SENSORY I SYSTEMY POMIAROWE - imr.pwr.edu.plimr.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2018/06/J.pdf ·...
Transcript of SENSORY I SYSTEMY POMIAROWE - imr.pwr.edu.plimr.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2018/06/J.pdf ·...
SENSORY I SYSTEMY
POMIAROWE
WYDZIAŁ MECHANICZNY
AiR, rok II, sem. 4
Rok akademicki 2017/2018
Wykład
Sterowniki komputerowych układów
pomiarowychParametry/cechy jednostki centralnej (komputera/sterownika) mające
wpływ na pracę układu pomiarowego:
• Procesor
• Pamięć operacyjna
• Przepustowość szyny / organizacja przepływu danych
• Układ graficzny
• Pamięć masowa (HDD, flash, ….)
• Obsługiwane interfejsy komunikacyjne (zewnętrzne i wewnętrzne)
• Możliwość rozbudowy, konfiguracji
• System operacyjny
• Oprogramowanie
Interfejsy komunikacyjne
Standardowe interfejsy (magistrale) w komputerach klasy PC
wykorzystywane do podłączania urządzeń pomiarowych:
- do montażu urządzeń wewnątrz komputera:
ISA, EISA, PCI, PCI-X, PCI Express, MiniPCI, AGP, SCSI, ATA,
SATA
do podłączania urządzeń zewnętrznych:
PCMCIA, Express Card, USB, FireWire, RS232C, Centronics,
Interfejsy komunikacyjne
ISA – (ang. Industry Standard Architecture bus) standardowa
16-bitowa szyna danych (w starszych urządzeniach 8-bitowa)
o częstotliwości 8MHz co daje szybkość transmisji do 8 MB/s
(efektywna w granicach od 1,6 MB/s do 1,8 MB/s) - do
transmisji wymaga od 2 do 8 cykli zegara.
Podstawowa zaleta – niewielki koszt – obecnie rzadko
stosowana.
Do magistrali ISA dołącza się karty komputerowe obsługujące
urządzenia o dużej szybkości pracy (karty interfejsowe, karty
pomiarowe, układy akwizycji danych i in.)
Interfejsy komunikacyjne
PCI – (ang. Peripheral Component Interconnect bus) standardowa 32 i/lub 64
bitowa szyna danych o częstotliwości 33MHz (66MHz w wersji PCI 2.1) co daje
maksymalną szybkość transmisji danych 133MB/s i odpowiednio 264 MB/s
(możliwe tylko w trybie transmisji seryjnej, w którym po jednorazowym
zaadresowaniu odbiorcy transmitowany jest blok danych o dowolnej długości).
Wersje PCI
Wersja PCI 2.0 PCI 2.1 PCI 2.2 PCI 2.3
Rok
wprowadzenia1993 1994 1999 2002
Maksymalna
szerokość
szyny danych
32 bity 64 bity 32 bity 64 bity
Maksymalna
częstotliwość
taktowania
33 MHz 33 MHz 66 MHz 66 MHz
Maksymalna
przepustowoś
ć
133
MB/s
266
MB/s266 MB/s 533 MB/s
Napięcie 5 V 5 V5 V / 3,3
V3,3 V
Zastosowanie dołączanie kart
komputerowych obsługujących
urządzenia o dużej szybkości
pracy (karty interfejsowe, karty
pomiarowe, układy akwizycji
danych i in.
Interfejsy komunikacyjne
PCI-X (ang. Peripheral Component Interconnect Extended) - szybsza wersja
znanego standardu PCI.
Szyna ta oferuje transmisję danych rzędu 4,3 GB/s, czyli 32 razy szybciej niż
pierwsze PCI. Magistrala ta jest wstecznie zgodna z PCI (zarówno stare karty
pasują do nowych gniazd, jak i nowe karty do starych gniazd), istotne jest tylko
dopasowanie napięciowe.
