【国家标准(GB)】 VME总线对仪器的扩展 第1部分: TCP/IP仪器协议规范

ICS 17.220
中华人民共和国国家标准
GB/T 21547. 1—2008
VME总线对仪器的扩展
第1部分：
TCP/IP仪器协议规范
VMEbus extensions for instrumentation-Part 1 : TCP/IP instrument protocol specification2008-03-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-11-01实施
1引言
1.1适用范围
1, 2 文本结构
1.3规范的目的
1. 4术语和定义
1.5参考文献
1.6相关文件
2网络仪器协议
协设基础
连接模型
中断逻辑
系统行为-
基本数据类型
2. 6网络仪器消息(RPCs)
3网络仪器RPCL
3.1中心和异常中断通道协议
中断协议
网络仪器通道
OSI参考模型
网络仪器协议栈
网络仪器通道
连接模型
连接模型一
连接模型
连接模型
连接模型
连接模型
单一连接，一个器件
单一连接，多个器件
两个连接
两个主机，一个器件
两个主机，多个器件
…两个主机，多个并行器件
无效连接模型
双主机
中心和异常结束通道建立顺序
中断通道的建立顺序
另一调用中的 Interrupts_SRQ
另一调用之后的Interrupts_SRQ操作标记
网络仪器协议
错误值
-TKAoNrKAca-
GB/T21547.1—2008
GB/T21547.1—2008
程序号
表 4 create_link 错误值
表5 destroy_link错误值.
表 6device_write 错误值
表 reason 位设置
表8 device_read 错误值
表9device_readatb错误值
device_trigger 错误值
device_clear 错误值
device_remote错误值
device_local 错误值
device_lock 错误值
device_unlock 错误值..
create_intr_chan错误值
destroy_intr_chan 错误值
device_intr_srg错误值
字节交筷
rlevice_docmd错误值
device_abort错误值
GB/T21547VME1）总线对仪器的扩展》分为如下几个部分：第1部分：TCP/IP2>仪器协议规范；第2部分：TCP/TP-VXI总线接口规范第3部分：TCP/IP-IEEE488.1接口规范；第4部分：TCP/IP-IEEE488.2仪器接口规范。本部分为GB/T 21547的第1部分。-TKAoNrKAca=
CB/T 21547. 1—2008
本部分的结构与技术内容与VX13)-11:1995(Rev1.0)一致，仅在以下方面做了编辑性的修改：标准名称增加了“第1部分”；
将章节编号 A,B,C改为 1,2,3
缩略语给出了注释。
本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第四分技术委员会归口。本部分起草单位：哈尔滨理工大学、哈尔滨电工仪表研究所。本部分主要起草人：马怀俭、童子权、袁薏防、芦菊睿、盛颖。本部分为首发布。
1) VMF, VERSA-bus Modular European2)TCP/IP,Transmission Control Protocol/Internet Protocol3) VXI,VME-bus Extension for Instrumentation,m
1引言
VME总线对仪器的扩展第1部分：TCP/IP仪器协规范
GB/T21547.1—2008
在测试和测量工业中将仪器连接到计算机网络的需求与日俱增，这种连接可能是局域网也可能是广域网。随之而来就需要有一个规定控制器和器件通过计算机网络互联的标准。本规范是一系列VXI总线规范的一部分，它说明了仪器如何才能连接到工业标准网络上。本规范所支持的通信和缩程范例与IEEE488.2支持的技术在本质上很类似。本规范播述的协议允许ASCII消息通过TCP/IP网络在控制器和器件间传递。读者应了解网络、互联网协议组、ONCRPC及TEEE488.2的知识。
1. 1 适用范围
本规范是VXI总线规范的一部分，规定了网络仪器协议，该协议可用于基于TCP/IP网络的控制器和器件之间的通信。
本规范唯一直接提及的网络是支持互联网协议组的网络。本规范中所定义的技术可在其他网络上应用（如支持OSI协议标准的网络），但本文本并未述及相关变换。本规范在互联网协议组上层使用开放网络计算（ONC)远程过程调用（RPC)，ONC/RPC协议仅作为在网络上的协议规范使用，并未指定特定的应用接口：
