GPIB, Tính năng nổi bật, nguồn gốc phổ biến và tương lai.

Theo thời gian, bạn có thể tự hỏi mình sẽ giao tiếp với các thiết bị đo lường và thử nghiệm trong tương lai như thế nào. Bạn sẽ có thể tiếp tục kết nối với thiết bị của bạn thông qua cổng GPIB (General Purpose Interface Bus)? Liệu có một loại Bus khácthay thế GPIB hay không? Các thiết bị mới sẽ sử dụng chuẩn giao tiếp gì? Đây là những câu hỏi quan trọng không chỉ cho riêng bạn mà còn giành cho tất cả các kỹ sư và nhà khoa học ngày nay.

Trải qua nhiều năm chứng kiếncác sự thay đổi về công nghệ của các loại bus để kiểm soát thiết bị –ở các khía cạnh như tốc độhoạt động, độ trễ, kết nối, dây cáp và giá thành thì giới kỹ sư và nhà khoa học ngày này phải thừa nhận rằng GPIB vẫn là một chuẩn giao tiếp để kiểm soátcác thiết bị thông qua máy tính có nhiều tính năng nổi bật và sẽ tiếp tục được sử dụng trong các hệ thống thử nghiệm và đo lường cho nhiều năm tới

Những tính năng nổi bật của GPIB

National Instruments bắt đầu phát triển các sản phẩm GPIB vào năm 1976, thúc đẩy sự giới thiệu của các chuẩn ANSI/IEEE 488 để các kỹ sư và nhà khoa học có thể điều khiển các thiết bị của bất kể nhà cung cấp nào từ máy tính. Kể từ đó đến nay, NI đã tích cực nâng cao các tiêu chuẩn GPIB và công nghệ GPIB bằng cách thu thập thông tin phản hồi từ người dùng và các nhà cung cấp thiết bị – từ sự cải thiện mạch tích hợp và card giao diện có sự tương thích với nhiều nền tảng hệ điều hành khác nhau tới các phần mềm firmware và các API. Những nỗ lực hợp tác trong 30 năm qua đã giúp GPIB trở thành một chuẩn giao tiếp dễ sử dụng và đã được thực tế chứng minh các tính năng, lợi ích sau đây:

•         Có hàng ngàn thiết bị tích hợp chuẩn giao tiếp GPIB

•         Phần mềm tương thích với các phương thức giao tiếp thiết bị khác.

•         Dễ sử dụng và phổ biến.

•         Độ trễ thấp trong hoạt động (ít hơn 100 μs, tính năng tốt hơn so với LXI và USB).

•         Có băng thông hoạt động tốt (lên đến 1,8 MB / s sử dụng IEEE 488 và lên tới 8 MB ​​/ s sử dụng HS488)

•         Cáp và đầu kết nối connector cực kỳ chắc chắn.

•         Khoảng cách điều khiển từ xa (remote control)lớn thông quamạng sợi quang và điều khiển từ Ethernet-to–GPIB

Hãng National Instruments tiếp tục cam kết mạnh mẽ để đảm bảo kéo dài tuổi thọ và thành công của chuẩn giao tiếp GPIB cho vấn đề kiểm soát thiết bị trong tương lai. Trên thực tế, trong năm năm qua, NI đã có nhiều sản phẩm GPIB được thiết kế lại để có thêm các tính năng mới, làm giảm kích thước vật lý và tăng cường khả năng hoạt động. Dưới đây liệt kê một số các sản phẩm GPIB mới và các lĩnh vực nghiên cứu phát triển về GPIB bao gồm:

•Thiết bị điều khiển, chuyển đổi từ Gigabit Ethernet tới GPIB tốc độ cao.

• Giới thiệu bộ điều khiển PCI Express GPIB đầu tiên

•Thiết bị điều khiển, chuyển đổi từ Hi–Speed ​​USB-to–GPIB tốc độ cao

•Các sản phẩm điều khiển GPIB, dây cáp, và mạch tích hợp thoả mãn RoHS–compliant.

•Tương thích với hệ điều hành Windows 7

• Tương thích với Mac OS

•Tương thích với Solaris 9 và 10

Nguồn gốc sự phổ biến của GPIB

Sự thành công của GPIB và việc người dùng sẽ tiếp tục sử dụng GPIB trải qua hàng thập kỷ tiếp theo có yếu tố bắt nguồn từ tính năng ưu việt củacác phần mềmrất phổ biến của hãng NIvàsự có sẵn các Driver của hàng ngàn thiết bị. NI LabVIEW là một phần mềm tiêu chuẩn công nghiệp để phát triển các ứng dụng điều khiển thiết bị. Phiên bản mới nhất của LabVIEWlà LabVIEW2010, bao gồm các tính năng điều khiển thiết bị mới – như trực quan hơn và tích hợp khả năng tự động tìm kiếm Driver cho thiết bị (IDFinder). National Instruments có riêng một nhóm các kỹ sư phần mềm chuyên phát triển trình điều khiển thiết bị (Driver) cho các thiết bị mới được phát hành từ hàng trăm nhà cung cấp khác nhau. Ngày nay, mạng idnet của NI (instrument driver Network) cung cấp miễn phí hơn 8.500 Driver khác nhau vàđội ngũ phát triển Drivercủa NI vẫn cần mẫn làm việc để cho ra đời hàng trăm driver mỗi năm cho những thiết bị mới được xuất xưởng.