Wersje PCI-X
wersja PCI-X 1.0 PCI-X 2.0 PCI-X 3.0
rok wprowadzenia 1999 2002 2003
maksymalna szerokość
szyny danych64 bity 64 bity 64 bity
maksymalna
częstotliwość
taktowania
133 MHz 533 MHz 1066 MHz
maksymalna
przepustowość1066 MB/s 4264 MB/s 7,95 GB/s
napięcie 3.3 V 3.3 V/1.5 V 3.3 V/1.5
Interfejsy komunikacyjne
PCI Express (ang. Peripheral Component Interconnect Express), oficjalny skrót
PCIe – połączenie Point-to-Point służące do instalacji kart rozszerzeń na płycie
głównej. Zastąpiła ona magistrale PCI oraz AGP. Istnieje możliwość
wyprowadzenia interfejsu PCIe na zewnątrz.
Wariant
PCIe
Przepustowość
(w każdym kierunku)
x1 v1.0 250 MB/s
x2 v1.0 500 MB/s
x4 v1.0 1000 MB/s
x8 v1.0 2000 MB/s
x16 v1.0 4000 MB/s (4 GB/s)
x16 v2.0 8000 MB/s (8 GB/s)
x16 v3.0 16000 MB/s (16 GB/s)
Częstotliwość taktowania wynosi
5.0 GHz (v2.0). Protokół transmisji
wprowadza dwa dodatkowe bity,
do każdych ośmiu bitów danych.
Zatem przepustowość jednej linii
wynosi 500 MB/s (v2.0). W
związku z tym, że urządzenia
mogą jednocześnie przekazywać
sygnał w obydwu kierunkach (full-
duplex), można założyć, że w
przypadku takiego wykorzystania
złącza transfer może sięgać 1GB/s
(v 2.0).
Interfejsy komunikacyjne
PCMCIA – (ang. Personal Computer Memory Card International Association) –
magistrala stosowana głównie w komputerach przenośnych i pełni podobne
funkcje co magistrala PCI. Po wprowadzeniu standardu Card Bus zwiększona
została długość słowa z 16 do 32 bitów oraz częstotliwość taktowania do 33 MHz.
Rodzaje ze względu na wielkość: • Karta typu I - karta o grubości 3,3 mm pełniąca funkcje karty pamięci SRAM lub Flash.
• Karta typu II - karta o grubości 5,0 mm pełniąca funkcje karty rozszerzeń (modem, karta
sieciowa, czytnik kart pamięci, inne).
• Karta typu III - karta o grubości 10,5 mm pełniąca funkcje karty rozszerzeń (dysk
twardy).
Rodzaje ze względu na interfejs: • PC Card 16 - interfejs magistrali ISA 16bit, zasilanie 5V. Złącze posiada cienki ząb z
prawej strony.
• CardBus - interfejs magistrali PCI 32bit, zasilanie 3-3,3V. Złącze posiada gruby ząb z
prawej strony.
Złącze Card Bus służy do dołączania urządzeń pomiarowych: kart
interfejsów komunikacyjnych, kart pomiarowych DAQ, modemów GSM,
itp.
Interfejsy komunikacyjne
ExpressCard – standard złącza stosowanego w komputerach PC,
najczęściej w notebookach. Złącza tego typu są następcami standardu
PCMCIA (PC Card), zostały one również zaproponowane przez tę samą
organizację. Urządzenia korzystające ze standardu ExpressCard mogą
komunikować się z komputerem za pomocą standardu PCI Express lub
USB.
Występują dwa typy kart ExpressCard:
• ExpressCard 54 - karty o szerokości 54 mm, długości 75 mm i
grubości 5 mm
• ExpressCard 34 - karty o szerokości 34 mm, długości 75 mm i
grubości 5 mm
Karty ExpressCard 34 można umieścić w gniazdach
ExpressCard 54.
Interfejsy komunikacyjne
USB – uniwersalna magistrala szeregowa – umożliwia
następujące rodzaje transmisji:
-transmisja z przerwaniami – związana z okresowym odpytywaniem
urządzeń „powolnych”, np.: mysz, klawiatura
-transmisja segmentowa, stosowana w przypadku urządzeń o komunikacji nieregularnej, ale
szybkiej (np.: drukarka)
-transmisja izochroniczna: dotyczy pracy urządzeń w czasie rzeczywistym (np.: napęd CD)
Podstawowe cechy magistali USB:
-jeden typ przerwań i jedna przestrzeń adresowa USB
-możliwość dołączania do 127 urządzeń
-jeden typ kabla i złącza dla urządzeń USB, kabel jest 4 żyłowy: 2 przewody sygnałowe (do
transmisji różnicowej jednego sygnału), 2 przewody zasilające
-szybkość transmisji: w standardzie 1.1 – do 12 Mb/s, w standardzie 2.0 do 480 Mb/s, w
standardzie 3.0 do 5Gb/s, w standardzie 3.1 (od 2015r.) – do 10Gb/s
-możliwa instalacja urządzenia „wlocie”
-możliwość zasilania urządzeń USB z komputera – port USB zawiera zasilacz 5V z
obciążalnością do 0,5A dla urządzeń zewnętrznych (v. 2.0), 5V i 0.9 A dla v 3.0.
