(精品)第四课硬件系统设计——总线技术基础(2009).ppt

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1、自动测试系统硬件设计自动测试系统硬件设计主讲：于劲松主讲：于劲松emailemail： 北京航空航天大学自动化学院北京航空航天大学自动化学院北京航空航天大学自动化学院北京航空航天大学自动化学院ATEATEATEATE实验室：新主楼实验室：新主楼实验室：新主楼实验室：新主楼E303E303E303E303电话：电话：电话：电话：82338041823380418233804182338041自动化科学与电气工程学院自动化科学与电气工程学院 第四课第四课 测试总线技术基础测试总线技术基础v总线技术基础v现有测试总线技术综述vGPIB总线vVXI总线vPXI总线vLXI总线v常用计算机总线：RS23

2、2、USB、IEEE1394、MXI-2北航自动化学院 第一节第一节 总线的概念、规范与分类总线的概念、规范与分类v总线的概念总线的概念总线是一组信号线的集合，是系统中各功能部件间进总线是一组信号线的集合，是系统中各功能部件间进行信息传输的公共通道。行信息传输的公共通道。v总线标准总线标准正式的标准正式的标准 Official standardsOfficial standards 由企业定义被公众接受的标准由企业定义被公众接受的标准De factoDe facto standards standards 北航自动化学院 总线接口必须满足的条件总线接口必须满足的条件（1）电气相容包括在电平、极

3、性、负载能力、驱动能力等一系列电参量之间必须相容或匹配，否则既使勉强将各台仪器联接在一起，也不能顺利运行，严重不匹配时，还会导致器件的损坏。（2）功能相容在功能方面，各台仪器之间必须相互配合，比如一台仪器具有发送数据的功能，另一台或另一些仪器必须具有接收数据的功能；否则互联在一起的仪器之间是无法进行正常的数据通信。（3）机械相容机械相容是指仪器连接时使用的接插头的型式、尺寸、接线位置等各个方面必须互相配合，否则两台仪器根本无法接通，更谈不上实现顺利地通信了。为在互联设备间实行数字式信息交换所必须的一整套与设备有关的接口的机械、电气和功能要素，称为数字接口系统。北航自动化学院 1.1.1 总线标

4、准规范的内容总线标准规范的内容p机械结构规范规定模块尺寸、总线插头、连接器等的规格p电气规范l规定高低电平、信号动态转换时间、负载能力及最大额定值p功能结构规范数据线、地址线、读写控制逻辑线、时钟线以及电源线、地线等 中断机制 总线主控仲裁 应用逻辑，如握手联络线、复位、自启动、休眠维护等北航自动化学院 1.1.2 总线的分类总线的分类v按其规模、用途及应用场合按其规模、用途及应用场合 片内总线片内总线片间总线片间总线MotorolaMotorolaSPISPIPhilipsPhilipsI I2 2C C内总线内总线ISAISA、PCIPCI、EISAEISA、STD STD、VME VME

5、、VXIVXI、PXIPXI外总线外总线RS232RS232、USBUSB，GPIBGPIB、IEEE1394IEEE1394、MXI-2MXI-2、LXILXI 北航自动化学院 1.1.3 采用标准总线的优点采用标准总线的优点1 1）简化系统设计）简化系统设计 ；2 2）简化系统结构，提高系统可靠性；）简化系统结构，提高系统可靠性；3 3）便于系统的扩充和更新；）便于系统的扩充和更新；4 4）能得到多家厂商的支持，便于组织生产，便于）能得到多家厂商的支持，便于组织生产，便于维修，经济性好。维修，经济性好。北航自动化学院 1.1.4 总线的数据传输总线的数据传输v一次数据传输经历的4个阶段 申

6、请仲裁（arbitration）占用总线阶段寻址（addressing）阶段 数传（data transfering）阶段 错误检测/结束（ending）阶段 北航自动化学院 1.1.5 1.1.5 总线传输的控制方式总线传输的控制方式v同步传输 信息传送由公共时钟控制，公共时钟连接到所有的模块，所有操作都在固定时间发生，不依赖于源或目的。v异步传输 采用握手信号线协调源和目的间的信息传输。v半同步传输：异步和同步的结合。北航自动化学院 1.1.6 总线性能参数总线性能参数v带宽带宽 带宽度量的是总线传送数据的速率，常用单位为带宽度量的是总线传送数据的速率，常用单位为MB/s（每秒钟（每秒钟1

