曩昔二十多年间﹐科学家与工程师已在自动化仪器体系中广泛运用IEEE 488和通用接口总线GPIB。当大众化电脑技能进入测验与丈量范畴﹐并在衔接仪器时运用USB﹑以太网路﹑与IEEE 1394等总线技能时﹐GPIB接口是否能够在将来成为仪器操控总线接口的首选就成了问题。因为GPIB具有强壮功用与广阔的运用者根底﹐GPIB在未来的许多年仍会持续存在。可是﹐仪器操控工业很或许将开端进入全球规模内的混合I/O体系的范畴。本论文评论的是GPIB与其他总线组合运用时仪器体系的未来开展﹐以及在仪器操控中软件”向上兼容”的重要性。
GPIB根底
GPIB是专为仪器操控运用而规划的。在七十年代﹐IEEE 488规范的诞生致使1975年发生了GPIB在电气﹑机械与功用规范方面的规范﹔在1987年ANSI/IEEE规范488.2更明确地界说了操控器与仪器经过GPIB通讯的办法﹐使从前的规范愈加齐备。 GPIB是一数字的8位平行通讯界面﹐传输速率达8Mbyte/s。总线供给的一个操控器在20米的排线长度内最多可衔接14个仪器。但运用者若运用GPIB扩增器与延伸器便能够打破这两个约束﹐而GPIB排线与衔接器是一种多方面适用并契合工业规范的产品﹐可在任何环境内运用。
新总线技能的优势
曩昔的电脑仅供给包括串口（RS-232）与并口﹐近年来,电脑装备均供给以太网络﹑USB（通用序列总线）﹑有时乃至供给IEEE 1394（FireWire）接口。这些新的总线具有许多吸引人的特性 – 易于运用 （USB） ﹑易于衔接 （以太网络） 以及高速 （IEEE 1394）。
USB
USB的规划首要是用来衔接外围设备如键盘﹑扫瞄仪﹑与磁盘机之类的电脑。苹果电脑率先于1998年运用USB做为其仅有的串口﹐在曩昔数年中电脑工业运用USB衔接的设备数目已大大的添加。
以现在的USB1.1规范而言﹐材料传输速率已高达1.5 Mbyte/s﹐而下一代的USB产品会运用USB2.0规范﹐更将总线材料传输速率提升至60 Mbyte/s。USB2.0规范能与USB1.1设备兼容﹐乃至可运用相同的衔接器。因为通用串口总线是一种即插即用技能﹐每逢参加一新设备时﹐USB主时机自动测验并辨识其身分﹐然后适当地调整其装备﹐且一个接口能一起操控127个设备。关于Windows操作体系而言﹐USB衔接现在只能在Windows 2000/XP/98履行。
USB具有价格低廉及简单衔接仪器与电脑的长处。此外﹐USB供给更便利的串口功用如﹕热插拔﹑内置操作体系微调功用﹑高弹性等﹐来改进传统串口的技能。
尽管USB有许多吸引人的长处﹐在仪器操控方面亦有一些缺陷。首要﹐USB排线没有工业规范规范﹐在喧闹的环境下﹐或许形成材料的丢掉﹔别的﹐USB排线没有闭锁机制 — 排线或许很简单的从电脑或仪器中拔除。排线长度（包括运用线上中继器） 最大可至30米﹔最终﹐在仪器操控方面USB没有工业传输规范的规则﹐需由仪器制作商自行规划。
尽管USB有一些缺陷﹐但因为现在电脑上的广泛运用和USB2.0的高速﹐使其成为未来仪器操控的领导先趋。尽管现在很少仪器供给USB的操控选项﹐但运用者能够经过桥接器与USB衔接他们仪器操控的运用.桥接器 供给了运用者一个衔接USB与GPIB之间的桥梁。桥接器将于本论文稍后再评论。
以太网（Ethernet）
最近﹐仪器厂商现已开端将以太网络做为独自仪器的另一个通讯界面挑选。尽管以太网络在仪器操控中仍属新的运用技能﹐但它已作为一种老练的技能被广泛的运用在丈量体系的其他方面。国际上有超越一亿台电脑具有以太网络功用﹐使得以太网络做为仪器操控已是必定的趋势。