Interfejsy komunikacyjne
- do podłączania urządzeń zewnętrznych:
IEEE-1394 –magistrala szeregowa –(Fire Wire) – przeznaczona do podłączania
urządzeń wymagających dużej szybkości transmisji (kamery cyfrowe, czytniki
nośników optycznych, urządzenia pomiarowe, aparatura medyczna,
nawigacyjna).
Umożliwia następujące rodzaje transmisji: izochroniczną i asynchroniczną
Podstawowe cechy magistali IEEE-1394 (Fire Wire):
-jeden typ przerwań i jedna przestrzeń adresowa
-możliwość dołączania do 63 urządzeń
-jeden typ kabla i 3 złącza dla urządzeń (4, 6 i 9 stykowe)
-duża szybkość transmisji: w standardzie IEEE-1394a do 400 Mb/s, w standardzie IEEE-1394b
do 800 Mb/s
-możliwa instalacja urządzenia „wlocie”
-możliwość zasilania urządzeń z komputera – port może zasilać urządzenia zewnętrzne
napięciem do 30V z obciążalnością do 1,5A dla
Interfejsy komunikacyjne
parametry
Interfejsy komunikacyjneKonfiguracje systemów pomiarowych, definicje
Rodzaje urządzeń i połączeń między nimi stosowanych w systemach pomiarowych: • karty DAQ do systemów komputerowych - magistrala systemu
komputerowego, np. PCI, ISA, PCMCIA, PXI, • urządzenia pomiarowe autonomiczne - interfejs IEC-625,
RS232C, USB, IEEE-1394, • urządzenia systemów modułowych - specyficzny interfejs
danego systemu, np. VXI, Camac, FieldBus, FieldPoint itd.
INTERFEJS - połączenie między elementami systemu lub systemami, przez które przepływa informacja - ogół środków zapewniających dopasowanie mechaniczne, elektryczne i informacyjne wszystkich jednostek funkcjonalnych współpracujących w systemie oraz organizujących wymianę informacji między nimi.
Elementy systemu interfejsu - przewody, złącza, nadajniki i odbiorniki linii, funkcje interfejsowe z opisem logicznym, zależności czasowe oraz zasady sterowania. Wymiana danych odbywa się przez kanał transmisyjny, którym może być np. przewód, światłowód, fale radiowe.
Funkcje interfejsu - konwersja, synchronizacja (ang. handshake), buforowanie, przerwania, zarządzanie interfejsem, korekcja błędów.
Interfejsy komunikacyjneKonfiguracje systemów pomiarowych, definicje
STANDARD INTERFEJSU
Poszczególne bloki funkcjonalne można połączyć w jeden system pomiarowy, jeżeli spełniają one warunki kompatybilności, tzn. zgodności:
•konstrukcyjnej gniazd przyłączeniowych oraz rozmieszczenia w nich sygnałów,
•parametrów elektrycznych sygnałów,
•kodów i protokołów komunikacyjnych,
•metod transmisji danych.
Klasyfikacja interfejsów
szeregowe - transmitują dane kodowane bit po bicie, do sprzęgania urządzeń w systemach rozproszonych;
równoległe - transmitują bity słowa równolegle, stosowane w systemach modułowych, gdzie odległości są małe;
szeregowo-równoległe - pojedyncze znaki przesyłane są znak po znaku, a bity danego znaku równolegle;
małego zasięgu - transmisja równoległa, duża szybkość (dziesiątki MB/s);
średniego zasięgu - transmisja szeregowo-równoległa, średnia szybkość (setki kB/s);
dużego zasięgu - transmisja szeregowa niewielka szybkość (dziesiątki kB/s);
Interfejsy komunikacyjne
DefinicjeMagistrala interfejsu - zespół linii sygnałowych łączących urządzenia systemu pomiarowego - służący do przesyłania informacji między nimi.
