9Структура магистрали и шин интерфейса gpib.

2. Структура магистрали интерфейса.

По характеру взаимодействия с магистралью устанавливается четыре группы функциональных блоков: контроллер С, источник SH, приёмник AH и источник – приёмник. Обмен информацией в измерительной системе с магистралью GPIB осуществляется между источником SH (Source handshake) и приемником AH (Acceptor handshake), под воздействием управляющих частей приборов-контроллеров.

Прибор с функцией приемника может быть подключен к соответ­ствующим адресным шинам магистрали интерфейса, и тем самым обеспечивается возможность восприятия им сообщений от другого абонента системы. Аналогичным образом обеспечивается возмож­ность передачи сообщений и прибору с функцией источника инфор­мации. Адресация абонентов и управление реализацией их функций осуществляются прибором-контроллером. Прибор может обладать функциями приемника AH и источника SH информации, а также контрол­лера C в их различных сочетаниях.

Взаимосвязь различных приборов через систему шин представ­лена на рис. 1.

В общем случае функции управления совмещают в одном приборе с функциями приемника или источника сообщений с тем, чтобы обеспечить воздействие на систему в зависимости от приборного сообщения. В тех случаях, когда прибор-источник свя­зан с одним или несколькими параллельно соединенными прибора­ми-приемниками, можно отказаться от управляющих элементов.

Специализация любого интерфейса должна включать в себя структуру шин, функции и их операции, управляющие сигналы и протоколы обмена, а также электрические и конструктивные параметры

Магистраль интерфейса состоит из 16 сигнальных линий, по которым в кодированном виде передаются все информационные данные, а также интерфейсные и приборные сообщения между або­нентами.

Все сигнальные линии объединены в три группы шин: шина дан­ных - обеспечивает 8 линий, шина управления побайтной передачей данных - обеспечивает 3 линии и шина общего управления интерфейсом - обеспечивает 5 линий (см. рис. 1.).

Обозначения линий представляют собой сокращенные названия или аббревиатуру соответствующих слов команд, сигналов и технических средств, в том виде, в каком они изложены в нормативной документации на интерфейс GPIB, то есть состоят из начальных букв этих слов на английском языке.

Расшифровка сокращенных наименований линий, связь между состояниями линий и их логическими значениями приведе­ны в табл. 1.

Шина данных (Data bus).

Шина данных предназначена для передачи интерфейсных сооб­щений - адресов, команд и служебной информации от контроллера к приборам, приборных сообщений- программ и результатов измерений между приборами, а также сигналов состояния от приборов к контрол­леру.

Передача каждого байта информации по шине данных осуществ­ляется асинхронным образом по сигналам шины управления переда­чей данных. При этом обеспечивается обмен данными между прибо­рами различного быстродействия.

Тип информации, передаваемой по шине данных, определяется состоя­нием линии управления интерфейсом. При этом период времени, в течение которого информация на линиях данных DIO1…DIO8 (Data Input - Output) действительна, зависит от наличия сигналов на линии управления интерфейсом.

Шина общего управления интерфейсом (General Interface Management bus attention).

Шина общего управления интерфейсом должна использоваться для передачи управляющих сигналов между контроллером и всеми другими приборами, соединенными с GPIB, с помощью линий ATN, EOI, IFC, REN, SRQ. Пять линий шины общего управления предназначены для управления трансляцией потока информационных сигналов через интерфейс.

Линия АТN (Attention-Внимание) - используется контроллером для организации связи между приборами в зависимости от интерпрета­ции сообщения приборное или интерфейсное, передаваемого по шине данных DIO. Принадлежность сообщения идентифицируется уровнем сигнала в шине ATN. Осуществляется установка приборов в состояние готовности (управление). Источником сигнала в шине является контроллер. Выдача сигналов на линию ATN осуществляется только тем прибором, которое в данный момент выполняет функцию контроллера в системе. Когда на линию ATN поступает сигнал низкое состояние, все остальные приборы переходят в режим ожидания и только контроллер может передавать информацию. Когда линия ATN переходит в высокое состояние, передают или принимают только те приборы, которые были адресованы во время низкого состояния линии ATN. При этом на передачу од­новременно может быть включено не более, одного прибора, в то время как на прием таких ограничений не накладывается, то есть в приеме одновременно может находиться и более одного прибора. Любой прибор становится источником, когда его адрес как источника помещается на шину данных в то время, когда линия ATN находится в низком состоянии и остается источником до тех пор, пока не будут переданы команды: не передавай, очистить интерфейс или когда по шине данных передастся адрес другого источ­ника.