网络仪器主机也可支持其他网络协议。1. 2文本结构
文本分成两部分。
第一部分：引言，目的是让读者熟悉本文的意图与范围；第二部分：网络仪器协议，定义用于通过TCP/IP网络在控制器与器件间通信的网络协议。1.3规范的目的
本规范有以下目的：
允许ASCII码消息（包括IEEE488.2消息和IEEE488.1仪器控制消息），在TCP/IP网络上a
的控制器和器件间通过，
定义一仪器协议，它可应用于在TCP/IP网络上的控制器/器件之间的通信。b）
能使独立制造的各种仪器互连成一个单一功能的系统。e
d）提供一个扩展协议的机制。
定义一个能支持各种应用接口的仪协议。e
为允许其他网络协议应用到器件和控制器功能中，要求存在诺如网络文件系统（NFS)或远程登录(telnet)等协议：
1.4术语和定义
本部分确定采用如下术语和定义。1. 4. 1
控制器controller
系统组件，它向一个或多个器件发送程序消息以及从一个或多个器件接收响应消息。1.4.2
器件device
可单独寻址的系统组件，它接收来自一个或多个控制器的程序消息以及向一个或多个控制器发送响应消息。
GB/T21547.1—2008
网络仪器主机networkinstrumenthost网络上的终端，它可包括控制器、器件、网络仪器客广或网络仪器服务器。1.4.4
network instrumcnt connection网络仪器连接
TTiKAoNir KAca-
在网络仪器客户和网络仪器服务器之间的连接，包括中心通道，任选的异常结束通道和任选的中断通道。
网络仪器客户networkinstrumentelient一个实体，它为一个或多个控制器维持与网络仪器服务器单一的网络仪器连接。1.4.6
netyori sirument server
网络仪器服务器
我器件维持与网络仪器客户单一的网络仪摄连接一个实体，它为
网络仪器消息
etworkinstrumentmessage
和网举仪器服务器之间发送的字节序列，它包含十个请求或应答，网适当定义的存
器客广
络仪器消息使用ONCRPC定义。
链接link
通过网络仪器
系统systen
在控制器与器件之间的通信路检的R
通过网络互相连接的一组器件和控制票，该网络支持丘联网协议组和在本切议中定义的网络仪器协设。
与其他VXI总现范中的一样，下列术语是用来区别客段内容的。这些定叉和IEEE1155：1992
中的一样。
规则rule
为确保兼容性而必须造守的。
规测用调\应该”（SHALL）和“不应该“（SHILNOT)来表示。这些词只用于陈述规则，不用一食他了的1.4.11
recommendation
由一些对执行者的劝告组成，这些劝告可影响最终器件的使用，对增加吞吐量的特定硬件的讨论也列入推荐中，应遵守这些推荐以避免一些问题并获得最任性能。1.4.12
允许permission
用来阐明没有特别禁止的规范的范围。允许使读者放心某种方法是可接受并且不会引起问题的，用可以\（MAY)米表示允许。
注意observation
阐明规则的含义，引起人们对容易忽略问题的注意。给出某些规则的合理解释，使读者更好地理解该规则为什么必须被遵守，。
任何没有标题的正文都应认为是对标准的说明。2
1. 5参考文献
GB/T 21547.1—2008
[1］GB/T159461995可程控测虚设备的标准数字接口（idtIEEE488,1,1987）。[2] GB/T 17563--1998 可程控测量设备标准数字接口的标准代码,格式、协议和公用命令(idtANSI/IEEEStd 488,2.1987)E3] 互联网协议，请求注解 791,Jon B.Pastel,DDN 网络信息中心,SRI 国际，1981,9,也见MIL-STD1777.
[4] 传输控制协议,请求注解 793,Jon B. Postel,DDN 网络信息中心,SRI 国际,1981,9,也见MIL-STD1777.
[5]通过以太网传送 IP数据报的标准,请求注解 894,C. Hornig,DDN 网络信息中心,SRI 国际,1984.4。
[6]］XDR.外部数据表示标准，请求注解1014,Sun微系统公商,DDN 网络信息中心，SRI 国际，1987.6。
[7]通过 IEEE 802 网络传送 IP 数据报的标准,请求注解 1042,J.Pastel 和 J. Reynolds,DDN 网络信息中心.SRI国际1988.2。
[8」RPC.远程过程调用协议规范，请求注解1057Sun 微系统公司、DDN两络信息中心，SRI国际,1988. 6。
[9] 对互联网主机通信层的要求,请求注解 1122,R. Bradcn,DDN 网络信息中心,SRI 国际，1989.10.