Szyna magistrali - podzbiór linii magistrali do przesyłania określonego rodzaju informacji.
Szyna niemultiplikowana - do informacji tylko jednego rodzaju.
Szyna multiplikowana - wielofunkcyjna - do przesyłania informacji różnego rodzaju.
Szyny:
o równoległa - łączy wszystkie jednostki systemu ze sobą,
o gwiazdowa - łączy jedną jednostkę systemu z pozostałymi,
o lokalna - łączy dwie sąsiednie jednostki systemu;
danych - przesyłanie wyników pomiarów, słów stanu, tekstów programujących,
adresowa - wysyłanie adresów jednostek,
rozkazów - przesyłanie informacji służących do zarządzania interfejsem,
sterowania - koordynacja pracy wszystkich jednostek systemu (np. zerowania, przerwań, synchronizacji, wyzwalania),
zasilania - doprowadza napięcia zasilające.
Interfejsy komunikacyjne
Metody koordynacji transmisjiTransmisja synchroniczna
Nadawanie i odbieranie
poszczególnych znaków słowa
odbywa się w określonych
przedziałach czasu, np.
synchronicznie z taktem zegara
Zaletą jej jest prostota,
wadami są: konieczność
jednakowej i stałej szybkości
nadawania i odbioru informacji
przez jednostki funkcjonalne
systemu, brak pewności, czy
nadana informacja została
odebrana przez odbiorcę,
wrażliwość na zakłócenia
impulsowe na linii
synchronizacji.
Interfejsy komunikacyjne
Metody koordynacji transmisjiTransmisja asynchroniczna
Metody transmisji asynchronicznej
1. metoda „START-STOP" (bez potwierdzenia) stosowana w transmisji
szeregowej,
2. przesyłanie z potwierdzeniem (handshake) dwuprzewodowym,
3. przesyłanie z potwierdzeniem (handshake) trójprzewodowym.
Poszczególne znaki lub słowa wysyłane mogą być w dowolnych odstępach
czasowych, ale dzięki sygnalizowaniu początku i końca transmisji każdego słowa
następuje synchronizacja nadawania i odbioru w uczestniczących w transmisji
jednostkach systemu.
Zaletą transmisji asynchronicznej jest dostosowanie szybkości transmisji do
możliwości współpracujących bloków funkcjonalnych. W przypadku transmisji bez
potwierdzenia odbioru następuje dopasowanie szybkości odbioru do szybkości
nadawania. W przypadku transmisji z potwierdzeniem następuje również
dopasowanie szybkości nadawania do możliwości odbiorcy. Dzięki sygnalizowaniu
przez odbiorcę nadawcy odebrania każdego wysyłanego słowa znacznie zwiększa
się poprawność transmisji.
Interfejsy komunikacyjne
Metody koordynacji transmisji
Schemat transmisji asynchronicznej z potwierdzeniem
dwuprzewodowymDIO - szyna danych (Data Input Output), DAV - dane ważne (DAta Valid), DAC -
dane odebrane (Data ACcepted), TA - czas aktywnej transmisji danych, Tc -
czas trwania cyklu przesyłania, TP - czas przetwarzania w odbiorniku
Schemat transmisja asynchronicznej z
potwierdzeniem trójprzewodowymDIO - szyna danych (Data Input Output), RFD - gotowy do odbioru danych
(Ready For Data), DAV - dane ważne (DAta Valid), DAC - dane odebrane
(Data ACcepted)
Transmisja asynchroniczna
Transmisja asynchroniczna z potwierdzeniem dwuprzewodowym umożliwia optymalne pod względem czasowym przesyłanie informacji między nadajnikiem i
jednym odbiornikiem. Jeżeli w transmisji uczestniczy więcej odbiorników, mogą wystąpić zakłócenia spowodowane różnicą ich właściwości dynamicznych.
W systemach, w których równocześnie może być czynna większa liczba odbiorników stosuje się trójprzewodową odmianę metody z potwierdzeniem Metodę
tę stosuje się m.in. w interfejsie GPIB (IEC-625/IEEE-488) będącym ogólnoświatowym standardem interfejsu pomiarowego.
