIB também garante que nenhum conflito ocorra no barramento. Se dois locutores tentassem falar ao mesmo tempo, os dados seriam corrompidos e a operação de todo o sistema seria seriamente prejudicada. É possível que vários controladores compartilhem o mesmo barramento; mas apenas um pode atuar como controlador em um determinado momento.
  • Ouvinte: Um ouvinte é uma entidade conectada ao barramento que aceita instruções do barramento. Um exemplo de ouvinte é um item como uma impressora que só aceita dados do barramento. Também pode ser um instrumento de teste, como uma fonte de alimentação ou matriz de comutação, que não faz medições.
  • Locutor: Esta é uma entidade no barramento que emite instruções / dados para o barramento.

Muitos itens de equipamento de teste cumprirão mais de uma função. Por exemplo, um voltímetro que é controlado pelo barramento atuará como um ouvinte quando estiver sendo configurado e, quando estiver retornando os dados, atuará como um locutor. Como tal, é conhecido como locutor / ouvinte.

Freqüentemente, os cartões GPIB podem ser usados ​​em uma variedade de funções, mas esses cartões GPIB são usados ​​com mais frequência como controladores, pois tendem a residir no computador de controle. A maioria dos instrumentos de teste que podem ser destinados ao uso com a interface GBIP teria isso instalado como padrão e, portanto, não exigiria uma placa GPIB adicional.

Resumo de recursos / parâmetros GPIB

Embora a especificação completa para GPIB / IEEE 488 seja mantida pelo IEEE e IEC, seus principais recursos para o barramento podem ser vistos na tabela resumida abaixo.


Resumo dos recursos de barramento IEEE 488 / GPIB
ParâmetroDetalhes
Comprimento máximo do ônibus20 metros
Distância individual máxima entre instrumentos2 metros em média 4 metros no máximo em qualquer instância.
Número máximo de instrumentos14 mais o controlador, ou seja, 15 instrumentos no total com pelo menos dois terços dos dispositivos ligados.
Largura do barramento de dados8 linhas.
Linhas de aperto de mão3
Linhas de gerenciamento de ônibus5
ConectorAnfenol de 24 pinos (típico) tipo D usado ocasionalmente.
Taxa máxima de dados~ 1 Mbyte / seg (HS-488 permite até ~ 8Mbyte / seg).

Vantagens e desvantagens do GPIB

Como qualquer outra tecnologia, o GPIB tem vantagens e desvantagens que precisam ser ponderadas ao considerar seu uso.

Vantagens

  • Interface de hardware simples e padrão
  • Interface presente em muitos instrumentos de bancada
  • Conectores e conectores robustos usados ​​(embora alguns cabos de deslocamento de isolamento apareçam ocasionalmente).
  • Possível conectar vários instrumentos a um único controlador

Desvantagens

  • Conectores volumosos
  • Confiabilidade do cabo ruim - geralmente como resultado dos cabos volumosos.
  • Baixa largura de banda - lenta em comparação com interfaces mais modernas
  • O IEEE 422 básico não exige uma linguagem de comando (SCPI usada em implementações posteriores, mas não incluída em todos os instrumentos.

A capacidade GPIB está incluída em um grande número de instrumentos de bancada, mas ao optar por usar a facilidade para construir um sistema, é necessário considerar todas as vantagens e desvantagens antes de comprometer tempo e custo para seu uso.

GPIB / IEEE 488 hoje

O GPIB está disponível desde o final dos anos 1960, mas, apesar de sua idade, ainda é uma ferramenta valiosa e amplamente utilizada em toda a indústria. A maioria dos instrumentos de bancada tem GPIB instalado como padrão ou opcional, facilitando o uso do equipamento de teste em uma variedade de aplicações, além de ser dedicado ao uso em uma pilha de teste ATE. Além disso, o GPIB ou IEEE 488 é usado em um grande número de outras aplicações, incluindo aquisição de dados.

Embora os computadores tendam a não ter interfaces GPIB ajustadas como padrão hoje, uma placa GPIB pode ser comprada e instalada. Em vista de sua flexibilidade e conveniência, é provável que continue sendo amplamente utilizado por alguns anos.


Assista o vídeo: (Novembro 2021).