7、06字节）。总线带宽越高，在给定字节）。总线带宽越高，在给定时间内传送的数据就越多。时间内传送的数据就越多。v时延时延 时延度量的是数据通过总线传输导致的延迟。打时延度量的是数据通过总线传输导致的延迟。打个比方，如果把一个仪器总线比作一条高速公路，个比方，如果把一个仪器总线比作一条高速公路，带宽就相当于车道数和车辆行驶速度，而时延就相带宽就相当于车道数和车辆行驶速度，而时延就相当于由上下岔口引起的延迟。具有低（即较好）时当于由上下岔口引起的延迟。具有低（即较好）时延的总线，会在传送数据的一端和处理数据的另一延的总线，会在传送数据的一端和处理数据的另一端间引入较少的时间延迟。端间引入较少的时间延

8、迟。北航自动化学院 1.1.6 总线性能参数总线性能参数v基于消息与基于寄存器的通信 采用基于消息通信的总线一般较慢，因为这种通信模式增加了命令解释和在数据前后填充命令的开销。采用基于寄存器的通信，数据传送则是通过对设备上的硬件寄存器直接读出或写入二进制数据完成，因此传输速度较快。v地域分布环境下的性能 对于远程监测应用和涉及大的地理范围的测量系统，范围变得非常重要。在这类应用中，性能可以视为与时延的折中，因为检错和消息填充能够克服通过较长距离线缆传送数据的物理限制，但也会增加发送和接收数据的时延。北航自动化学院 1.2 测试总线技术综述测试总线技术综述v测试总线的发展趋势v内部总线v外部总线

9、北航自动化学院 1.2.1 测试系统的发展趋势测试系统的发展趋势 混合总线测试系统混合总线测试系统北航自动化学院 1.2.2 外部测试总线外部测试总线vGPIB,Serial,IEEE 1394(FireWire),USB,LAN以及LXIvUSB（Universal Serial Bus）USB 在PC机上的广泛使用、即插即用的易用性和USB 2.0高达480Mbits/s的传输速率，也逐渐的成为仪器控制的主流总线技术。现在计算机上的USB口越来越多，也使得工程师可以很方便的将基于USB的测量仪器连接到整个系统中。vUSB在仪器控制方面的缺点 USB的排线没有工业标准的规格，在恶劣的环境下，

10、可能造成数据的丢失；USB对排线的距离也有一定的限制。北航自动化学院 1.2.2 外部测试总线外部测试总线GPIBv特点 （1）最大带宽为1.8 MB/s （2）适宜独立仪器的控制与通信 （3）高速版带宽8MB/s （4）基于消息的通信模式 （5）多个仪器挂在总线上共享带宽，时延小 （6）线缆坚固抗干扰能力强北航自动化学院 1.2.2 外部总线外部总线LAN和和LXIv特点特点适合实现分布测试，完成远距离测控任务，数据传输吞吐适合实现分布测试，完成远距离测控任务，数据传输吞吐量大，软件传输协议量大，软件传输协议TCP/IP技术成熟，与计算机总线兼容，技术成熟，与计算机总线兼容，伴随着计算机总线

11、技术的提升性能不断提高。伴随着计算机总线技术的提升性能不断提高。vLXI 增加了增加了IEEE1588时钟同步协议，基于时钟同步协议，基于web的仪器操作软的仪器操作软面板，采用面板，采用IVI-COM仪器驱动器。仪器驱动器。v缺点缺点 数据传输延时大，仪器功能模块还不够丰富，以太网本身数据传输延时大，仪器功能模块还不够丰富，以太网本身技术还有一定缺陷。技术还有一定缺陷。北航自动化学院 外部总线和内部总线性能的比较外部总线和内部总线性能的比较北航自动化学院 内部总线内部总线VXI、PXI、PXI-EXPRESS v特点 VXI最早的模块化仪器总线，减少测试系统体积，提高电磁兼容性，目前主要是军

12、用等高端用户采用，但总线传输速率慢（40MB/S）支持厂家减少；PXI以PCI总线为基础，总线速度快，模块体积小，定时精度高。当电磁兼容性较差，高端仪器功能受限，支持厂家较少；PXI-EXPRESS以PCI-EXPRESS 总线为基础，总线传输速度快，适合大吞吐量图像传输，高速信号测试等应用；北航自动化学院 PCI-EXPRESS的特点的特点北航自动化学院 1.3 GPIB（General Purpose Interface Bus）总线基础）总线基础 vGPIB总线的发展总线的发展vGPIB总线系统的构成总线系统的构成vGPIB总线的基本特性总线的基本特性vGPIB总线的接口功能总线的接口功

