
IEEE 488 は、 HP-IB ( Hewlett-Packard Interface Bus )とも呼ばれ、一般的にはGPIB ( General Purpose Interface Bus ) とも呼ばれ、 Hewlett-Packardが開発した短距離デジタル通信8 ビット 並列 マルチマスター インターフェイス バス仕様です。 その後、いくつかの標準の対象となりました。
このバスは 1960 年代後半に自動テスト装置を接続するために作成されましたが、1970 年代から 1980 年代にかけては、初期のマイクロコンピュータ、特にCommodore PETの周辺バスとしても一定の成功を収めました。コンピュータ用途では、新しい標準が IEEE 488 に大きく取って代わりましたが、テスト装置では今でも使用されています。
歴史
1960年代、ヒューレット・パッカード(HP)は、デジタルマルチメータやロジックアナライザなどのさまざまな自動テストおよび測定機器を製造していました。同社は、機器とコントローラ(コンピュータと他の機器)間の相互接続を容易にするために、HPインタフェースバス(HP-IB)を開発しました。 [1] HPのこの部分は後に(1999年頃)、アジレントテクノロジーとしてスピンオフし、2014年にアジレントのテストおよび測定部門はキーサイトテクノロジーとしてスピンオフしました。[要出典]
当時の技術では、単純なパラレルバスと複数の個別の制御ラインを使用してバスを実装するのは比較的簡単でした。たとえば、HP 59501 電源プログラマーと HP 59306A リレー アクチュエーターはどちらも、マイクロプロセッサを必要とせず、 TTLで実装された比較的単純な HP-IB 周辺機器でした。
HP は、HP-IB の特許を他のメーカーにわずかな料金でライセンス供与しました。これは、汎用インターフェイス バス (GPIB) として知られるようになり、自動化された産業用計測器の制御における事実上の標準となりました。GPIB が普及するにつれて、さまざまな標準化団体によって公式化されました。
1975年、IEEEはバスをプログラム可能な計測器用標準デジタルインタフェース(IEEE 488)として標準化し、1978年に改訂されました(IEEE 488-1978が作成)。[2]この規格は1987年に改訂され、IEEE 488.1(IEEE 488.1-1987)に再指定されました。これらの規格はGPIBの機械的、電気的、および基本的なプロトコルパラメータを形式化しましたが、コマンドやデータの形式については何も述べていません。
1987年、IEEEは標準コード、フォーマット、プロトコル、および共通コマンドであるIEEE 488.2を導入しました。これは1992年に改訂されました。[3] IEEE 488.2は、基本的な構文とフォーマット規則、およびデバイスに依存しないコマンド、データ構造、エラープロトコルなどを規定しました。IEEE 488.2はIEEE 488.1を置き換えることなくそれに基づいて構築されたため、機器はIEEE 488.2に従わなくてもIEEE 488.1に準拠できます。
IEEE 488.1 ではハードウェアが定義され、IEEE 488.2 ではプロトコルが定義されましたが、計測器固有のコマンドの標準はまだありませんでした。マルチメータなどの同じクラスの計測器を制御するコマンドは、メーカーやモデルによっても異なりました。
アメリカ空軍[4]と後にヒューレット・パッカードは、これを問題として認識しました。1989年にHPはテスト測定言語(TML)[5]またはテストおよび測定システム言語(TMSL)[6]を開発しました。これは、 1990年に業界標準として導入されたプログラム可能な計測器用標準コマンド(SCPI)の前身でした。 [7] SCPIは、標準的な汎用コマンドと、対応するクラス固有のコマンドを持つ一連の計測器クラスを追加しました。SCPIはIEEE 488.2構文を義務付けましたが、他の(IEEE 488.1以外の)物理トランスポートも許可しました。
IECはIEEE と並行して独自の規格 IEC 60625-1 および IEC 60625-2 (IEC 625) を開発しましたが、後にIEC 60488-2に置き換えられました。
ナショナルインスツルメンツはIEEE 488.1の下位互換性のある拡張を導入した。これは元々HS-488と呼ばれていた。これにより最大データレートが8Mbyte / sに増加したが、バスに接続されるデバイスが増えるとレートは低下した。これは2003年にHPの反対を押し切って標準規格(IEEE 488.1-2003) [8]に組み込まれた。[9] [10]
2004年に、IEEEとIECはそれぞれの規格を「デュアルロゴ」IEEE/IEC規格IEC 60488-1「プログラマブル計測器用標準デジタルインターフェースの高性能プロトコルの規格 - パート1:一般」[11]に統合し、IEEE 488.1/IEC 60625-1に代わるものであり、IEC 60488-2「パート2:コード、フォーマット、プロトコル、共通コマンド」 [12]に代わるものであり、IEEE 488.2/IEC 60625-2に代わるものである。[13]
特徴
IEEE 488 は、16 本の信号線 (双方向データ転送に 8 本、ハンドシェイクに 3 本、バス管理に 5 本) と 8 本のグランド リターン ラインを 使用する8 ビットの電気的に並列なバスです。
バスは0から30までの番号が付けられた31個の5ビットプライマリデバイスアドレスをサポートし、バス上の各デバイスに一意のアドレスを割り当てます。[14] [15]
この規格では、最大15台のデバイスが、ケーブル総長が最大20メートル(66フィート)の単一の物理バスを共有できます。物理トポロジは、線形またはスター(分岐)にすることができます。[16]アクティブエクステンダーにより、より長いバスが可能になり、理論的には論理バス上に最大31台のデバイスが接続可能になります。