依据以太网的仪器操控的运用能够运用总线技能的特性，包括仪器长途操控，企业界的资源共享和便利的陈述生成等。别的﹐运用者还能够充分运用现有的以太网络。可是﹐此优势亦或许对一些公司发生困扰﹐因为这会迫使网络管理员涉入传统的工程运用。
以太网络要用于仪器操控方面﹐需要考虑以下要素: 传输速率﹑决议性﹑与安全性。最常见的以太网络传输速率为10BaseT或100BaseTX﹐别离到达传输速率10Mb/s与100Mb/s。可是﹐这些传输速率因为其他网络的流量﹑固定用处﹑与缺乏的材料流量而很少到达。传输速率的不确定性决议了以太网络上的通讯无法承认。最终﹐面临敏感数据运用者﹐有必要有更进一步的安全措施﹐以保证数据的完整性与私密性。
IEEE 1394 （FireWire）
IEEE 1394-1995规范﹐亦称作FireWire （苹果电脑的注册商标） ﹐ 是苹果电脑在1980年代开展的高效的串口总线﹐现在IEEE 1394的材料吞吐速率最高能够到达50 Mbyte/s。可是IEEE 1394交易协会正在修订其规范﹐拟将材料传输速率添加至400Mbyte/s。因为依据1394规范，设备的总线衔接有必要在4.5米之内，那么16个仪器设备的衔接也将在72米规模之内。在Windows操作体系中﹐现在只要微软的Windows 2000/XP/98与1394兼容。
IEEE 1394总线为高速传输运用供给很大的潜能﹐许多数码相机及其他消费性电子产品均已包括IEEE 1394接口﹐供传输材料运用。IEEE 1394的高带宽为杂乱的多媒体运用供给可行的解决方案。IEEE 1394比USB更具优越性﹐其在总线技能上有一专为操控仪器而界说的传输协议。可是﹐现在仅有少量的仪器具有1394接口。
尽管IEEE 1394在仪器操控方面有许多优势﹐如高带宽等﹐但仍有一些要素阻止其现行的开展。IEEE 1394的首要缺陷是1394接口并未内置于英特尔的PC集成芯片的周边（一切Macintosh电脑均内建有1394接口）。因而﹐英特尔的PC运用者有必要外接1394操控器﹐特别对PCI板卡而言。尽管FireWire排线既轻盈又具弹性﹐但没有到达工业规范规范﹐因而在一些测验与丈量运用中或许会导致数据丢掉。
现在新总线技能的运用
如今仅有数个仪器制作厂商﹐在所制作的仪器中内建USB﹑以太网络﹑或IEEE 1394挑选界面。制作厂商关于总线的集成速度缓慢﹐是因为没有一种总线技能能够在仪器操控工业中位居于主导地位。USB的普遍性﹐或大型以太网络的存在﹐或许能够供给规划者﹐在仪器操控中参加不同的通讯总线。当仪器制作商评论各总线技能的生存能力时﹐运用者如欲在其现有测验体系运用最新的总线技能﹐则能够挑选衔接不同的通讯总线的桥接器。
运用桥接器（bridge products）以节约出资
因为新总线技能的的承受和运用减缓﹐与工业上对主导总线要求的不确定要素﹐桥接器等产品应运而生﹐成为仪器操控与产品衔接的有用解决方案。运用桥接器, 运用者能够容易的从一种总线转换到不同类型的总线﹐一起运用最新的技能﹐坚持下下的兼容性。例如﹐桥接器的一端能够刺进您的电脑或体系上的以太网络﹑USB﹑或1394接口﹐而另一端则经过GPIB或串口衔接至传统的仪器。运用者能够享有这些新总线在电脑上即插即用﹑简易操作与运用广泛的优点。此外﹐经过能够保持仪器操控软件的兼容性﹐用户能够削减软件的出资并缩短研制时刻。