13、能vGPIB总线三线挂钩联络过程总线三线挂钩联络过程vGPIB总线标准总线标准北航自动化学院 1.3 GPIB1.3 GPIB总线的发展总线的发展HP 设计设计 HP-IBHP-IB成为成为IEEE488IEEE488.1-1987IEEE488.2SCPI被引入被引入IEEE488修订修订IEEE488.2NI提出提出HS488Standard Commands for Programmable Instruments196519751987199019921993北航自动化学院 GPIB总线的总线的目标目标实现在有限距离内（例如在一个实验室内）的通用接口系统；实现测试系统内各设备之间无歧义

14、的可靠通信；被联接的各设备之间可以互相直接通信，而不一定要通过中介单元（测试控制器）的媒介；对被联接设备应尽可能少的限制条件；通信应是异步的（无需同步）；价格低廉，以便亦能适用于廉价的简单测试系统；使用灵活、简单、方便，容易理解、掌握和使用。北航自动化学院 1.4 GPIB1.4 GPIB总线系统构成总线系统构成北航自动化学院 1.4.1 GPIB总线设备的基本工作方式总线设备的基本工作方式 vGPIB总线上的设备按基本工作方式分三种：听者、讲者和控者；v听者:该设备从总线接收数据；v讲者：该设备向总线发送数据；v控者：用寻址别的设备的方法来实现对总线的管理或批准某一讲者暂时占用总线；v在任何

15、时刻，只能有一个总线控者或讲者起作用；v总线上每一个设备应有自己确定的地址。北航自动化学院 1.5 GPIB1.5 GPIB的基本特性的基本特性1互联方式(总线型)系统实物连接如图3.1，其概念模型如图3.2 测试系统所使用的全部仪器和计算机均通过 一组标准总线相互连接。图图3.1 系统实物连接系统实物连接(a)菊花菊花链形形(b)混合形混合形北航自动化学院 互联方式的优点互联方式的优点首先首先,系统的组成比较方便、灵活；组建和拆系统的组成比较方便、灵活；组建和拆解测试系统十分简单。解测试系统十分简单。其次其次,采用这种连接方式使仪器与仪器之间可采用这种连接方式使仪器与仪器之间可以直接以直接“

16、通话通话”而无须通过中介单元（一般是而无须通过中介单元（一般是计算机）。计算机）。接口系统标准接口总线 GPIB计算机计算机器件器件器件器件器件器件仪器仪器系统系统北航自动化学院 1.5 GPIB1.5 GPIB的基本特性（续）的基本特性（续）2总线构成总线构成(16条信号线条信号线)8条数据线、条数据线、3条挂钩线、条挂钩线、5条管理线。条管理线。3设备容量设备容量(15台台)可采用增加母线的方式扩大容量，每增加可采用增加母线的方式扩大容量，每增加一条总线可增加一条总线可增加14个器件，最大可增加到个器件，最大可增加到14x14=196个器件。个器件。4地址容量地址容量(31个听地址个听地址

17、,31个讲地址个讲地址)25-1=31 31x31=961（两个字节表示）（两个字节表示）5数传方式数传方式(bit并行、并行、Byte串行、双向异步传串行、双向异步传递递)北航自动化学院 1.5 GPIB1.5 GPIB总线的基本特性（续）总线的基本特性（续）6.数传输率：max:1MB/s type:500KB/s7数据传递距离（不超过20m）每台设备的电缆长度不超过 2m 2m*n20m n为器件个数8接口功能（共10种）9GPIB系统的控制（总线控者/测试系统控制器）10消息逻辑（TTL电平，负逻辑）北航自动化学院 1.6接口功能接口功能接口功能的含义：接口功能的含义：器件与接口系统之

18、间的每一种交互作用器件与接口系统之间的每一种交互作用便称为一种接口功能。（逻辑划分）便称为一种接口功能。（逻辑划分）综合分析系统中综合分析系统中控者、讲者、听者控者、讲者、听者的运的运行情况，找出共性的逻辑关系，归纳出行情况，找出共性的逻辑关系，归纳出10种接口功能。种接口功能。GPIB 10GPIB 10种接口功能种接口功能种接口功能种接口功能名称代号英文原文源方挂钩SHSourceHandshake受方挂钩AHAcceptorHandshake讲者(扩展)T(TE)Talker听者(扩展)L(LE)Listener控者CController服务请求SRServiceRequest远地/本地

19、RLRemote/Local并行查询PPParallelPoll器件触发DTDeviceTrigger器件清除DCDeviceClear五种基五种基本接口本接口功能功能五种辅五种辅助接口助接口功能功能（1 1）SHSH功能功能功能功能(Source Handshake(Source Handshake源方挂钩源方挂钩源方挂钩源方挂钩)驱动：驱动：DAV数据有效线数据有效线监测：监测：NRFD没有准备好线没有准备好线 NDAC数据未接收线数据未接收线 1)要发送命令或数据的控者器件或讲者器件必须具备。要发送命令或数据的控者器件或讲者器件必须具备。2)SH功能保证发送消息一方能有效地与接收消息一方

