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日本工業規格(日本産業規格) JIS
C 1901 : 1987
計測器用インタフェースシステム
An Interface System for Programmable Measuring Instruments
第1節 概説
1. 適用範囲と目的
1.1 適用範囲
1.1.1. この規格は,機器システムを組み立てるために,プログラマブル若しくはノンプログラマブルな電
子計測器とその他の機器又はアクセサリとの接続に使用されるインタフェース系に適用する。
1.1.2. この規格は,次のような機器システム用インタフェース,又はその一部に適用する。
(1) 接続されている装置間の転送データがデジタルの場合(アナログは除く。)。
(2) 接続しているケーブルの合計の長さが20mを超えない場合。
(3) いずれの1本の信号ラインに対してもそのデータ転送速度が1メガビット/秒を超えない場合。
この規格の基本的な機能に関する仕様は,次の条件を満足するデジタルインタフェースにも適用する。
(1) デバイス間の距離がより大きい。
(2) より多くのデバイスを必要とする。
(3) より大きい耐雑音性を必要とする環境。
(4) これらの組合せ。
このような拡張した応用に対しては,異なった電気的及び機械的仕様が必要とされる。
(例えば,対称性をもつ回路構成,高いスレショルドレベルをもつ論理回路構成,特殊なコネクタ及び
ケーブル構成)
1.1.3 この規格は,機器のシステムにおいて有用とみなされるプロセッサ,発振器,表示器,記憶装置,
ターミナルユニットのような他のシステム要素に応用できる。
1.1.4 この規格は,通常,電気的に条件の良い,かつ物理的寸法(システムコンポーネント間の距離)も
限定された実験室及び生産試験室の環境に対して適用する。
1.1.5 この規格の主要な目的は,単品で十分使用できる機器を外的手段を用いて他の機器と接続可能にす
るインタフェースシステムを示すことである。また,この規格は,その機器内の各部分間の接続にも適用
する。
1.2 目的
この規格は,次のことを目的とする。
(1) 限定された距離で使用するための多目的システムの定義。
(2) システムを通して相互に接続され,確実に情報が伝達されるために装置が満たすべき,デバイスに依
存しないインタフェースの機能的,電気的,機械的必要条件の決定。
(3) システムに関する用語,定義の決定。
(4) メーカ個々に製造された機器が一つの機能システムとして接続可能にすること。
(5) 同時にシステムに接続される機器に幅広い能力(簡単な能力から複雑な能力まで)を許容すること。
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(6) メッセージをコントローラや中間ユニットを経由しないで機器間で直接伝達することも可能にするこ
と。
(7) システムに接続される機器の機能に最小限の制限を与えるだけで構成できるようなシステムの定義。
(8) 幅広いデータ転送速度にわたって非同期転送可能にするシステムの定義。
(9) システム自身が比較的低価格で,かつ低価格のデバイスを相互接続することができるシステムの定義。
(10) 簡単に使用できるシステムの定義。
1.2.1 この規格は,機器システム用インタフェースの特性だけとし,装置の設計仕様,無線障害規制への
配慮,性能,安全性は,適用しない。
備考 性能及び安全性に関しては,IEC 359(電子測定装置の機能的性能の表し方),IEC 348(電子
測定器に対する安全規格)を参照のこと。
引用規格,対応国際規格及び関連規格 : 83ページに示す。
2. 定義
特に区別する必要のない限り,この規格では次のように定義する。
(1) “システム”とは,一般にデバイス間の確実なデータ転送を行うためのすべての回路,ケーブル,コ
ネクタ,メッセージ,制御方法などを含んでいるバイト直列ビット並列インタフェースシステムを示
す。
(2) “デバイス”又は“機器 (Apparatus) ”とは,この規格を満足するインタフェースと接続されるプロ
グラマブルな測定デバイス又は製品を示す。
2.1 一般的なシステム用語
2.1.1. システム 指定された機能を実行することによって,与えられた目的を達成するように構成した要
素の組合せ。
備考 システムとその周辺又は他のシステムとは,それらとこのシステム間の結合を切断する仮想界
面によって区分される。これらの界面を通じて,システムは周辺から影響を受けたり,外部シ
ステムからの作用を受けるとともに,それ自身が周辺や外部システムに作用を及ぼす。
2.1.2 インタフェース 考察するシステムとその他のシステム間,又はシステム構成部間で,これを通じ
て情報伝達が行われる境界面。
2.1.3 インタフェースシステム デバイス間の情報伝達に必要なインタフェースのデバイスに依存しな
い機械的,電気的,機能的要素の集まり。ケーブル,コネクタ,送受信回路,信号ライン仕様,タイミン
グ及び制御規定並びに機能的論理回路は,その典型的なシステム要素である。
2.1.4 プログラマブル 特定の仕事を行うために,デバイス内部の回路状態を変えるためのデータを受信
する能力をもたせるデバイスの特性。
2.1.5 リモート制御 異なる仕事をデバイスに行わせるために,その電気的インタフェース結合を介して
デバイスをプログラマブルにする方法。
