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NIGPIB产品的优异特性分析
NIGPIB产品的优异特性分析 2011年12月10日 来源： 二十多年来，仪器控制应用领域中一直有两大类总线占主导地位——也就是常用于控制科学分析仪器的RS 232串口总线，和用于控制传统测试测量设备的IEEE 488通用接口总线(GPIB)。 尽管目前世界上所有的台式机和笔记本电脑都已配备RS232接口，而采用GPIB接口控制仪器仍然需要用到专门的控制器硬件。遗憾的是，许多科研人员和工程师在选择购买仪器控制硬件时，往往只单纯考虑价格因素，而错误地以为GPIB接口卡只是一种普通商品，以为随便选择什么样的控制器都是一样的，无所谓。 本技术白皮书将讨论决定GPIB控制器优劣的三个主要因素，同时还将详细介绍能显著提高您的测试测量系统各方面工作效率的一些软硬件特性，从更加高效的应用程序开发，到更高速、更稳定可靠的应用程序运行，再到确保调试和维护的万无一失，都将在以下内容中一一展开讨论。目录： ·三个关键因素 ·运行性能 ·可靠性 ·工作效率 ·总结三个关键因素 当您为自己的仪器控制系统选购GPIB控制器的时候，请记住：NI的GPIB控制器可为您提供三大方面的独特优势和诱人的高性价比，从而确保您的整个系统周期中实现最节省时间和最节省成本的完美方案。 高性能——凭借无可比拟的硬件吞吐量和高度优化的驱动软件，您可以在更短的时间内进行更多测试，整体效率因而获得大幅度提高，同时还能帮助您实现更多产品创新、技术革新，进而带来更高收益。 高可靠性——硬件和软件的可靠性保证您的系统无故障地连续长时间工作，不再需要担心一次次恼人费时的故障性中断。这种高度可靠性能可以减少当机时间，大大节省您的时间和成本消耗。 高效率——配置，故障诊断，调试工具，世界一流的技术支持和20年保持不变并事实上已成为工业标准的程序编程接口（API），以及最广泛的操作系统支持，诸如此类的特性成就了最为高效有利的开发环境，供您轻松使用。凭借这些，您就能确保以最短的时间和精力创建出您所需要的应用程序，进一步节省了您宝贵的时间，帮助您更快地推出产品。 接下来的部分，我们会集中讨论GPIB控制器硬件的三个关键方面，并分析NI GPIB硬件和软件特性在这三方面所具有的明显优势。此外，我们还和其它非NI GPIB硬件产品进行比较，从而考察NI解决方案在节省时间和资金两方面的优势。 在进一步介绍前，需要注意的是尽管这三个方面的探讨将分别展开，却又不可能完全割裂开来。例如，为了提高驱动的高可靠性和强大的功效，系统内部的工作开销就会增加，从而影响到系统的性能。GPIB软硬件的最佳结合就是很好地平衡各种特性，从而提供最佳的运行性能、可靠性和工作效率。最理想的GPIB软件硬件结合就意味着各种有利于优化性能、可靠性与工作效能的各项条件间巧妙的平衡。运行性能 当评价GPIB硬件的整体性能时，最明显的技术指标是板卡的数据吞吐量。例如，板卡的最大数据吞吐量为700kB/s还是1.5MB/s？然而除了板卡速率外，现在还有其它几个重要的因素需要仔细研究。这些因素集中在两个方面：1）硬件速度，2）驱动速度。 硬件速度 板卡的最大数据吞吐速率是非常重要的技术指标，因为它代表的是板卡能通过GPIB接口传送数据的最快速度。传送速度越快，就表示在更短的时间内传送更多的数据。这在产品测试环境中尤为重要，因为几个毫秒的产品测试时间的缩短就可以节省大量的成本。考察GPIB板卡在不同传送容量下的数据传送速率也是非常重要的。例如，板块采用较小数据块和较大数据块输送数据的性能是否一样？板卡的数据吞吐速率在全部数据传送块大小的范围内是否一致？图1显示了NI PCI-GPIB针对不同大小数据块所能实现的性能。 NI PCI-GPIB的最大传输速率超过1.5MB/s，采用500B大小的常用传输容量时传输速率高于1MB/s。此外，即使传输数据块低于500B时，板卡也能很好地工作。 NI是依托专门设计的GPIB ASIC技术实现产品性能的提升。NI硬件都是采用NI TNT GPIB ASIC芯片。 除了专门的NAT4882电路用以实现IEEE 488.2的控制器/通话/侦听的功能，NI TNT ASIC还具备了Turbo488性能提高内核以及所需的GPIB收发器(transceiver)。此外，NI TNT ASIC还包括板载的FIFO以及DMA传输功能，它可以不占用CPU时间，因为PC在GPIB数据传输的过程中，仍然可以专注于执行其它任务。 相比之下，许多低成本GPIB供应商直接采用克隆NEC PD7210或TI TMS9914A的GPIB ASIC。虽然这些ASIC也比较可靠，但它们不具备NI TNT ASIC中帮助提高性能的任何特性，也没有板载收发器。不仅如此，许多低成本板卡不提供DMA功能，也不具备板载的FIFO，所以硬件的运行速度很低。 NI TNT ASIC还具备其他一些特性，补充其提高性能的能力。NI TNT ASIC确保完全遵循／符合IEEE 488.1 T1的延迟时间标准，确保仪器不会丢失数据并尽可能高效地传送数据。此外，NI TNT ASIC对握手信号的快速响应让人难以置信。最后，NI TNT
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