20、挂功能保证发送消息一方能有效地与接收消息一方挂钩，控制消息传输的开始与结束。钩，控制消息传输的开始与结束。3)同一时刻只能有一个同一时刻只能有一个SH功能起作用。功能起作用。（2 2）AHAH功能功能功能功能(Acceptor Handshake(Acceptor Handshake(Acceptor Handshake(Acceptor Handshake受方挂钩受方挂钩受方挂钩受方挂钩)驱动驱动：NRFD没有准备好线没有准备好线 NDAC数据未接收线数据未接收线监测监测：DAV数据有效线数据有效线所有可程控器件必须具备。所有可程控器件必须具备。要接受寻址、命令或数据的器件必须具备。要接受寻

21、址、命令或数据的器件必须具备。（3）T功能功能(Talker讲者讲者)此功能使一个器件具有传送与器件有关的数据给此功能使一个器件具有传送与器件有关的数据给其它器件的能力。在串行查询其它器件的能力。在串行查询SP（Serial Poll）时能传送状态信息给其它器件。这种能力只有器时能传送状态信息给其它器件。这种能力只有器件被定址为讲者才存在。若器件只有一个字节的件被定址为讲者才存在。若器件只有一个字节的地址，称为地址，称为T，若器件需要两个字节才可定址，若器件需要两个字节才可定址，称为称为TE。同一时刻最多有一个讲者起作用。同一时刻最多有一个讲者起作用。（4 4）L L功能功能功能功能(List

22、ener(Listener听者听者听者听者)包括包括LE功能功能(Extended Listener扩大听者扩大听者)。需要从母线上接收数据的器件设立需要从母线上接收数据的器件设立L功能。功能。（例如打印机）（例如打印机）同一时刻可以有多个听者。同一时刻可以有多个听者。（5 5）C C功能功能功能功能 (Controller(Controller控者控者控者控者)主要是为计算机或其它控制器而设立的。主要是为计算机或其它控制器而设立的。一般来说，自动测试系统都由计算机来控制和一般来说，自动测试系统都由计算机来控制和管理，在系统运行中，根据测试任务的要求，管理，在系统运行中，根据测试任务的要求，计

23、算机经常格要向有关器件发布各种命令，比计算机经常格要向有关器件发布各种命令，比如复位系统，启动系统，寻址某台器件为讲者如复位系统，启动系统，寻址某台器件为讲者或听者，处理服务请求等，这些活动都可以通或听者，处理服务请求等，这些活动都可以通过控者功能来实现。过控者功能来实现。（6 6）SRSR功能功能功能功能 (Service Request(Service Request服务请求服务请求服务请求服务请求)类似于计算机的外部中断功能。类似于计算机的外部中断功能。SR功能不仅可供器件出现临时故障时向功能不仅可供器件出现临时故障时向控者发出控者发出SRQ消息，而且也为正常运行消息，而且也为正常运行的

24、器件与控者联系而提供了一种渠道。的器件与控者联系而提供了一种渠道。（7 7）RLRL功能功能功能功能 (Remote/Local(Remote/Local远地远地远地远地/本地本地本地本地)（8）PPPP功能功能 (Parallel Poll(Parallel Poll并行查询并行查询)允许不具有讲者功能的器件可以通过允许不具有讲者功能的器件可以通过PP功能来功能来接受控者的查询。接受控者的查询。为器件选择接受本控或远控方式而设立的。为器件选择接受本控或远控方式而设立的。（9 9）DTDTDTDT功能功能功能功能(Device Trigger(Device Trigger(Device Tri

25、gger(Device Trigger器件触发器件触发器件触发器件触发)（10）DCDC功能功能(Device Clear(Device Clear器件清除器件清除)为了让控者能够单独地启动一台或成群地为了让控者能够单独地启动一台或成群地启动几台器件而设立的。启动几台器件而设立的。能使器件功能回到某种指定的初始状态。能使器件功能回到某种指定的初始状态。2 GPIB2 GPIB器件模型器件模型一、一、逻辑组成模型逻辑组成模型 v器件功能区：器件功能区：完成器件所担负的测控功能。产生器件消息（完成器件所担负的测控功能。产生器件消息（Device Device Dependent MessageDe