2.1.6 ローカル制御 種々の仕事をデバイスに行わせるために,デバイス自身のもつローカル(前面又は
後面パネル)コントロールを行うことによってデバイスをプログラマブルにする方法(手動制御とも呼ば
れる。)。
2.1.7 適合性 デバイスがこの規格に基づいて設計されている場合,変更を必要としないで互いに接続で
きる度合い(機械的,電気的,機能的に)。
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2.1.8 ハンドシェークサイクル ステータスとコントロール信号との“インタロックされたシーケンス
(かみ合わされた順序)”によって,インタフェースを介してデジタル信号が各データバイトを転送する過
程。“インタロックされたシーケンス”とは,そのシーケンスにおいて一つの現象 (event) が起きる前に必
ずその前の現象が起こっていなければならないような固定されたシーケンスをいう。
2.1.9 プログラマブルな測定機器 システムからの命令によって指定された動作を行う測定機器。必要な
場合には,その測定結果をシステムへ送る機能がある。
2.1.10 ターミナルユニット 考察しているインタフェースシステムを終端する機器であり,またこれによ
って,このインタフェースシステムと他のインタフェースシステム間の接続を行う(必要な場合には符号
変換も行う。)機器。
2.2 信号とその経路
2.2.1 信号 伝達情報の物理的表現。
備考 この規格に関しては,一般的にいう“信号”よりも限定された定義で,この規格ではデジタル
電気信号だけを示す。
2.2.2 信号パラメータ 電気量のパラメータ。その値又はその値のシーケンスは情報を伝達する。
2.2.3 信号レベル 任意の基準振幅と比較した信号の振幅(この規格においては電圧)。
2.2.3.1 高ステート 二つのバイナリロジックステートの一つで表されるメッセージ内容を示す相対的
に正の信号レベル。
2.2.3.2 低ステート 二つのバイナリロジックステートの一つで表されるメッセージ内容を示す相対的
に正でない信号レベル。
2.2.4 信号ライン 接続するデバイス間のメッセージの伝達に使用しているインタフェースシステム内
の信号線。
2.2.5 バイト 計算機の1ワードより一般的に短く,1単位として操作する隣接したバイナリビットのグ
ループ(通常,8ビットで示す。)。
2.2.6 バス 多数のデバイスが接続され,その間のメッセージを伝達するインタフェースシステムによっ
て使用する信号ラインの組合せ又は1本の信号ライン。
2.2.6.1 一方向性バス 個々のどのデバイスにも使用するメッセージの転送方向が,一方向だけ(入力だ
け,又は出力だけ)のバス。
2.2.6.2 双方向性バス 個々のどのデバイスにも使用するメッセージの転送方向が,双方向(入出力共用)
のバス。
2.2.7 バイト直列 共通のバスを用いて情報を伝達するために用いる一連のビット並列であるデータバ
イト。
2.2.8 ビット並列 同時に発生するデータビット (Concurrent data bits) の集まり。ビット並列データは,
グループ(バイト)として同時に取り扱うこともあり,個々のデータビットとして独立に取り扱うことも
ある。
3. インタフェースシステムの概要
3.1 インタフェースの目的
3.1.1 インタフェースシステムの全般的な目的は,接続したデバイスの間で誤りなく“メッセージ”の転
送を行うための能率よい伝送路を設ける。
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3.1.2 インタフェースシステムによって転送するメッセージ(ある量の情報)には,大別して次の2種類
がある。
(1) インタフェースシステム自体を管理するために用いるメッセージで,この規格では“インタフェース
メッセージ”と呼ぶ。
(2) インタフェースシステムによって接続されたデバイス間で転送するメッセージで,このメッセージは,
直接インタフェースシステムによって使用するものではない。この規格では“デバイスディペンデン
トメッセージ”(デバイスに依存するメッセージ)と呼ぶ。
備考 デバイスディペンデントメッセージの詳細にわたる規定は,この規格の範囲外とする。
3.2 基本的な伝送能力
3.2.1 デバイス間で効率的に情報交換を行う場合,次の3種類の機能をもつデバイスが必要である。
(1) リスナとして動作するデバイス
(2) トーカとして動作するデバイス
(3) コントローラとして動作するデバイス
備考 この規格では,デバイスの役割をより良く記述するために“トーカ”及び“リスナ”という用
語は特別の意味をもつ。これらの用語は他のトランスミッタ(送信機),レシーバ(受信機)と
いった術語との混同を避けるために用いている。
3.2.2 この規格で定められるインタフェースシステムの記述において
(a) リスナとしての能力をもつデバイスは,インタフェースシステムに接続された他のデバイスからの
デバイスメッセージを受信できるように,あるインタフェースメッセージによってアドレスされる。
(b) トーカとしての能力をもつデバイスは,インタフェースシステムに接続された他のデバイスにデバ
イスディペンデントメッセージを送信できるように,あるインタフェースメッセージによってアドレ
スされる。
(c) コントローラとしての能力をもつデバイスは,他のデバイスをリスナ又はトーカにアドレス(指定)
することができる。また,他のデバイスに決められた動作をするように命令するためのインタフェー