					Необходимые функ­ции интерфейса
Группы шин	Число линий	Обозначение	Содержание или действие сигнала	Источник сигнала
Шина данных	8	DIO1 … DIO8	Бит информации равен логической 1	Контроллер или пере­дающий прибор	С, Т, ТЕ
Шина управления побайтной передачей данных	3	DAV	Данные одготовлены	Контроллер или пере­дающий прибор	SH
		NRFD	К приему данных не подготовлен	Прибор-приемник	AH
		NDAC	Данные не приняты	Прибор-приемник	AH
Шина общего управления интерфейсом	5	IFС	Сброс	Контроллер	С
			интерфейса
		АТN	Внимание	Контроллер	С
		RЕN	Дистанционное управ­ление	Контроллер	C
		ЕOI	Конец или идентифи­кация	Контроллер или передающий прибор	С, Т, ТЕ
		SRQ	Требование на обслу­живание	Передающий прибор	Т, ТЕ

Линия ЕOI (End of Identify-Конец обработки или конец идентификации) - в зависимости от уровня сигнала на линии АТN данная линия используется либо для посылки источником признака окончания передачи им последовательности приборных сообщений по шине данных, либо исполь­зуется контроллером для анализа заявок - требований на обслу­живание приборов. Линия EOI устанавливается передатчиком в низкое со­стояние параллельно с передачей последнего байта данных, сиг­нализируя, что данных больше нет. Она может устанавливаться в низкое состояние также контроллером при реализации им параллельного опроса, в этом случае EOI интерпретируется как идентификация.

Линия IFС (Interface Clear -Сброс (очистка) интерфейса) - используется контроллером для переключения схемы интерфейса и элементов сопряжения приборов в исходное состояние, то есть для приведения интерфейса в состояние готовности. Источником сигнала на линии является контроллер. Когда линия IFC, используемая при запуске системы, пе­реходит в низкое состояние, прекращается вся деятельность кана­ла передачи информации, все приборы освобождают себя от адресов и переходят в состояние холостого хода.

Линия RЕN (Remote Enable-Разрешение на дистанционное управление) - ис­пользуется контроллером при наличии других соответствующих сообщений для переключения приборов на дистанционное или мест­ное управление. Источником сигнала на линии является контроллер. При установлении линии REN в низкое состояние прибор получает разрешение на переключение управления с мест­ного на дистанционное. При высоком состоянии линии REN прибор должен находиться в местном управлении.

Линия SRQ (Service Request – Требование (запрос) на обслуживание) - общая сигналь­ная линия интерфейса, по которой приборы системы, имеющие соответствующие предписанные уровни приоритетного обслуживания, могут посылать соответствующие заявки на прерывание текущего обмена в магистрали и их приоритетное обслуживание контролле­ром. Источником сигнала на линии является передающий прибор. Линия SRQ переходит в низкое состояние в том случае, когда какое-либо устройство посылает контроллеру сигнал запро­са на обслуживание.

Шина управления побайтной передачей данных (Data byte transfer control bus).

Предназначена - для согласования передачи, синхронизации и сопровождения данных. Управление передачей информации по линиям данных (адреса, команды, результаты измерений или другие данные) должно осуществляться по трем линиям, входящим в шину управления DAV, NRFD, NDAC.

Линия DAV(Data Valid - Данные подготовлены (действительны)) - в зависимости от источника сигнала (контроллер или передающий прибор) осуществляет разрешение и сопровождение данных.

Линия DAV переводится в низкое состояние передающим прибором (источником), указывая на достоверность байта на шине данных.

Обязательным условием для перевода линии является высокое состояние линии NRFD, когда все приемники приняли и обработали всю предыдущую информацию.

Время задержки перехода линии DAV в низкое состояние опре­деляется типом возбудителей, применяемых в приборах.

Линия NRFD (Not Ready for Data - Не готов к приёму данных) - используется прибором-приёмником при выставлении сообщения о подготовке к приёму данных.

Линия NRFD—это линия обмена сигналами между при­емниками и источником, высокое состояние которой указыва­ет, что приемники готовы к приему информации. Линия NRFD управляется приборами, адресованными на прием или всеми приборами, когда линия ATN имеет низкое состояние. Установ­ка линии в низкое состояние возможна только тогда, когда линия DAV переходит в низкое состояние. В высокое состояние линия NRFD переходит по окончании выдачи сигналов на линии NDAC и по окон­чании внутреннего цикла приемника. Устройства, не адресован­ные на прием, должны постоянно поддерживать высокое состояние линии NRFD.

Линия NDAC (Not Data Accepted - Данные не приняты) - используется прибором-приёмником при выставлении сообщения о подтверждении приёма данных.

Наличие сигнала на линии NDAC - высокое состояние, ука­зывает о конце приема информации приемниками. Линия NDAC управляется всеми приёмниками, когда линия ATN имеет низкое состояние, или теми приёмниками, которые адресованы на приём, когда линия ATN имеет высокое состояние. Линия NDAC принимает высокое состояние, когда линии DAV и NRFD имеют низкое состояние и приёмник, осуществил приём информации. Устройства, не адресованные на приём, должны постоянно поддерживать высокое состояние линии NDAC.