［10]JSO 8802-2:1989[ANS[/TEEE802.2-1989]信息技术局域网和城域网第2部分：逻辑链路控制。
[11]IS0/IEC8802-3:1993[ANSI/IEEE802.3-1993]信息技术局城网和城域网第3部分：带有冲突检测的载波侦听多址访问(CSMA/CD)访问方法和物理层规范。[12]以太网，物理和数据链路层规范（2.0版），数字设备公司英特尔公司和施乐公司，1982.1.6相关文持
本规范是一系列规范中的文件之一，这组规范说明控制器和器件间通过网络基于ASCII码通信的方法。本规范说明用于这种通信的协设。这组规范中的其他规范，说期了从本规范中叙述的协设到其他相关规范所及的特定接口的具体变换，该规范不要求这组规范中的其他规范只依从本规范，也不要求非有其他规范和本套规范相配合：建议在使用这些规范时首先要阅读本规范，因为本协议是相关规范建立的基础。然后再阅读适当的相关规范。如果用户对VXI总线器件连接到 LAN上感兴趣，则可以参阅 TCP/IP-VXI总线接口规范(GB/T21547.2—2008)；如果对IEEE488.1器件连到LAN上感兴趣：可参阅TCP/IP-IEEE488.1接口规范(GB/T21547.3—2008)；如果对IEEE488.2型仪器直接连接到LAN上感兴趣，则参阅TCP/IP-IEEE488.2仪器接口规范（GB/T21547.4）。如果用户的兴趣是将那些支持其他一些接口(如RS-232)的器件连接到LAN上，则可能需要阅读一个或更多的相关规范来理解一般采用的从协议到具体接口的变换方法。
下面列出的规范是这组规范中的现行部分标准a）GB/T21547.2一2008VME总线对仪器的扩展第2部分：TCP/TP-VXI总线接规范b）GB/T21547.3—2008VME总线对仪器的扩展第3部分：TCP/IP-IEEE488.1接口规范c）GB/T21547.4VME总线对仪器的展第4部分：TCP/IP-IEEE488.2仪器接口规范2网络仪器协设
网络仪器协议使用ONC远程过程调用(RPC)模型。从概念上讲，这种模型充许一个请求一般称客户）像在本地一样调用远程过程（一般称服务器》。本规范使用ONC/RPC来定义网络仪器消息，这3
GB/T 21547.1—2008
KAONrKAca-
些滑息在网络上传输，但并不要求这些RPC作为应用接口提供。然而ONC/RPC接口可以作为一种方便的手段，供器件设计者使用。客户通过一个专门的数字来区分远程过程或消息，然后这些数字和过程的变元类型及其值一起被编码成消息，这个消息被发送到服务器上，在这里由服务器解码。服务器使用唯一标识符来发送请求当请求结束，返回值被编码成消息，送回到客户机。接口定义（见第3章)给出了功能范例以及过程的唯一标识符。对ONCRPC来说，唯的标识符是程序号(也称作接口id),过程号和版本号的结合。表1列出17个定义网络仪器协议的消息。要求这些消息被所有的声称属于网络仅器的器件所支持,其中大多数消息对于使用过 IEEE 488 器件的人来说是熟悉的，表1网络仪器协议
creat_link
deviee_write
device_read
device_readsth
devicu_trigger
device_clear
device_rempte
device_lacal
device_lock
deviet_unlock
create_intr_chan
destroy_intr_chan
device_enable_srq
device_docrad
destroy_link
device_abort
device_intr_ srq
inierrupt
打开对器件的链接
器件接收消息
器件返回结果
器待返回其状态字节
器性执行触发
器性自清除
器件便甚前面板不可用
器件使其前面板可用
器件被封锁
器件不被封锁
器件建立中断通道
器件拆除中断通道
器件允许/不充许发送服务请求
器件执行命令
关闭对器件的链接
器件异常结束过程中的调用
