如何為儀器控制系統選擇合適的硬件總線

　　5. 常見總線的選擇指南　　

 

　　6. 儀器控制硬件總線概述

　　GPIB
         

　　通用接口總線(GPIB)在獨立儀器中是一種最常見的I/O接口。GPIB是8位并行數字通信接口，數據傳輸速率高達8 Mb/s。一個GPIB控制器總線可以最多連接14個儀器，并且其布線距離小于20米。但是，您可以通過使用GPIB擴展器和延長器克服這些限制。GPIB電纜和連接器種類豐富，并且是工業等級的，可以用于任何環境中。

　　GPIB不是一個PC工業總線，很少用于PC上。但是，您可以使用一個插件板，如PCI-GPIB，或者外部轉換器，如NI GPIB-USB，將GPIB儀器控制功能添加到PC上。

　　串行總線
         

　　串行總線是主要用于老式臺式機和筆記本電腦上的設備通信協議，請不要將其與USB混淆。在很多設備中，串行總線是最常見的儀器通信協議，而且很多與GPIB兼容的設備還具有EIA232端口。EIA232 和EIA485/EIA422也可以被稱作RS232和RS485/RS422。

　　串行通信的概念很簡單。串行端口每次發送和接收一個比特的信息。雖然它比每次傳輸整個字節的并行通信慢，但是串行總線更簡單，而且使用距離更長。

　　通常情況下，工程師們使用串行接口來傳輸ASCII數據。他們使用三個傳輸線路來完成通信：地線、發送線和接收線。因為串行通信是異步的，端口可以在一條線路上傳輸數據，而在另一條線路上接收數據。其它線路可用于信號握手，但并不是必須的。串行通信的關鍵指標是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗位。兩個串行端口若要進行通信，這些參數必須匹配。

　　USB
         

　　通用串行總線(USB)主要是用于與PC連接的外圍設備，例如鍵盤、鼠標、掃描儀和磁盤驅動器等。在過去的幾年中，支持USB連接的設備數量急劇增加。USB是一種即插即用技術，當添加一個新設備時，USB主機自動檢測該設備，發出詢問以識別該設備，并為其配置合適的設備驅動。

　　USB 2.0對于低速和全速設備是完全兼容的。其高速模式的數據傳輸速率能夠高達480 Mbit/s (60 MB/s)。最新的USB3.0規范具有超高速模式，其理論數據傳輸速率可高達5.0Gbit/s。

　　雖然USB總線的設計初衷是針對PC外設，但是它的速度、廣泛的適用性以易用性，令其在儀器控制應用中具有很大的吸引力。而USB總線在儀器控制中也存在一些不足：首先，USB線纜不是工業級標準的，可能在充滿噪聲的環境中導致數據丟失;另外，USB線纜沒有鎖緊裝置，線纜可以很輕易地被拔出PC;而且，即便使用了中繼器，USB線纜的最長傳輸距離只有30m。