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregoweNajczęściej stosowane w systemach pomiarowych standardy interfejsów
szeregowych: RS-232C, RS-449, RS-422A, RS-423A, RS-530, RS-485, HART,
IEC1158-2, PROFIBUS, MicroLAN, CAN.
Interfejs szeregowy RS-232C
System RS 232C (1969 r.) jest standardem interfejsu szeregowego do wymiany
informacji cyfrowych między urządzeniami DTE.
Kabel interfejsu RS-232C jest zakończony standardowym gniazdem 25-stykowym
typu DB-25P Canon lub gniazdem 9-stykowym typu DB-9. Drugi koniec kabla
posiada wtyk 25- lub 9-stykowy. Urządzenia DTE mają na obudowie złącza typu
wtyk (z bolcami) a urządzenia DCE złącza typu gniazdo (z otworami).
Magistrala interfejsu RS-232C zawiera:
• 4 linie danych,
• 11 linii sterujących,
• 3 linie synchronizacji,
• 2 linie masy.
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregowe – RS-232CWszystkie linie (oprócz linii masy) są jednokierunkowe. Na liniach danych
obowiązuje logika ujemna, a na sterujących dodatnia. Dopuszczalna długości
magistrali RS-232C wynosi 15m. Natomiast dopuszczalne napięcia na liniach to:
• stan niski (-15V U -3V),
• stan wysoki (+3V U +15V).
W systemie interfejsu RS-232C wyróżnić można następujące rodzaje transmisji ze
względu na kierunek przepływu danych między terminalami DTE1 i DTE2:
• simpleks – jednokierunkowa - przekazywanie
danych tylko od DTE1 do DTE2 lub tylko odwrotnie,
• półdupleks – dwukierunkowa, ale nie jednoczesna
– umożliwia naprzemienne przesyłanie danych w
obydwóch kierunkach,
• dupleks – dwukierunkowa jednoczesna – umożliwia
jednoczesne przesyłanie danych w obydwóch
kierunkach.
Do transmisji danych w sposób dupleksowy lub
półdupleksowy wystarcza zwykle jeden kanał
transmisyjny i dwie linie danych: TxD oraz RxD.
Przebiegi sygnałów między DTE
i DCE przy transmisji
półdupleksowej
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregoweInterfejsy szeregowe RS-449, RS-530, RS 423A, RS-422A, RS-485
Systemy interfejsu RS-449 i RS-530 (Tab. 6.1)określają parametry funkcjonalne i
mechaniczne interfejsu szeregowego. Parametry obwodów elektrycznych do tych
dwóch standardów są zawarte w interfejsach RS 423A, RS-422A i RS-485.
Ustaleniom zawartym w jednym standardzie RS-232C odpowiadają ustalenia
zawarte w parze nowszych standardów, czyli np. RS-449 i RS 423A lub RS-530 i RS-
485.
Inne standardy:
• HART umożliwia transmisję z szybkością do 1,2kb/s na odległość do 2000 m;
• IEC 1158-2 (H1) umożliwia transmisję z szybkością do 32 kb/s na odległość do 1900 m
oraz IEC 1158-2 (H2) transmisja danych z szybkością 2,5 Mb/s na odległość do 500 m.
Podstawowe parametry najważniejszych interfejsów szeregowychRS-232C RS-423A RS-422A RS-485
Maksymalna liczba nadajników 1 1 1 32
Maksymalna liczba odbiorników 1 10 10 32
Maksymalna szybkość 20 kb/s 100 kb/s 10 Mb/s 10 Mb/s
Maksymalna zasięg 15 m 1200 m 1200 m 1200 m
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregowe - PROFIBUSPROFIBUS (ang. Process Field Bus) to rodzina lokalnych sieci przemysłowych,
obejmująca trzy wersje: DP, FMS i PA. Sieć PROFIBUS FMS służy do komunikacji
pomiędzy sterownikami i urządzeniami inteligentnymi. Kontrolę dostępu do
magistrali mają jedynie stacje aktywne. Stacje pasywne nie mają możliwości
inicjowania dostępu do magistrali.
W standardzie PROFIBUS FMS i
DP, jako warstwę fizyczną
stosuje się sieć RS-485.
Maksymalna długość kabla (od
100 m do 1200 m) zależy od
szybkości transmisji (9,6; 19,2;
93,75; 187,5; 500 i 1500
kbit/s, dla PROFIBUS DP
dodatkowo 12Mbit/s).
