GPIB란?
GPIB(General Purpose Interface Bus)는 정보기기 간의 신호 교환(이른바 인터페이스) 수단으로서의 통신 규격 중 하나입니다.
GPIB 케이블은 계측기 제어용 PC와 계측기 간의 연결에 자주 사용되며, GPIB는 1960년대에 고안된 휴렛팩커드(HP)사의 사내 표준에서 출발하여 1975년 미국 전기전자학회 IEEE에 승인되었고, 현재는 IEEE488 및 IEEE 488.2라는 국제 표준 규격입니다.
대부분의 계측기는 이 GPIB를 통한 정보 교환 수단을 표준으로 탑재하고 있으며, PC와 다른 정보기기를 사용하는 계측 시스템 등 모든 기기와의 통신에 범용적으로 사용되고 있습니다. 까지 연결할 수 있습니다. 단, 이 경우 전체 통신 속도는 속도가 가장 느린 장비에 따라 달라집니다.
GPIB의 사용 용도
GPIB는 PC(PC)에서 소프트웨어 제어로 동작 가능한 계측기기에 연결하여 자동 제어를 하고 평가하기 위해 기존 기종을 중심으로 광범위하게 사용되고 있습니다.
GPIB는 내노이즈성이 우수하여 신뢰성 높은 통신이 가능합니다. 제품의 특성 평가에서 기준이 되는 전기적 특성을 평가할 목적으로 (엄격한 제어가 필요한) 측정 장비에 많이 채택되고 있다. 예를 들어, 전기화학 측정이나 표면 처리 기술 등에서는 함수 발생기와 전기계를 결합하여 전위나 전류를 측정합니다.
저가형 측정기기에는 시리얼 통신인 RS-232C가 탑재되어 있는 경우가 많지만, 고급형 기기에서는 신뢰성이 높고 고속 통신이 가능한 GPIB를 채택하는 경우가 많습니다.
GPIB의 원리
GPIB의 원리는 그 편의성 확보를 위해 여러 기기를 스타 연결 또는 데이지 체인으로 연결하여 케이블만 연결하면 노이즈 내성이 우수한 측정기 상호간 고속 통신 제어가 가능하다는 점에 있다. 예를 들어, 다른 통신 규격인 RS-232C의 경우, 별도의 인터페이스를 설치하거나 스위칭 허브와 같은 것을 준비해야 한다.
이를 가능하게 하는 것은 GPIB의 특수한 커넥터 형태입니다. 플러그와 리셉터클이 일체화된 구조로, 8개의 데이터 버스와 5개의 관리 버스, 3개의 핸드셰이크 버스로 구성된 16개의 신호선으로 구성되어 있으며, GPIB를 통해 연결된 기기 중 데이터를 발신하는 기기를 ‘토커’, 수신하는 기기를 ‘리스너’라고 부릅니다. 라고 합니다.
하나의 장비가 토커와 리스너의 역할을 모두 수행할 수 있지만, 동시에 할 수는 없다. 이 경우 송신과 수신을 번갈아 가며 교대로 전환하여 통신이 이루어진다. 이러한 화자와 수신자를 지정하는 역할을 하는 기기를 컨트롤러라고 하는데, 일반적으로 PC가 이 역할을 담당한다. 컨트롤러와의 데이터 및 명령어 교환은 ASCII 형식으로 이루어집니다.
그 중 GPIB 보드가 하는 역할은 GPIB의 버스 통신선상에서 기기 간 데이터 충돌을 방지하는 기능이다. 이 역할에서 데이터를 전송할 수 있는 디바이스를 3~4대만 제한하여 실용화한 것이 GPIB 보드 컨트롤러이며, 항상 정해진 루틴 동작을 하고 있습니다.
GPIB의 기타 정보
1. LAN이나 USB와의 비교
최근에는 LAN이나 USB와 같은 통신 규격에서도 측정기의 제어가 가능한 새로운 기종이 늘어나고 있습니다. 특히 LAN에서는 GPIB의 한계인 최대 15대의 통신 접속 대수나 4m라는 측정기 간 거리 제한이 없어, 예를 들어 서로 다른 거점 간 원격 접속으로 측정 평가나 온라인 근무로 자택에서 실험실에 LAN으로 접속하여 측정 평가도 가능합니다.
반면 USB는 허브를 함께 사용하면 최대 127대까지 연결이 가능하지만, 연결이 가장 간편하고 IP 주소 등 통신에 대한 지식이 없어도 USB 케이블만 연결하면 통신 제어가 가능하다는 편리함이 매력적입니다. 다만, LAN도 USB도 측정기 업계에서는 비교적 새로운 기종의 대응이 주를 이루고 있기 때문에 기존 측정기에서는 미지원인 것도 있어 평가하고자 하는 항목과 기종에 따라 구분하여 사용할 필요가 있습니다.
통신 속도는 USB2.0이나 LAN의 고속 버스가 우수하지만, 일반적으로 측정기의 측정과 데이터 처리에 필요한 처리 속도가 속도를 좌우하는 경우가 많습니다. 특히 데이터량이 많은 스펙트럼 분석기 등에서 변조 파형 처리 등은 버스의 속도 차이가 두드러지게 나타납니다.
2. IEEE488과 IEEE488.2
IEEE488.2는 IEEE488을 포괄하는 상위 표준으로, IEEE488에서는 명령어(지령), 데이터 형식, 쿼리(질의) 등의 규정이 없고 기본적인 통신 프로토콜과 전기적, 기계적 통신 인터페이스의 사양만 규정되어 있습니다.
IEEE488.2는 IEEE488의 상위 표준으로 명령어, 데이터 포맷 등의 규정도 함께 규정되어 있어, 보다 측정기 및 정보기기 간 통신 표준의 색채가 짙어졌습니다.