器件发送服务请求
消息是在三个不同的通道上发送的：一个中心同步命令通道其是异常结束道道（对异常结束的中心通道操作),还有中断通道(见图1)。中心(写读)wwW.bzxz.Net
网蜂仪器控制学
协这基础
异常结
中听(SRQ)
网络快器通道
网格优件
这部分使用的术语用于说明网络仪器协议使用的分层，网络仪器协议不严格遵循国际标准化组织(ISO)开放系统互联(OSI)参考模型。OSI模型是一个7层棋型，如图2所示。4
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
图2OSI参考模型
GB/T 21547. 1—2008
网络仪器协议是一个应用层协议，它是为控制器对器件通信改计的，该通信使用与IEEE488器件通信类似的通信范例。网络仪器协议是建立在工业标准协议栈之上，允许仪器和控制器通过已存在的网络进行通信。以下各节从协议栈的底部向上说明对实现网络仪器协设的控制器或器件的协议栈要求。
物理屏和数据鞋路层要求
规则 2. 1,1
主机应该支持以太网/802.3数据链路层和802.3/10BA.SF-T物理层，器件应包括10BA.SE-T的RJ-45连接器。
充许 2. 1. 1
主机可支持除以太网/802.3/10BASE-T外的其他数据链路层和物理层。2.1. 2网络层和传输层要求
规则 2. 1. 2
主机应支持互联网协议组，包括传输控制协议（TCP)和互联网协议（TP)，TCP应被用于传输层。充辞 2.1. 2
主机在中断通道可支持用数据报协议(UDP)：查看creale_intr_chan消息的说明以获得更多信息。
注意2.1.1
网络仪器协议被设计成使用可靠的定问向连接的传掩殿务。一般地，仪器进程的能力悬不同的，姐第二欢接收相同的消息可使仪器进人不同的状态，而且TCP的使用保证操作至多执行次，使用TCP意味着连接的双方是：
a）意识到连接：
b）可以检测到连接结束。
将 TCP作为基础传输机制使用的同时：a）保证消息按顺序发送：
b）保证如果接收到一个响应信号，进程精确地执行一次！c）控制器和器件无需证实消息已到达；d）允许远程过程的参数是任意大小。IETF(Internet Engineering Task Farce)中的 RFC1122 概述了对支持互.联网协议组的主机的要求。
包括IP地址的TCP/IP栈的配置机制是独立执行的。IP地址及其他栈参数可使用一个合适的两络协议来分配或用本地机制配置。2.1.3会话层和裹示层要求
规购 2. 1. 3
所有的网络仪器主机应该执行一个协议，其协议消息应该与开放网络计算（ONC)远程过程调用(RPC)的定义相兼容。这包括在会话层使用的RPC机制及在表示层使用的外部数据表示(XDR)机制。5
GB/T 21547. 1-2008
注意 2. 1.2
KAoNKAca-
网络仪器主机不要求作为一个应用接口支持ONC/RPC，只需保证网络仪器协议部分的消息发送和接收是与 ONC/RPC 和 XDR 相兼容的。规则2.1.4
所有作为网络仪器服务器的主机应该支持端口变换程序。端口变换程序为网络仪器客户提供确定网络仪器服务器正在听的端口的方法。2. 1. 4应用层要求
2. 1. 5规则 2. 1. 5
网络仪器主机应该执行2.5和2.6定义的所有网络仪器消息及它们的数据类型。网络仪器消息是二个定义好的字节序列，它在网络仪器客户和网络仪器服务器之间传输，包括请求或应答。网络仪器消息用 ONC/RPC来定义。
2.1.6协议栈概要
基于每层的要求，协议栈的结果如图3所示。应用层
裁示层
传输层
网络层
数据链路层
2. 1.7网络仪器客户
如本规范所规定的网络仪器
RFC1014
ONC/RPC
以太网/802.3
802. 3/10HASE-T
图3网络仪器协议栈
RFC1057
RFC793
RFC791
8802-3