26、pendent Message）通过接口编码送上通过接口编码送上BusBus；同时也同时也接受由接口译码的别的器件发出的器件消息。接受由接口译码的别的器件发出的器件消息。器件消息远地接口消息器件功能器件功能接口功能接口功能总线本地消息本地消息图2.1 GPIB器件/仪器模型 北航自动化学院 接口功能区与消息接口功能区与消息v接口功能区：接口功能区：实现器件间的匹配连接（机械、电气、功能，运行）实现器件间的匹配连接（机械、电气、功能，运行）用以管理和控制器件消息的传递。用以管理和控制器件消息的传递。接口消息：由接口功能接受，并据之改变状态的消息接口消息：由接口功能接受，并据之改变状态的消息（In

27、terface MassagesInterface Massages）l远地接口消息：经由远地接口消息：经由GPIBGPIB总线传递总线传递l本地接口消息：在器件功能与接口功能之间传递本地接口消息：在器件功能与接口功能之间传递北航自动化学院 消息编码及传递消息编码及传递 标准接口中通讯的内容称为消息。标准接口中通讯的内容称为消息。一、消息分类一、消息分类规定用三个大写或小写的英文字母表示。规定用三个大写或小写的英文字母表示。IFC(Interface Clear)：接口清除消息：接口清除消息rdy(ready)：器件内部准备好消息：器件内部准备好消息1、按内容分为：、按内容分为：接口消息和器件

28、消息接口消息和器件消息。（1）接口消息：由控者发出，用于管理接口系统）接口消息：由控者发出，用于管理接口系统并由各个器件的接口功能利用和处理的消息。并由各个器件的接口功能利用和处理的消息。包括通令、指令、副令、地址等，判断标准包括通令、指令、副令、地址等，判断标准:ATN=1。(1)接口消息接口消息如：如：DCL器件清除器件清除如：如：GET群触发、群触发、PPC并行查询组态并行查询组态如：如：PPE并行查询可能并行查询可能 通令：系统中所有器件都必须接受的命令。通令：系统中所有器件都必须接受的命令。指令：系统被指定的一台或多台器件接受的命令指令：系统被指定的一台或多台器件接受的命令 （址令、

29、专令）。（址令、专令）。副令：在指令后紧接着发出的补充命令，由指令副令：在指令后紧接着发出的补充命令，由指令指定的器件接收。指定的器件接收。地址：控者发出的听地址或讲地址。地址：控者发出的听地址或讲地址。听地址：听地址：X01L5L4L3L2L1讲地址：讲地址：X10T5T4T3T2T1（2）器件消息器件消息 器件消息：由讲者发出的消息，与器件的特性有关、器件消息：由讲者发出的消息，与器件的特性有关、由器件功能利用其处理的消息。由器件功能利用其处理的消息。包括数据字节包括数据字节(DAB)、程控数据、程控数据(PDB)、状态字节、状态字节(STB)，判断标准是，判断标准是ATN=0。这类消息是

30、由一台器件的器件功能产生并由这类消息是由一台器件的器件功能产生并由T功能参功能参与传递；再由其他器件的与传递；再由其他器件的L功能参与接收并传到其器件功能参与接收并传到其器件功能去利用和处理。功能去利用和处理。虽然在数据母线上传递数据消息时，虽然在数据母线上传递数据消息时，T、SH、L、AH功能参与活动，但功能参与活动，但T功能或功能或L功能以及其他任何接口功功能以及其他任何接口功能都不能对器件消息起任何反应，器件消息也不能改能都不能对器件消息起任何反应，器件消息也不能改变接口功能的状态。变接口功能的状态。2 按传递途径分按传递途径分按传递途径分为：远地消息和本地消息。按传递途径分为：远地消息

31、和本地消息。（1）远地消息：由器件接口外部通过标准电缆）远地消息：由器件接口外部通过标准电缆传递的消息。它可以是接口消息，也可以是传递的消息。它可以是接口消息，也可以是器件消息，可以是在器件消息，可以是在DIO线上传递的消息，也线上传递的消息，也可以是在管理线或挂构线上传递的消息。可以是在管理线或挂构线上传递的消息。在通用接口系统中，远地接口消息统一用三个在通用接口系统中，远地接口消息统一用三个大写英文字母表示、如大写英文字母表示、如ATN(注意注意)、SRQ(服服务请求务请求)、MLA(我的听地址我的听地址)、SPE(串行查串行查询可能询可能)等。等。（2）本地消息本地消息本地消息：产生于器

