СТАНДАРТНЫЕ КОМАНДЫ, ФОРМАТЫ И ПРОТОКОЛЫ

В настоящее время список приборов с GPIB – портами включает в себя тысячи наименований. Однако уникальность команд, особенности программирования и представления данных для каждого прибора требуют создания специальных библиотек. В 1987 году был принят стандарт IEEE-488.2, устранивший несоответствия и проблемы совместимости, которые возникали у разработчиков систем при использовании приборов разных фирм. Спецификация IEEE-488.2 [9] регламентирует коды, форматы, протоколы обмена и общие команды, что необходимо пользователям при эксплуатации систем. Унифицированы не только форматы команд, посылаемых в приборы, но также форматы и способы кодирования результатов измерения в самих приборах. Новый стандарт уделяет также внимание возможности объединения в одну систему приборов, подчиняющихся спецификациям IEEE-488.1 и IEEE-488.2.

Стандарт также определяет перечень ошибок и процедуры обработки в случаях, когда прибор принимает многократные или незаконченные команды, а также прерывание в командах. Уточнен ряд требований и протоколов для контроллера, а также процедуры работы с линиями КП, ДУ, ЗО и ГП; упорядочено прохождение многократных сообщений. Стандарт определил 15 обязательных и четыре рекомендательных последовательностей управления.

Преимуществом использования всех нововведений становится более простое программирование и гибкость программы тестирования, хотя при этом предъявляются более жесткие требования к приборам-модулям и другим аппаратным средствам СКИМ.

Коды и форматы данных

Стандарт IEEE-488.2 определяет форматы целых чисел, чисел с фиксированной точкой и чисел с плавающей точкой. В соответствии с требованиями стандарта IEEE-488.2 текстовые сообщения должны использовать 7-битный код ASCII, а двойные числа с плавающей точкой передаваться в формате стандарта IEEE-754.

Стандарт требует, чтобы новые устройства IEEE-488.2 были полностью совместимы с ранее выпущенными модулями IEEE-488.1 в широком диапазоне команд и форматов данных. С целью унификации форматов передаваемых данных введены новые понятия: “точный разговор“ («точная речь») и ”простительное слушание“ («снисходительное слушание»).

"Точный разговор" накладывает ограничения на формируемые приборами сообщения. В частности, показание прибора может быть передано только как число с плавающей точкой. Так, показание "1V" может быть передано в виде "+1.000E" или "+1.0E+0", но не как "1" или "1.0". "Точный разговор" упрощает программное обеспечение, так как для всех приборов необходимо только выделить плавающую точку.

При работе новых и старых приборов учитывается, что устройства, которые не соответствуют IEEE-488.2, могут формировать сообщения в других форматах. "Простительное слушание" в противоположность "точному разговору" предполагает корректную оценку показаний прибора, считывая их в произвольном формате: как целое, как величину с фиксированной точкой или как величину с плавающей точкой.

Существенно, что интерпретация формата данных возложена на прибор. Например, значение "1V" может быть выражено в виде "1" как целое, "1.00" – как величина с фиксированной точкой, "+1.00E+0" – как величина с плавающей точкой. Это требование освобождает от необходимости иметь точный формат данных. Тогда установка частоты генератора 24 Гц может быть выполнена любым из перечисленных ниже форматов:

Frequency 24.000; +24; 24; 2.4E+1; +2.43E+1.

Если генератор может формировать сигнал с дискретностью только 1 Гц, то он должен уметь одинаково хорошо принять все команды, округлив последний формат до 1 Гц, т.е. +2.4E+1. Округление всегда производится в соответствии с возможностями прибора.

Использование статусного регистра

Многие операции, совершаемые по шине, являются общими для всех приборов, поэтому IEEE-488.2 уточняет программные команды, используемых для получения информации о состоянии устройства. Стандарт IEEE-488.2 предусматривает механизм адаптации процедуры взаимодействия с конкретным прибором в соответствии с его реальными возможностями, которые зафиксированы в статусном регистре. Так как IEEE-488.2 стандартизует формат отчета о состоянии, системный контроллер узнает, как именно объяснить информацию, пришедшую от любого прибора. Модель отчета о состоянии с более детальной расшифровкой построена на основе байта статуса IEEE-488.1. Формат информации, извлекаемой из статусного регистра, определен и предоставляет необходимые сведения об устройствах в системе, возможных ошибках, запросах и т.п.

Общие команды

Стандарт задает формат команд, посылаемых приборам, а также формат и кодировку их ответов. Команды, как правило, являются аббревиатурами соответствующих слов английского языка. Установлено максимальное для команды число символов 12, но рекомендуемая длина – четыре символа. Команды-запросы, посылаемые приборам, предполагают обязательный ответ. Синтаксис запроса идентичен основной команде, в которую добавлен знак вопроса “?”.

Разработчики стандарта IEEE-488.2 обеспечили единство управления приборами с помощью набора общих команд. Некоторые из этих команд обязательны для всех приборов, некоторые необязательны, а другие обязательны только тогда, когда прибор имеет определенные особенности, например, способен отвечать на параллельный опрос шины. Все общие команды должны начинаться со звездочки. Стандарт запрещает аппаратно-зависимым командам использовать звездочку как заглавную букву. Список общих команд IEEE-488.2 приведен в табл. 3.1.

Таблица 3.1

                 Окончание табл. 3.1

Общие команды не управляют измерениями, они стандартизируют возможности управления при калибровочном цикле, при работе самоконтролирующей программы и установке приборов в нужное состояние. Команды синхронизации позволяют контролировать последовательность операций в устройстве. Они позволяют активизировать несколько устройств одновременно.

Команды самоформирования позволяют контроллеру определять устройства на шине и назначать им адрес. Как известно, на задней панели оборудования IEEE-488 имеются переключатели для набора адреса. Используя команды самоформирования, система может формировать сама себя и автоматически подстраиваться к вновь подключенному оборудованию.

Команды статуса и результата позволяют создать тестирующие программы управления, используя запрос обслуживания модулей IEEE-488. Команды SRQ (service request) позволяют устройствам дифференцированно запрашивать обслуживание и формировать последовательные протоколы измерения. В стандарте IEEE-488.1 использование запроса обслуживания различно для каждого устройства. Стандарт IEEE-488.2 базируется на расширенных статус-моделях и группах команд статуса и результата, что позволяет стандартизировать эти сигналы. Для расшифровки информации стандартизованы и состояния устройств.

С течением времени все более увеличивается число устройств, которые совместно с приборами IEEE-488.2 позволяют тестовым программам стать универсальными. Когда все оборудование понимает общие команды, тогда становится возможным создать стандартные шаблоны управления большинством тестовых систем.