制御機能とデータ転送機能は論理的に分離されており、コントローラは1つのデバイスを「トーカー」として、1つ以上のデバイスを「リスナー」としてアドレス指定することができ、データ転送に参加する必要はありません。複数のコントローラが同じバスを共有することは可能ですが、一度に「コントローラインチャージ」になれるのは1つだけです。[17]
オリジナルのプロトコルでは、転送にはインターロックされた3線式のready-valid-acceptedハンドシェイクが使われます。[18]最大データレートは1秒あたり約1メガバイトです。後のHS-488拡張ではハンドシェイクの要件が緩和され、最大8メガバイト/秒まで可能になりました。最も遅い参加デバイスがバスの速度を決定します。[19]
コネクタ
IEEE 488 は、24 ピンのAmphenole設計のマイクロ リボンコネクタを規定しています。マイクロ リボン コネクタは D 字型の金属シェルを備えていますが、D サブミニチュアコネクタよりも大きくなっています。Centronicsがプリンタに使用した 36 ピンのマイクロ リボン コネクタにちなんで、「Centronics コネクタ」と呼ばれることもあります。
IEEE 488 コネクタの珍しい特徴の 1 つは、片側にオス、もう片側にメスがある「ダブルヘッド」設計が一般的に使用されていることです。これにより、コネクタを積み重ねて簡単にデイジー チェーン接続できます。機械的な考慮により、積み重ねられるコネクタの数は 4 個以下に制限されますが、コネクタを物理的にサポートする回避策でこれを回避できる場合があります。
これらは、6-32 UNK [20](現在ではほとんど廃止されている)またはメートル法のM3.5×0.6ねじで固定されています。この規格の初期のバージョンでは、互換性のないUTSねじとの混同を避けるために、メートル法のねじを黒く塗ることが推奨されていました。しかし、1987年の改訂では、メートル法のねじが普及したため、これはもはや必要ないと考えられました。[21]
IEC 60625 規格では、25 ピンD サブミニチュアコネクタ ( IBM PC 互換機のパラレル ポートに使用されているものと同じ) の使用が規定されています。このコネクタは、確立された 24 ピン コネクタに比べて市場で大きな支持を得ることができませんでした。
機能

コンピュータインターフェースとして使用

HP の設計者は、IEEE 488 を汎用コンピュータの周辺機器インターフェイスとして特に計画したわけではなく、計測機器に重点を置いていました。しかし、HP の初期のマイクロコンピュータに周辺機器 (ディスク ドライブ、テープ ドライブ、プリンタ、プロッタなど)用のインターフェイスが必要になったとき、HP-IB はすぐに入手でき、目的に合わせて簡単に適応できました。
HP-IBを使用したHPコンピュータ製品には、HPシリーズ80、HP 9800シリーズ、[23] HP 2100シリーズ、[24] HP 3000シリーズ[25]がありました。RS -232通信インターフェイスを使用しないHPコンピュータ周辺機器は、HP 7935などのディスクシステムを含め、HP-IBを使用することが多かったです。HPの1980年代の高度なポケット電卓の一部、たとえばHP-41やHP-71Bシリーズには、オプションのHP-IL /HP-IBインターフェイスモジュールを介してIEEE 488機能も搭載されていました。
他のメーカーも、 Tektronix 405xシリーズなど、自社のコンピュータに GPIB を採用しました。
コモドールPET(1977年発売)シリーズのパーソナルコンピュータは、IEEE 488バスを使用して周辺機器を接続していましたが、カードエッジコネクタは非標準でした。コモドールのその後の8ビットマシンは、プロトコルがIEEE 488に基づいたシリアルバスを使用していました。 [26]コモドールは、VIC-20 [27]とコモドール64 [28]用のIEEE 488カートリッジを販売しました。コモドール64周辺機器のサードパーティサプライヤー数社は、PETシリーズと同様のカードエッジコネクタでIEEE 488由来のインターフェイスを提供するC64用カートリッジを製造しました。[29]
最終的には、 SCSIなどのより高速で完全な標準が、周辺機器アクセス用の IEEE 488 に取って代わりました。
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Commodore 8032-SKの背面にIEEE 488 ポートが見える
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IEEE 488 ポートを備えたCommodore SFD 1001フロッピー ディスク ドライブの背面
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C64 インターフェース
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Acorn IEEE 488 インターフェース
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USB GPIBプロトコルコンバータ
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IEEE 488 ポート搭載HP ThinkJet 2225A
他のインターフェース標準との比較
電気的には、IEEE 488 は、ディスクリート ロジックまたはマイクロコントローラで実装できるハードウェア インターフェイスを使用しました。ハードウェア インターフェイスにより、異なるメーカーのデバイスが 1 つのホストと通信できるようになりました。各デバイスはバス プロトコルに必要な非同期ハンドシェイク信号を生成するため、低速デバイスと高速デバイスを 1 つのバスに混在させることができます。データ転送は比較的低速であるため、インピーダンス マッチングやライン終端などの伝送ラインの問題は無視されます。バスとデバイス間のガルバニック絶縁は不要だったため、グラウンド ループによって余分なノイズやデータ損失が発生する 可能性がありました。