Maksymalna liczba stacji
wynosi 32.Zasada działania sieci PROFIBUS
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregowe – CANInterfejs CAN (ang. Controller Area Network) został opracowany przez firmy Bosch
i Intel na potrzeby przemysłu samochodowego, gdzie wzrastająca systematycznie
liczba czujników, urządzeń sterujących i wykonawczych, wymagała zastąpienia
licznych przewodów jedną magistralą do transferu danych i rozkazów. Stosowane
są różne wersje standardu: CAN 2.0A, CAN 2.0B, jak również CANopen. Elementy
podłączone do magistrali CAN nazywa się modułami CAN lub węzłami. CAN bywa
stosowany również poza przemysłem samochodowym: może stanowić podstawowy
interfejs systemu pomiarowego, bywa stosowany w niektórych układach
automatyki budynkowej (np.: sterowanie pracą wind).
Magistrala CAN z modułami CAN
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregowe – CANPodstawowe cechy interfejsu CAN:
• duża szybkość transmisji danych, uzależniona od długości magistrali (1Mb/s dla
długości magistrali do 40 m, 500 kb/s – do 300 m, 100 kb/s – do 600 m, 5 kb/s – do
10 km); w systemach o długości większej niż 1 km stosowane są nadajniki i
odbiorniki linii,
• duża odporność na zakłócenia – uzyskana poprzez nadawanie danych w postaci
napięciowego sygnału różnicowego oraz sprzętowej obsłudze protokołu i kontroli
błędów,
• elastyczność systemu co do liczby podłączanych elementów.
Standard CAN nie specyfikuje ani nośnika informacji ani rodzaju kabla. Sygnały
najczęściej przesyłane są symetryczną linią transmisyjną, złożoną z dwóch skręconych
przewodów oznaczanych podłączanych jako CAN-H i CAN-L do modułów magistrali.
Symetryczny obwód transmisji zapewnia odporność na zakłócenia pochodzące od
urządzeń znajdujących się w pobliżu, na końcach linii instaluje się impedancje w celu
unikania odbić sygnału.
Wszystkie moduły podłączone do magistrali CAN mogą pełnić funkcję nadajnika i
odbiornika. Z uwagi na brak adresów, komunikaty na magistrali odbierają wszystkie
moduły. Brak adresu skutkuje możliwością łatwego dodawania i usuwania modułów.
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy szeregowe – CANModuły CAN muszą zawierać podzespoły odpowiedzialne za komunikacje i
przetwarzanie danych (rys. 6.12): układ nadawczo-odbiorczy (transceiver),
mikrosterownik CAN, mikroprocesor, czujnik (grupę czujników) lub element
wykonawczy (grupę elementów wykonawczych). Osobnym rodzajem modułów są
centrale systemu, która ma takie same prawa odnośnie nadawania, ale może
zawierać programy sterujące i/lub gromadzić dane przesyłane przez moduły z
czujnikami.
Interfejs CAN wymaga użycia czujników wyposażonych w wyjścia cyfrowe, co jest
możliwe w przypadku sensorów zintegrowanych i inteligentnych
Schemat blokowy modułu CAN zawierającego czujniki
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy równoległeTransmisja równoległa cyfrowych sygnałów pomiarowych pozwala uzyskać
większe szybkości transmisji niż transmisja szeregowa. Wynika to, z
jednej strony, ze sposobu transmisji: dane przesyłane są w wielobitowych
słowach (od 4-bitowych dla standardu Centronics do 64-bitowych dla
standardu PCIExpress), a z drugiej strony można unikać podziału
strumienia bitów na słowa z implementacją niezbędnych funkcji
kontrolnych i ewentualnie korekcyjnych. Systemy pomiarowe z
interfejsami równoległymi nie mogą być zbyt rozległe (rozproszone) z
uwagi na niezbędne okablowanie. Wielożyłowy przewód jest zwykle dość
kosztowny, ponadto nie można zapomnieć o zakłóceniach trudnych do
wyeliminowania w dłuższym wielożyłowym przewodzie: przy szybszych
transmisjach pojawiają się zjawiska falowe, nie bez znaczenia są
parametry RCL takiego przewodu.
