Функции шин

Совокупность всех линий разбивается на три подшины, каждая из которых выполняет свою функцию:

1. Шина ввода/вывода данных (DIO).

Состоит из восьми линий. Данные представлены параллельно передаваемыми битами и последовательно передаваемыми байтами.

Передача данных по шине осуществляется асинхронно согласно процедуре, называемой "квитированием", когда её участники обмениваются "квитанциями".

2. Шина квитирования.

Состоит из трёх линий, сигналы на которых в совокупности управляют процедурой передачи данных по шине DIO.

Только после того, как самый медленный участник закончит чтение и приём данных, шина освобождается для выполнения следующего действия.

Недостаток этого способа заключается в том, что в случае, когда один из участников не в состоянии выдать сигнал готовности, шина остаётся заблокированной для дальнейшего использования.

Поэтому контроллер должен, спустя заданное время ожидания, восстановить нормальный режим на шине.

3. Шина управления.

Состоит из 5 линий, используемых для того, чтобы обеспечить упорядоченную передачу сообщений по шине.

Рассмотрим подробнее работу каждой из этих подшин.

Шина данных.

По этой шине передаются не только собственно данные (результаты измерений, управляющие сигналы), но также адреса участников, общие команды и байты, выражающие состояние шины.

Тип данных, передаваемых по шине DIO, определяется линией ATN ("Внимание") шины управления.

Если сигнал на линии ATN имеет логическое значение "истина", то это означает, что на шине данных находится адрес или общая команда и все участники должны её принимать.

Когда сигнал на линии ATN имеет значение "ложь", на шине данных находятся данные, относящиеся только к тем устройствам, которые ранее были объявлены источником и приёмниками.

На всех линиях шины квитирования и шины управления используется отрицательная логика: значению "истина" (логическая единица) соответствует низкий уровень (ТТЛ-) напряжения, а значению "ложь" (логический ноль) - высокий уровень (ТТЛ-) напряжения.

Шина квитирования.

Состоит из трёх линий, сигналы на которых имеют заранее установленное значение:

- DAV (данные готовы),

- NRFD (не готов к приёму данных),

- NDAC (данные не приняты).

Устанавливая единичное значение сигнала на линии DAV (низкий уровень), источник показывает, что данные на линиях шины DIO готовы.

Источник не может изменить эти данные, пока сигнал на линии NDAC не примет нулевое значение (высокий уровень).

Это произойдёт только после того, как все приёмники прочтут и примут данные.

Когда сигнал на линии NRFD имеет единичное значение (низкий уровень), это означает, что все приёмники:

1) видят данные, удерживаемые на шине DIO (при единичном значении сигнала DAV), и

2) готовы к чтению этих данных.

Сигнал на линии NDAC сохраняет единичное значение (низкий уровень) во время квитирования, пока все приёмники не прочтут и не примут данные.

в течение всего этого времени источник не может ни изменить, ни удалить данные с линий шины DIO.

На рисунке приведена временная диаграмма запирающей себя процедуры квитирования, которой сопровождается передача данных по шине IEEE-488.

В пределах отрезка времени А источник удерживает данные на шине DIO. Интервал В используется для чтения этих данных. В течение интервала времени С участник выполняет прочитанную команду.

Мы видим, что процедура квитирования "запирает" себя: она ждёт, пока самое медленное из устройств не будет готово к следующему шагу.

Сигналы NRFD, DAV и NDAC синхронизированы по отношению друг к другу так, как это указано стрелками на рисунке.

Две линии NRFD и NDAC действуют по принципу "монтажное ИЛИ", так что каждый из участников может видеть состояние любого другого устройства, подключённого к шине.

Это показано на рисунке:

		линия NRFD

Если один или большее число участников ещё не готовы читать данные, то соответствующие ключи замкнуты. Таким образом, любое из устройств в состоянии удерживать единичное значение на линии NRFD шины IEEE-488 (низкий уровень), несмотря на то, что другие участники могут быть готовы (их ключи разомкнуты).

Когда данный участник является источником, он устанавливает нулевое значение на линии NRFD перед тем, как выдать сигнал DAV.

Такой способ обеспечивает пребывание системы в режиме ожидания до тех пор, пока самый медленный из приборов не будет готов и не объявит об этом сигналами "готов к приёму данных" и "данные приняты", выдав на линии NRFD и NDAC нулевое значение.

Одна из линий шины управления обозначается IFC ("Очистить интерфейс"); контроллер устанавливает единичное значение сигнала на этой линии (низкий уровень), чтобы привести всю систему в желаемое начальное состояние.

Сигнал на другой линии, обозначаемый SRQ ("Запрос обслуживания"), может быть установлен в единичное значение участником (низкий уровень), когда он хочет привлечь к себе внимание или прервать текущую работу системы.

Линия REN ("Дистанционное управление") используется для того, чтобы произвести выбор между двумя альтернативными источниками управляющих воздействий.

Посредством сигнала на линии EOI ("Конец или подтверждение") либо отмечается конец последовательности байтов данных, либо - совместно с сигналом на линии ATN - устанавливается порядок, в котором участники передают свои данные.

Мы рассмотрели только принцип действия шины.

Необходимость в более подробных сведениях зависит от конкретных устройств, включённых в систему.

Не всем устройствам нужно реагировать на сигналы во всех линиях шины.

Это определяется теми измерениями, которые выполняются соответствующими устройствами.

Между стандартами имеются небольшие различия.

Новый стандарт IEEE-488.2 (1987) предусматривает большую свободу, чем старый стандарт, одновременно удаляя неоднозначности старого стандарта.

В 1990 году был принят один стандартный набор команд для программирования приборов, оснащённых шиной IEEE-488.2.

Его называют системой стандартных команд для програм-мируемых приборов (SCPI).

Системой SCPI устанавливаются форматы данных, сообщение о статусе, команды общего конфигурирования, обработка ошибок и команды, относящиеся к отдельным устройствам.

В прошлом производители измерительной аппаратуры в большинстве случаев предусматривали выполнение этих функций по-разному, что делало программирование объединённых шиной приборов сложным и долгим.

Системой же SCPI предусматривается, например, измерение напряжения любым предназначенным для этого оборудованием всего лишь по команде MEAS:VOLT.

Конфигурация приборов через интерфейс GPIB может быть либо линейной, либо иметь форму звезды, либо представлять собой комбинацию этих типов:

		Прибор С

Максимальное расстояние между двумя приборами не должно быть больше 4 м, а максимальная длина кабеля не должна превышать 20 м.

На одну магистраль можно подключать не более 15 приборов. Во время работы все приборы должны быть во включённом состоянии.

Скорость передачи данных для современных GPIB интерфейсов превышает 1 Мбайт/с.

Дата добавления: 2014-01-05