スメッセージを送ることもできる。
しかし,コントローラだけの能力をもつデバイスはデバイスディペンデントメッセージを受信も送
信もすることはできない。
備考 この規格を通して用いられるコントローラという用語は,インタフェースシステムの管理を行
うものだけを意味するもので,データプロセッシング用のものとは異なる。
インタフェースシステムで用いられる種々のタイプのコントローラ機能の区分は,第2節に
おいて更に説明する。
3.2.3 リスナ,トーカ,コントローラの機能は,インタフェースシステムに接続されたデバイスに別々に,
又は任意の組合せで一緒に存在する(図1参照)。
3.2.4 基本的なリスナ,トーカ及びコントローラ機能に加えて,本システムは次のような動作を行うイン
タフェースメッセージをもつ。
(a) シリアルポール手順は,(トーカ機能をもつ)デバイスがコントローラに何らかの動作を要求すると
き,サービスリクエストメッセージを送信することによって始められる。コントローラは,これに対
しどのデバイスがサービスを要求しているかを調べるために,順番に可能性をもつすべてのデバイス
のステータスバイトを読み込む。
(b) パラレルポール機能は,コントローラの要請に応じて,1ビットのステータス(状態)情報を他の
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いくつかのデバイスと同時に送信する能力をデバイスに与える。
パラレルポール応答に使用するデータラインの各デバイスへの割り振りは,インタフェースメッセ
ージによって指定することもできる。
(c) デバイスクリア及びデバイストリガ機能は,コントローラからの指令に基づいて,自身を初期設定
又はトリガ入力ありの状態に設定する能力をデバイスに与える。
これは,システム内の指定された他のデバイス又はすべてのデバイスと同時に行うこともできる。
(d) リモート/ローカル機能は,自身をバスからのデータでプログラムされるようにするか,ローカル
データ(正面パネルのコントロール)でプログラムされるようにするかの選択を行う機能をデバイス
に与える。
3.3 メッセージの経路とバス構造
3.3.1 インタフェースシステムは,すべての情報,インタフェースメッセージとデバイスディペンデント
メッセージを相互接続されたデバイス間で伝達するために16本の信号ラインをもっている。
3.3.2 メッセージは,そのメッセージの内容とインタフェースシステムとの関係に従って,1本又は数本
の線でコード化される。
3.3.3 バスの構造は,機能的に次の3種類の信号線の組に分類し,その基本伝送路を図1に示す。
(1) データバス : 8本の信号ライン
(2) データバイトを転送するための転送制御バス : 3本の信号ライン
(3) インタフェース管理バス : 5本の信号ライン
3.3.3.1 8本のインタフェース信号ラインは,すべての7ビットのインタフェースメッセージとデバイス
ディペンデントメッセージを転送する。
(a) データ入出力1 (DIO 1) ライン
···
(h) データ入出力8 (DIO 8) ライン
メッセージバイトは,DIOラインを用いて次の形で転送する。
(1) ビット並列バイト直列転送
(2) 非同期転送
(3) 双方向転送
備考 メッセージは,必要に応じて個々のDIOライン上を転送する。
3.3.3.2 3本の信号ラインの組は,一つのトーカ又は一つのコントローラから,一つ又は複数のリスナへ,
DIOライン上のデータバイトを効率的に転送するために使用する。
(a) ata Valid (DAV) は,DIOライン上の情報の有効性を示す。
(b) ot Ready For Data (NRFD) は,デバイス側が情報を受けとる準備ができたか否かを示す。
(c) ot Data Accepted (NDAC) は,デバイス側が情報を受け取り終わったか否かを示す。
DAV,NRFD,NDACの信号ラインは,インタフェースを通して各データバイトを転送するために,い
わゆる“3ワイヤハンドシェーク”※と呼ばれる動作を行う。
注※ 3ワイヤハンドシェークの考え方は,6.及び7.で述べる。
参考 3ワイヤハンドシェークについては,工業所有権があるので,解説2.を参照のこと。
3.3.3.3 5本の信号ラインは,インタフェースを通じた情報の流れを管理するために使用する。
(a) TN (Attention) は,DIOライン上の情報をどのように解釈すべきか,またいずれのデバイスがその情
報に対して応答しなければならないかを定義するために(コントローラによって)使用する。
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JIS C 1901:1987の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 60625-1:1979(MOD)
JIS C 1901:1987の国際規格 ICS 分類一覧
- 25 : 生産工学 > 25.040 : 産業オートメーションシステム > 25.040.40 : 工業計測及び制御
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- 規格番号
- 規格名称
- JISC60068-1:2016
- 環境試験方法―電気・電子―第1部:通則及び指針
- JISX0201:1997
- 7ビット及び8ビットの情報交換用符号化文字集合