32、件内部从器件的器件功能传到本地消息：产生于器件内部从器件的器件功能传到接口功能，而且不通过标准电缆向外传递的消息。接口功能，而且不通过标准电缆向外传递的消息。本地消息用三个英文小写字母表示，如本地消息用三个英文小写字母表示，如pon(电源接电源接通通)、rdy(准备好准备好)、nba(新字节可用新字节可用)等。等。本地消息只能在器件内部传递，不容许将本地消息本地消息只能在器件内部传递，不容许将本地消息传到母线上，更不容许一台器件的本地消息传到另传到母线上，更不容许一台器件的本地消息传到另一台器件去。一台器件去。按按按按消息占信号线数来分消息占信号线数来分消息占信号线数来分消息占信号线数来分 按

33、消息占信号线数来分，可分为单线消息和多线消息按消息占信号线数来分，可分为单线消息和多线消息。（1）单线消息：由一条线传递的消息。如）单线消息：由一条线传递的消息。如REN、ATN、DAV等，等，在同一时间内可以同时传递多个有用的单线消息。在同一时间内可以同时传递多个有用的单线消息。（2 2）多线消息多线消息多线消息多线消息 多线消息：使用多线消息：使用2根或多根线传递的消息。根或多根线传递的消息。在命令工作方式诸在命令工作方式诸DIO线上传播的是多线接口消息，线上传播的是多线接口消息，包括通令、专令、地址、副令及地址等。包括通令、专令、地址、副令及地址等。在数据工作方式，在数据工作方式，DIO

34、线上传递的是多线器件消息，线上传递的是多线器件消息，包括测量数据、状态数据、程控数据以及显示数据包括测量数据、状态数据、程控数据以及显示数据等。等。在任何指定时刻或一段时间内，诸在任何指定时刻或一段时间内，诸DIO线上只能传线上只能传递一种多线消息，而不能同时传递两种多线消息。递一种多线消息，而不能同时传递两种多线消息。16线制：8条数据线：DIO8DIO1 8条管理线：3条挂钩线：DAV,NRFD,NDAC5条管理线：ATN,REN,IFC,SRQ,EOI 控制和数据处理 控者听者讲者测量仪器听者 讲者信号源 听者记录仪 听者用用户编程程DUT硬复制硬复制输出出被被测设备激励激励接口功能接口

35、功能器件功能器件功能 DIO (18)DAV NRFD NDACATNREN IFCSRQ EOI16条条信号信号线和和地地址址线程控程控器件器件数据数据线数据字数据字节（Byte)传送控制送控制线接口管理接口管理线2.1 GPIB 2.1 GPIB 总线的结构总线的结构北航自动化学院（1）数据数据线线DIO(DIO(共共8 8条条)（2 2）挂钩线挂钩线挂钩线挂钩线(共共共共3 3 3 3条条条条)用于保证发送方发送的数据能被接收速度不同用于保证发送方发送的数据能被接收速度不同用于保证发送方发送的数据能被接收速度不同用于保证发送方发送的数据能被接收速度不同的器件可靠地异步接收到。的器件可靠地

36、异步接收到。的器件可靠地异步接收到。的器件可靠地异步接收到。DAV(DataDAV(Data Valid)Valid)数据有效线数据有效线数据有效线数据有效线NRFD(Not Ready For Data)没有准备好线没有准备好线没有准备好线没有准备好线NDAC(Not Data ACcepted)数据未接收线数据未接收线 Data Input and Output(数据输入输出线数据输入输出线)，缩写，缩写为为DIO线，有线，有8条，分别记为条，分别记为DI08DIO1。注意脚注意脚标是标是18，不像计算机，不像计算机 是是07。uDAV(Data Valid)DAV(Data Valid)

37、DAV(Data Valid)DAV(Data Valid)数据有效线数据有效线数据有效线数据有效线源方：消息传递中发送消息的一方。源方：消息传递中发送消息的一方。受方：消息传递中接收消息的一方。受方：消息传递中接收消息的一方。DAV由源方控制。由源方控制。当当DAV=1时，表示数据线上的消息是有效的，时，表示数据线上的消息是有效的，接收方接收方(受方受方)可以从数据线上接收消息。可以从数据线上接收消息。当当DAV=0时，表示数据线上的消息是无效的，时，表示数据线上的消息是无效的，接收方接收方(受方受方)不能从数据线上接收消息。不能从数据线上接收消息。uNRFD(Not Ready For D

38、ata)NRFD(Not Ready For Data)没有准备好线或未准备好接收数据线没有准备好线或未准备好接收数据线没有准备好线或未准备好接收数据线没有准备好线或未准备好接收数据线 由受方共同控制，受方用此线向源方传递由受方共同控制，受方用此线向源方传递RFD(准备好准备好)消息。消息。NRFD=1时，表示受方至少有一个器件尚未准备好时，表示受方至少有一个器件尚未准备好接收效据，源方不能在数据线上传递消息。接收效据，源方不能在数据线上传递消息。NRFD=0时，表示受方所有器件已经准备好接收效时，表示受方所有器件已经准备好接收效据，源方可以在数据线上传递消息。据，源方可以在数据线上传递消息。