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể thấy rằng giao diện GPIBngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp hiện nay. Gần đây, hơn 80 phần trăm các thiết bị mới được công bố công khaihàng năm từ các công ty hàng đầu trong lĩnh vực đo lường và thử nghiệm tự động có tích hợp chuẩn giao tiếp GPIB.

Các sản phẩm phần mềm, Driver của hãng NI liên tục được phát triển và cập nhật để hỗ trợ sự thay đổi đến từ hệ điều hành hay các ngôn ngữ lập trình khác. Các phần mềm mới nhất được liệt kê dưới đây:

• LabVIEW 10 cho các hệ điều hành Windows, Mac, và Linux

• LabVIEW SignalExpress cho Windows

•Phiên bản NI MAX 4.7 (Measurement & Automation explore)

• NI 488,2 Phiên bản 2.8cho Windowsbao gồm sự tương thích với Windows 7 (x86/64-bit) và Windows Server 2008 R2 (x86/64-bit).

• NI 488,2 Phiên bản 2,4 cho Sun Solaris bao gồm khả năng tương thích với Solaris 10

• NI–VISA 5.0.2, trong đó bao gồm sự hỗ trợtừ Windows XP đến Win7, hệ điều hành mới nhất của Red Hat Enterprise Linux 5, OpenSuse 11.x,Scientific Linux 5.x, và Mac OS X 10.5, 10.6s

Tương lai của chuẩn giao tiếp thiết bị GPIB

Mặc dù việc sử dụng GPIB trong ngành công nghiệp đạt được nhiều sự thành công và phát triển trên thực tế trong 30 năm qua, điều quan trọng mà bạn cần ghi nhớ là không có mộtbus điều khiển thiết bị đơn nhất hoặc công nghệ nào có thể cung cấp hiệu suất tốt nhất, đơn giản dễ sử dụng với chi phí thấp nhất . GPIB thể hiện sự kết hợp tốt nhất của các yếu tố này nhưng không phải là tốt nhất trong tất cả từnghạng mục. Vì vậy, bạn nên hiểunhu cầu điều khiển đối với từng thiết bị cụ thể trong các ứng dụng của bạn trước khi chọn một loại bus để điều khiển thiết bị.

NI liên tục khảo sát và đánh giá các đặc điểm của công nghệ mới về bus điều khiển thiết bị để cung cấp các khuyến nghị cho người dùng của họ và đảm bảo khả năng tương tác với các thiết bị thông qua GPIB. Ba bus giao tiếp mới đầy hứa hẹn trong lĩnh vực kiểm soát thiết bị là USB, Ethernet, và cáp PCI Express. Chuẩn USB là rất phù hợp cho các ứng dụng với các phép đo cầm tay, hoặc thu thập và truy xuất dữ liệu từ máy tính để bànvà laptop (Data logging), hay trong việc truyền nhận dữ liệu (Data acquisition).Tuy nhiên, chiều dài cáp USB bị giới hạn đến 5 m và các kết nối không chắc chắn. Chuẩn Ethernet là hữu ích nhất cho việc tạo ra một mạng lưới các thiết bị được kết nối với nhau và cần tới khả năng truy cập từ xa qua các vùng địa lý lớn. Nhưng chúng ta cũng hãy lưu ý rằng Ethernet có độ trễ (kém nhất) cao nhất trong tất cả các bus giao tiếp điều khiển thiết bị. Điều này có thể gây tắc nghẽn đường truyền(Bottleneck) trong các ứng dụng có tốc độ hoạt động cao. Cáp PCI Express là một công nghệ đang nổi lên mà hứa hẹn sẽ mang lại một băng thông cao, độ trễ thấp trong hoạt động và có thểdùng để chia sẻ dữ liệu trong các ứng dụng hiệu năng cao. Tuy nhiên, nó đòi hỏi một số chi phí cho bộ điều khiển và cáp điện, tương tự như GPIB ngày hôm nay.

Tóm lại, GPIB vẫn còn là một tiêu chuẩn công nghiệp chiếm ưu thế trong việc điều khiển thiết bị và sẽ lại tiếp tục đáp ứng hầu hết các yêu cầu về đo lường và điều khiển tự động của các kỹ sư trong nhiều năm tới. National Instruments cam kết hỗ trợ các sản phẩm GPIB, và họ sẽ tiếp tục đầu tưcho GPIB xuyên suốt các thập kỷ tiếp theo. Bạn có thể dựa vào những cam kết này của NI để đề ra chiến lược phát triển các sản phẩm, các khoản đầu tư phát triển cũng như tập trung nâng cao kinh nghiệm về chuẩn GPIB trong việc điều khiển và kiểm soát thiết bị.