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy równoległe - CentronicsPod tą nazwą funkcjonują tak naprawdę dwa interfejsy przeznaczone do współpracy komputerów
z drukarkami: przesyłania danych z komputera do drukarki i rozkazów pomiędzy komputerem a
drukarką w obu kierunkach: Centronics i IEEE 1284. Porty interfejsu Centronics oznaczane są
symbolem LPTn, gdzie n oznacza numer portu.
Najczęściej wykorzystywane jest złącze szufladowe typu DB 25.
Magistrala interfejsu Centronics to 8 linii danych (po 4 dla każdego kierunku), 4 linie sterujące i
5 linii statusu. Sygnały napięciowe odpowiadają standardowi TTL. Dane są wysyłane do drukarki
wraz z impulsem strobującym, a szybkość transmisji jest sterowana przez sygnał potwierdzenia,
po którym możliwy jest transfer kolejnego bajtu oraz sygnał zajętości, który wstrzymuje transfer
danych do drukarki. Interfejs Centronics wykorzystywany do transferu danych w systemach
pomiarowych umożliwia transfer danych z szybkością do 100 kB/s (w obu kierunkach).
Interfejs IEEE-1284 to rozszerzenie interfejsu Centronics (również głównie przeznaczony do
współpracy komputera z drukarką), jest stosowany w niektórych urządzeniach pomiarowych (np.:
oscyloskopach, analizatorach widma) i umożliwia wysyłania danych (np.: zrzut ekranu
oscyloskopu) do drukarki bez udziału komputera. Interfejs ten umożliwia transmisję danych w
obu kierunkach w różnych trybach (kompatybilny, okrojony, bajtowy, rozszerzone: ECP i EPP). Z
uwagi na dużą szybkość transmisji trybów rozszerzonych (aż do 2 MB/s) są one predysponowane
do budowy prostych, dwuelementowych systemów pomiarowych złożonych z komputera
osobistego i urządzenia pomiarowego (np.: multimetru lub oscyloskopu cyfrowego).
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy równ. IEC-625 (IEEE-488)HPIB - (Hawlett Packard), GPIB - National Instruments i Tektronix. Interfejs był
opracowywany z myślą o zastosowaniu w systemach pomiarowych i przeznaczony jest
do budowania systemów pomiarowych złożonych z następujących urządzeń:
•cyfrowych urządzeń pomiarowych,
•sterowanych cyfrowo urządzeń: generatory,
zasilacze, źródła prądu i in.,
•kontrolery,
•rejestratory cyfrowe, drukarki, plotery.
Struktura systemu pomiarowego z
interfejsem IEC-625 (IEEE-488)
Interfejs IEC-625 ma konfigurację magistralową.
Urządzenia pełnią funkcję nadawcy lub odbiorcy
(również nadawcy i odbiorcy, ale w odrębnych
przedziałach czasu). Wymiana informacji polega na
wysyłaniu komunikatów (rozkazów, adresów i
danych). Kontrolerem systemu jest najczęściej
komputer osobisty wyposażony w kartę interfejsu
IEC-625 oraz program sterujący (sterownik). W
jednym systemie może być więcej kontrolerów, ale
tylko jeden być aktywny i zarządzać systemem.
Interfejsy komunikacyjne
Interfejsy równ. IEC-625 (IEEE-488)Wymiana informacji zaczyna się od wyboru nadawcy komunikatu (rola kontrolera)
i wyznaczenia odbiorcy lub odbiorców. Nadawca przekazuje komunikaty na szynę
z wyznaczeni odbiorcy odbierają je potwierdzając odbiór każdego bajtu. W
przypadku wielu odbiorców szybkość transferu limituje najwolniejszy z nich.
Podstawowe parametry interfejsu równoległego IEC-625:
• równoległa asynchroniczna transmisja magistralą komunikatów w postaci słów
o długości jednego bajtu (8 bitów),
• sygnały na magistrali w logice ujemnej,
• szybkość transmisji do 1 MB/s (1,5-8 MB/s przy zastosowaniu protokołu szybkiej
transmisji HS488),
• maksymalna liczba urządzeń w systemie 15 (zwiększanie możliwe przez
dodawanie kolejnych kontrolerów lub tzw. ekspanderów),
• przewód magistrali zawiera 25 linii (24 dla IEEE-488) – zalecana odległość
między urządzeniami do 2 m, maksymalna całkowita długość magistrali 20 m.