39、uNDAC(Not Data NDAC(Not Data ACceptedACcepted)数据未接收线数据未接收线 由受方共同控制，在源方发出由受方共同控制，在源方发出DAV消息宣布数据有效消息宣布数据有效之后，受方利用之后，受方利用NDAC线传送线传送DAC(数据已接收数据已接收)消消息。息。NDAC=1时，表示受方至少有一个器件还没有从数时，表示受方至少有一个器件还没有从数据线上接收消息。据线上接收消息。NDAC=0时，表示受方所有器件已经从数据线上接时，表示受方所有器件已经从数据线上接消息。消息。（3）管理线管理线(共共5 5条条)用来管理通过接口的有序消息流，大部分管理用来管理通过接

40、口的有序消息流，大部分管理线都由控者使用。线都由控者使用。ATN(ATteNtion)注意线注意线IFC(InterFaceIFC(InterFace Clear)Clear)接口清除线接口清除线接口清除线接口清除线REN(RemoteREN(Remote ENableENable)远控使能线远控使能线远控使能线远控使能线EOI(EndEOI(End Or Identify)Or Identify)结束或识别线结束或识别线结束或识别线结束或识别线SRQ(ServiceSRQ(Service ReQuestReQuest)服务请求线服务请求线服务请求线服务请求线 uATN(ATteNtionAT

41、N(ATteNtion)注意线注意线 由当前控者控制。由当前控者控制。ATN=1时，表示现行控者正在起作用，此时数据线时，表示现行控者正在起作用，此时数据线上的消息是控者发出的接口消息，此消息只对接口上的消息是控者发出的接口消息，此消息只对接口功能起作用，并不传到器件功能电路。功能起作用，并不传到器件功能电路。ATN=0时，表示现行控者已退出控制，此时数据线时，表示现行控者已退出控制，此时数据线上的消息是讲者发送的器件消息，此消息经器件译上的消息是讲者发送的器件消息，此消息经器件译码后引起器件功能变化。码后引起器件功能变化。ATN由由0变为变为1时表示控者要由空闲态进入作用态，时表示控者要由空

42、闲态进入作用态，此时现行讲者与听者间的挂钩要立即中断。此时现行讲者与听者间的挂钩要立即中断。uIFC(InterFace Clear)接口清除线接口清除线 由系统控者使用，系统控者用这条线传送由系统控者使用，系统控者用这条线传送IFC(接接口清除口清除)消息。消息。当当IFC=1时，表示系统控者发出的时，表示系统控者发出的IFC消息，消息，系统中各器件的有关接口功能都必须回到指定的系统中各器件的有关接口功能都必须回到指定的初始状态。规范规定初始状态。规范规定IFC=1至少保持至少保持100微秒以上，微秒以上，才能令才能令IFC=0，使各个器件的接口功能能正常运，使各个器件的接口功能能正常运行。

43、行。uREN(Remote ENable)远控使能线远控使能线 由系统控者使用，系统控者用这条线传送由系统控者使用，系统控者用这条线传送REN(远控使能远控使能)消息。消息。REN=0时，程控器件回到本地程控（本控）状态，时，程控器件回到本地程控（本控）状态，它的工作状态通过面板或背板上的开关按键进行它的工作状态通过面板或背板上的开关按键进行人工调整和控制。人工调整和控制。REN=1时，并由控者对各程控器件任命为听者后，时，并由控者对各程控器件任命为听者后，进入远地程控（远控）状态，它的工作状态由计进入远地程控（远控）状态，它的工作状态由计算机或其他器件经过母线传送程控制令进行自动算机或其他器

44、件经过母线传送程控制令进行自动控制和调整。控制和调整。此时可以由控者发指令或按面板的此时可以由控者发指令或按面板的“返回本地返回本地”按钮使器件返回本控状态。按钮使器件返回本控状态。uEOI(End Or Identify)EOI(End Or Identify)结束或识别线结束或识别线结束或识别线结束或识别线uSRQ(Service ReQuest)服务请求线服务请求线 由有服务请求的各器件共同使用，是各器件的由有服务请求的各器件共同使用，是各器件的SRQi的逻辑或。的逻辑或。可由现行控者或现行讲者使用，并与可由现行控者或现行讲者使用，并与ATN线配合线配合发出发出END(结束结束(讲者讲者

