最新总线技术在仪器控制与连接方面的发展

最新总线技术在仪器控制与连接方面的远景:简介过去二十多年间﹐科学家与工程师已在自动化仪器系统中广泛使用IEEE 488 和通用接口总线GPIB。当大众化电脑技术进入测试与测量领域﹐并在连接仪器时应用USB﹑以太网路﹑与IEEE1394 等总线技术时﹐GPIB 接口是否能够在将来成为仪器控制总线接口的首选就成了问题。由于GPIB 拥有强大功能与广大的使用者基础﹐GPIB 在未来的许多年仍会继续存在。但是﹐仪器控制工业很可能将开始进入全球范围内的混合I/O 系统的领域。本论文探讨的是GPIB 与其他总线组合使用时仪器系统的未来发展﹐以及在仪器控制中软件”向上兼容”的重要性。
GPIB 基础GPIB 是专为仪器控制应用而设计的。在七十年代﹐IEEE 488 标准的诞生致使1975 年产生了GPIB 在电气﹑机械与功能规格方面的标准﹔在1987 年ANSI/IEEE 标准488.2 更明确地定义了控制器与仪器通过GPIB 通讯的方法﹐使先前的规格更加完备。 GPIB 是一数字的8 位平行通讯界面﹐传输速率达8Mbyte/s。总线提供的一个控制器在20 米的排线长度内最多可连结14 个仪器。但使用者若使用GPIB 扩增器与延长器便可以突破这两个限制﹐而GPIB 排线与连接器是一种多方面适用并符合工业标准的产品﹐可在任何环境内使用。
新总线技术的优势过去的电脑仅提供包括串口(RS-232)与并口﹐近年来,电脑配备均提供以太网络﹑USB(通用序列总线)﹑有时甚至提供IEEE 1394(FireWire)接口。这些新的总线具有许多吸引人的特性–易于使用 (USB) ﹑易于连结(以太网络) 以及高速 (IEEE 1394)。
USBUSB 的设计主要是用来连结外围设备如键盘﹑扫瞄仪﹑与磁盘机之类的电脑。苹果电脑率先于1998 年使用USB 做为其唯一的串口﹐在过去数年中电脑工业使用USB 连结的装置数目已大大的增加。以目前的 USB1.1 规格而言﹐资料传输速率已高达1.5 Mbyte/s﹐而下一代的USB 产品会使用USB2.0 规格﹐更将总线资料传输速率提升至60 Mbyte/s。USB2.0 规格能与USB1.1 装置兼容﹐甚至可使用相同的连接器。由于通用串口总线是一种即插即用技术﹐每当加入一新装置时﹐USB主机会自动测试并辨识其身分﹐然后适当地调整其配置﹐且一个接口能同时控制127 个装置。对于Windows 操作系统而言﹐USB 连结目前只能在Windows 2000/XP/98 执行。
USB 具有价格低廉及容易连结仪器与电脑的优点。此外﹐USB 提供更方便的串口功能如﹕热插拔﹑内置操作系统微调功能﹑高弹性等﹐来改善传统串口的技术。