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虚拟仪器中的EPP接口设计
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2020-12-08
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虚拟仪器是计算机软件和硬件(处理器、存储器、显示器)及测试功能硬件(数/模变换器、模/数变换器、定时和计数、数字输入输出等)构成的测试平台,他融合了测试理论、仪器原理、电子技术、计算机接口、总线技术以及软件编程技术于一身,实现了测量仪器的系列化、模块化、智能化和网络化,具有多功能、低成本、应用灵活、操作方便等优点,成为仪器发展的一个重要方向。 虚拟仪器与微型计算机的接口主要有3种形式: (1)通用仪器总线接口 最典型的是VXI总线(VMEbus Extensions for Instrumentation,VME总线在仪器领域的扩展),该总线数据传输速度可达40Mb/s,其电气标准规范,
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虚拟仪器中的虚拟仪器中的EPP接口设计接口设计
虚拟仪器是计算机软件和硬件(处理器、存储器、显示器)及测试功能硬件(数/模变换器、模/数变换器、定时和计数、数字输入输出等)构成的测试平台,他融合了测试理论、仪器
原理、电子技术、计算机接口、总线技术以及软件编程技术于一身,实现了测量仪器的系列化、模块化、智能化和网络化,具有多功能、低成本、应用灵活、操作方便等优点,成
为仪器发展的一个重要方向。 虚拟仪器与微型计算机的接口主要有3种形式: (1)通用仪器总线接口 最典型的是VXI总线(VMEbus Extensions for Instrumentation,VME总线在仪器
领域的扩展),该总线数据传输速度可达40Mb/s,其电气标准规范,
虚拟仪器是计算机软件和硬件(处理器、存储器、显示器)及测试功能硬件(数/模变换器、模/数变换器、定时和计数、数字输入输出等)构成的测试平台,他融合了测试理论、仪器原理、电子技术、计算
机接口、总线技术以及软件编程技术于一身,实现了测量仪器的系列化、模块化、智能化和网络化,具有多功能、低成本、应用灵活、操作方便等优点,成为仪器发展的一个重要方向。
虚拟仪器与微型计算机的接口主要有3种形式:
(1)通用仪器总线接口 最典型的是VXI总线(VMEbus Extensions for Instrumentation,VME总线在仪器领域的扩展),该总线数据传输速度可达40Mb/s,其电气标准规范,系统重组和电磁兼容性均较好,
可靠性高,并具有同步触发功能;但系统结构复杂、成本高,一般适合于组建大型精密的自动测试系统,如航空测试系统,军用测试系统。
(2)计算机内部插卡式接口 主要有微机内部的ISA接口和PCI接口,数据传输速度分别可达16Mb/s和133Mb/s;价格适中,适用于中小型测试系统。但由于插卡式结构的虚拟仪器直接插在微机内部的主
板上,极易受到PC机的电源纹波和机箱内电磁辐射的干扰,从而限制了他的应用范围。
(3)计算机外部通用总线接口 主要有增强并行接口EPP(Enhanced Parallel Port,IEEEl284)、扩展能力接口 ECP(Enhanced Capability,PortIEEEl284)、通用串行总线USB(Universal Serial Bus)和火线
Fire wire(即IEEEl394总线),数据传输速度分别可达2Mb/s,4Mb/s,12Mb/s和400Mb/s。EPP和ECP是在原打印机接口基础上发展起来的并行接口;USB,Fire wire是新型高速串行总线,并具有
热插拔能力。由于采用外部通用接口的虚拟仪器硬件在微机外部与计算机相联,因此电磁兼容特性良好。特别是增强并行接口EPP,技术的复杂性和成本都不会太高,是构建通用自动测试系统的一种良
好选择。由于插拔不用开机箱,使用方便,尤其是适用于笔记本电脑。
本文仅讨论使用EPP井口的虚拟仪器。
2 EPP增强型并行接口
EPP协议是一种与标准并行口兼容且能完成双向数据传输的协议。该协议定义的并行口更像一个开放的总线,给用户提供了强大的功能和灵活的设计手段。
2.1 EPP信号特性
当计算机井口工作于EPP模式时,实际上只用了8条数据线Data0~7和5条信号线nWrite,nWait,uDataStrobe,nAddrStrobe,nReset("n"表示低有效)。EPP信号引脚的定义与标准并口的定义有所不
同,如表1所示。
2.2 EPP端口寄存器
EPP端口与标准井口SPP兼容,并增强定义了新的端口地址,如表2所示(Base为并口基地址:如LPTl为378H)。
当对基地址端口进行I/O操作时,就如同使用标准井口一样,必须由软件程序检测当前状态以产生必要的控制信号。要同EPP外设通信,则从EPP地址端口Base+3读写地址,从EPP数据端口Base+4读
写数据。由于计算机井口只有8b数据线,16b或32b数据必须分成若干字节分别传送。如果设备端口有16b或32b数据线,可以利用Base+5,Base+6和Base+7三个端口直接完成16b或32b数据传输。
2.3 EPP时序
与标准并口通过软件检测外设状态并产生握手信号不同,EPP只需对相应端口进行一次I/O操作,读/写周期即开始,计算机自身产生一系列异步、互锁信号,自动完成握手操作,避免了程序的复杂
性,使得EPP数据传输率接近标准PC内部ISA总线的传输率,典型的EPP传输速率为500kb/s~2Mb/s。
EPP协议定义的并行口提供了4种传送周期:数据写周期、数据读周期、地址写周期和地址读周期。数据周期一般用于计算机向外设发送命令和控制信号,以及向外设传送数据。地址周期一般用于传送地
址、通道等信息。实际上,数据周期和地址周期并没有那么严格的界限,可以把地址周期看作另一种数据周期。图1~图4是4种周期的时序图。
EPP时序规定nDataStrobe(nAddrStrobe)信号在PC检测到nWait有效后才能置低,nDataStrobe(nAddrStrobe)有效又导致nWait信号变高,即通知PC结束该读写周期,nDataStrobe(nAddrStrObe)随后恢
复到空闲时的高电平状态。上述信号之间的互锁关系可用下式实现。
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