物理的には、IEEE 488 コネクタとケーブルは頑丈で、ネジで固定されていました。物理的に大きくて頑丈なコネクタは、産業用または研究室のセットアップでは利点でしたが、コネクタのサイズとコストは、パーソナル コンピュータなどのアプリケーションでは欠点でした。
電気的および物理的なインターフェースは明確に定義されていましたが、当初は標準コマンドセットがありませんでした。異なるメーカーのデバイスでは、同じ機能に対して異なるコマンドが使用される可能性があります。[30]コマンドプロトコル標準の一部は、 1990年のプログラム可能計測器用標準コマンド(SCPI)まで標準化されていませんでした。実装オプション(送信終了処理など)により、IEEE 488.2以前のデバイスでの相互運用性が複雑になる可能性があります。
USB、FireWire、Ethernetなどの最近の規格では、インターフェース エレクトロニクスのコスト低下を利用して、より高帯域幅を提供するより複雑な規格を実装しています。多導体 (パラレル データ) コネクタとシールド ケーブルは、RS-232、RS-485、USB、FireWire または Ethernet などのシリアル データ転送規格で使用できるコネクタとケーブルよりも本質的に高価です。IEEE 488 を実装した量販パーソナル コンピュータや周辺機器 (プリンタやスキャナなど) はごくわずかでした。
参照
- コモドールバス – コモドールの家庭用コンピュータシリーズのシリアルバス
- HP シリーズ 80 – 1980 年ヒューレット パッカードの小型科学デスクトップ コンピュータ
- HP-IL – 通信プロトコル
- LAN eXtensions for Instrumentation – イーサネット経由で計測機器とデータ収集機器を制御するための標準
- 計測機器向け PCI 拡張
- ロッキーマウンテン BASIC – BASIC プログラミング言語の方言
- プログラマブル計測器の標準コマンド - テスト機器の通信プロトコル
- 仮想計測器ソフトウェアアーキテクチャ – テストおよび測定API
参考文献
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コントローラ: 3260A マーク カード リーダー、
9820A
電卓 (11144A インターフェースキット付き)
Loughry, Donald C. (1972 年 10 月)。「プログラム可能な計測器の共通デジタル インターフェイス: システムの進化」(PDF)。Hewlett -Packard Journal。24 ( 2): 8–11。 - ^ IEEE 標準デジタルインターフェース、プログラム可能な計測器用、電気電子技術者協会、1978 年、doi :10.1109/IEEESTD.1978.7425098、ISBN 978-1-5044-0366-5、ANSI/IEEE 規格 488-1978
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以前の版にあったメートルねじに関する「役立つ注記」は、メートルねじの使用が IEEE 488 の一般的な慣例であるため削除されました。したがって、メートルねじに注意を喚起するためにそのような部品を黒い材料でコーティングするという推奨事項も不要であると見なされます。
- ^ Tilden, Mark D. (1983)、「付録 A: サブセットによるインタフェース関数の説明」(PDF)、4041 GPIB プログラミング ガイド、Tektronix, Inc.、pp. 113–115
{{citation}}:引用は一般的なタイトルを使用します (ヘルプ) - ^ 「HP 98135A HP-IB インターフェース 9815」。HPコンピュータ ミュージアム。2010 年 2 月 6 日閲覧。
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および HP2000 コンピュータ用の HP-IB インターフェース
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シリーズ 900 用 CIO HP-IB インターフェース
- ^ バグナル、ブライアン (2006)。『オン・ザ・エッジ:コモドールの壮大な興亡』。バリアント・プレス。p. 221。ISBN 0-9738649-0-7. OCLC 761384138.
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- ^ Commodore C64 IEEE インターフェースのリバースエンジニアリングされた回路図
- ^ http://www.zimmers.net/anonftp/pub/cbm/schematics/cartridges/c64/ieee-488/index.html このようなコンバータの回路図へのリンク。
- ^ 初期のデバイスは識別文字列でコマンドに応答することがありましたが、後の標準ではデバイスがコマンドに応答するようになりました。
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外部リンク
- パート1 仕様
- IEEE/IEC 60488-1-2004、158 ページの PDF ファイル、2024 年の価格は 391 米ドル
- パート2 仕様
- IEEE 488.2-1992、254 ページの PDF ファイル、2024 年の価格は 52 米ドル(IEEE/IEC 60488-2-2004 に置き換えられました)
- IEEE/IEC 60488-2-2004、264 ページの PDF ファイル、2024 年の価格は 373 米ドル
- 他の
- GPIB / IEEE 488 複数ページのチュートリアル