网络仪器客户是任何一个与网络仪器服务器有单一网络仪器连接的实体。一个网络仪器客可能是个主机，在主机上执行的过程，或是在主机的某个过中运行的线程：这会影响驻留在任一-给定主机上的网络仪器客户的数目，以而影响米自那个主机的连接数目。2.1.8网络仪器服务器
网络仪器服务器是任何一个与网络仪器客户有单一网络仪器连接的实体。网络仪器服务器可能是主机，在主机上运行的过程，或是在主机的某个过程中运行的线程。这会影响驻留在任一给定主机上的网络仪器服务器的数目，从面影响到可获得的网络仪器连接的数目。2.2连接模型
这一部分定义了网络仪器协议的连接模型及控制器、器件、网络仪器客户和网络仪器服务器之叫的关系。本规范中用的术语“控制器”，主要指RPC客户，而术语“器件”典型的是指RPC服务器。由于中断而使角色互换时例外，这点将在规范的后面加以说明。就像在本规范并头的概述及在图1中展现的一样，网络仪器协议用三个通道在器件和控制器间传输网络仪器消息。连接网络仪器的这组通道是：，中心通道：用来传输除device_abortRPC和device_intr_gTqRPC之外的所有请求。·异常结束通道：用于传输device_abort.RPC（客户任选），·中断通道：用于传输从器件到控制器的device_intt_srqRPC(客户征选）。这三个通道与三对RPC客户/服务器相对应。网络仪器连接是用2.2.1和2.2.5中讨论的建立RPC客户及建立RPC服务器的操作建立的。全部三个通道建立后，网络仪器客户包括两个RPC客户和一个RPC服务器，而网络仪器服务器则包含两个 RPC 服务器和一个 RPC客户(见图 4)。6
规则2.2.1
网络慎累客户
中心通道
RPC客户
异常结束通道
RFC客户
中断通道
RPC服务器
图4网络器通道
网络收器服务善
中心通道
RPC胜务器
异常结束通道
RPC国务器
中断通道
KPC客户
CE/T 21547. 1—2008
网络仪器服务器应该提供上述全部三个通道，这些通道应该按照2.2.4（中心通道和异常结束通道建立顺序)和 2.2.5(中断通道建立顺序)中规定的连接建立懒序来建立。注意 2, 2. 1
虽然要求网络仪器服务器支持全部三个通道，但是个别的网络仪器连接可以不包括全部三个通道，而电网络仪器客户决定。
Links(链接)表示一种在控制器和器件间的通信途径的实例。任意给定的网络仪器连接闭带有由create_link RPC产生的多个链接,也要注意多于一个控制器可有同时向单一器件开放链接的情况。图5示山-个网络仪器客户与一个网络仪器服务器对话的典型方案，单一链接被应用在和一个器件通信的单连接中。
网络位柔土机
挖制要
两络仅器
链接1
连接模型
网络收器
网络忆器土机
网馨悦器
服务露
单一连接，一个器件
图6示出一个网络仪器客户与一个网络仪器服务器对适的的典型方案，应用在单一连接上的多个链接与多个器件同时通信
网络仪器主机
控制牌
两络收器
链接1
两络仅器
网络仪器主机
附练收据
服务器
链接1
链接2
图6．连接模型单一连接，多个器件器件
GB/T21547.1—2008
图7示出有两个网络仪器客户的单一主机与两个网络仪器服务器对话的方案。网络仪器主机
控制器
挖制靠
网络仪器客产
能接2
网络仪器客户
链接1
网络仪器
网络仪器
图7连接模型
图8示出了与同
网络仪器主机
网络仪誉服务器
链接1
链接2
网络化器服务器
性接1
两个连接
一器件都有链接的两个主机的连接方案o
服务器必须式
网普交普客产
网络仪誉客
额信息，见2
图9示出两个主机
网络仪器
控制器
网络仪器主机
控制器
连接模型
网络收器
测络受警
网络仪器主机
网络仪盛服务器
网络仪器服务器
两个主机一个器件
生机不顶
继接1
德瘀2
网络仪器客户
链接1
图9连接模型-
展终仪器
网络仪露
信的方
网络仪器主机
网络仪量服务媒
链接2
网络仪器服务器
链接1
一两个主机，多个器件
图10示出与同一网络仪器主机多个器件都有链接的两个主机的通信方案。8
-TKAONKAca
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。