45、)或者或者IDY(识别识别(控者控者)消息。消息。（4）寻址）寻址 寻址：根据测试任务的需要，寻址：根据测试任务的需要，由控者指定哪台器件担由控者指定哪台器件担任讲者，哪一台或哪几台器件担任听者的过程任讲者，哪一台或哪几台器件担任听者的过程。寻址是控者起作用时的主动行为，即系统中只有寻址是控者起作用时的主动行为，即系统中只有控控者才能发讲地址或听地址者才能发讲地址或听地址。对非控者器件只能被寻址，。对非控者器件只能被寻址，即被动地接收地址消息。即被动地接收地址消息。器件收到控者发出的讲地址或听地址，若与自设定器件收到控者发出的讲地址或听地址，若与自设定的地址相符，则被任命为讲者或听者。的地址相

46、符，则被任命为讲者或听者。在全挂钩方式下，同一时刻，系统在全挂钩方式下，同一时刻，系统只能有一个讲者，只能有一个讲者，可以有一个或多个听者可以有一个或多个听者。与计算机总线寻址的不同与计算机总线寻址的不同l没有地址线，命令、地址、数据都通过数据线传没有地址线，命令、地址、数据都通过数据线传递，消息传递无时钟同步，也没有读写信号控制递，消息传递无时钟同步，也没有读写信号控制，而靠三线挂钩实现异步传输；，而靠三线挂钩实现异步传输；l寻址是一种授权方式，并不立即从被寻址的器件寻址是一种授权方式，并不立即从被寻址的器件读取任何数据。读取任何数据。l系统运行时寻址是重要的方式系统运行时寻址是重要的方式,

47、但不是必要的。但不是必要的。(如发通令和无控者系统如发通令和无控者系统)地址码地址码 ATN=1时，控者发送的地址码格式：时，控者发送的地址码格式：听地址：听地址：X01L5L4L3L2L1讲地址：讲地址：X10T5T4T3T2T1 最高位最高位X表示任意，末五位表示任意，末五位L5L1或或T5T1不能不能选选11111，因为，因为X0111111表示不听表示不听(UNL)，X1011111表示不讲表示不讲(UNT)，分别有取消听者任命和，分别有取消听者任命和讲者任命的作用。讲者任命的作用。地址码地址码 2 2 听、讲地址各有听、讲地址各有 25-1=31个，分别称为个，分别称为LAG(Lis

48、ten Address Group听地址群听地址群)和和TAG(Talk Address Group讲地址群讲地址群)。规范还规定了扩大的寻址方式：双字节寻址方规范还规定了扩大的寻址方式：双字节寻址方式，先发主地址式，先发主地址(编码同上编码同上)，在发副地址，在发副地址，副地址编码：副地址编码：X11S5S4S3S2S1 同样末五位不能选同样末五位不能选11111。听讲者任命方式听讲者任命方式 在系统运行不同时刻的听者和讲者不同，需要时再在系统运行不同时刻的听者和讲者不同，需要时再重新任命或取消任命。重新任命或取消任命。规范定义三种取消讲者或听者的任命方式：规范定义三种取消讲者或听者的任命方

49、式：系统控者令系统控者令IFC=1，使所有器件的接口功能被清除，使所有器件的接口功能被清除到初始状态，从而取消原来的任命。到初始状态，从而取消原来的任命。控者发控者发UNL(ATN=1且编码为且编码为3FH)取消系统所有的取消系统所有的听者任命，听者任命，UNT(ATN=1且编码为且编码为5FH)取消系统所取消系统所有的讲者任命，不过有的讲者任命，不过UNT一般已经不用。一般已经不用。听讲者任命方式听讲者任命方式 23)系统中同一时刻只有一个讲者起作用。所以系统中同一时刻只有一个讲者起作用。所以当讲者在当讲者在ATN=1时收到时收到 MLA(My Listen Address我的听地址我的听地

50、址)或或OTA(Other Talk Address其它的讲地址其它的讲地址)后取消讲者任命；后取消讲者任命；当听者收到自己的讲地址当听者收到自己的讲地址(MTA)后取消听者任后取消听者任命，但收到其它的听地址命，但收到其它的听地址(OLA)后听者任命依后听者任命依然有效，这样保证允许一讲多听。然有效，这样保证允许一讲多听。2.2 GPIB总线三线挂钩联络过程总线三线挂钩联络过程v 三根信息传送控制线定义：vDAV（数据有效）用来表示数据线上的数据是否有效，DAV=1表示 数据有效。vNRFD（Not Ready For Data）未准备好接受数据，此线为受者挂钩功能所专用。vNDAC（Not