EIA-485
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EIA-485(RS-485ないしRS485の仕様化されたもの)は、2線式、半二重、マルチポイントシリアル接続を特徴とする、OSIモデルでいう所の物理層の電気的仕様である。この標準は差動信号を採用している。2線間電圧の違いによってどんなデータを伝送するかを表現する。電圧の一方が「1」レベルであれば、もう一方は「0」レベルを示す。正しい信号であると認識されるには、少なくとも電圧の差は0.2V以上ないといけない。受信側は+12Vから-7Vまでの電圧であれば正しいものと認識する。
EIA-485はドライバとレシーバの電気的特性のみを定めたものである。データプロトコルについては規定も推奨もしていない。EIA-485を使えば安価なローカルネットワークやマルチドロップ通信網を構築できる。この規格は高速データ通信速度をうたっている(10mまでは35Mbit/s、1200mでは100kbit/s)。EIA-485は(EIA-422のように)ツイストペアを用いた平衡型伝送路とを採用しているため、比較的遠距離(4000フィートないし1200m以上)まで伸ばすことが可能である。
EIA-422はスイッチオフにできない一つのドライバ回路を持っていたが、それに対してEIA-485は送信モードにするには、ドライバに信号を一々アサートする必要がある。このことにより、EIA-485はたった2線のみで線形トポロジーを構築することができる。
推奨される網構成は、ノードをポイントツーポイントで順に接続していくやり方で、線形やバス形がある。星形やリング形、複数のネットワークをつなぐやり方ではない。理想的には、二つのケーブルの両端が2線をまたいだ抵抗で終端され、ラインがドライブされていない時には、2つの電圧のかかっている抵抗で両線が分離されることである。終端抵抗なしでは、高速なドライバのデータ信号のエッジが反射することで、複数のデータ信号のエッジが発生し、それがデータ信号の衝突を引き起こす。終端抵抗はまた、ラインにバイアス抵抗が必要になるがそのより低いインピーダンスのために、電気ノイズに対する感度を減らす。それぞれの終端抵抗の値は、ケーブルインピーダンスの値と同じにしなければならない(通常ツイストペアでは120Ω)。バイアス抵抗なしだと、すべてのノードが黙っているないしは電源がオフのときは、信号は0に落ちてしまう(つまり電気ノイズをもっとも拾いやすくなる)。星形もしくはリング形トポロジーが推奨されないのは、信号反射や終端インピーダンスが低すぎたり高すぎたりするためである。
EIA-485はEIA-422のように4線を使って全二重が実現できるが、EIA-485はマルチポイント接続を仕様としているので、多くの場合この機能は必要ない。EIA-485とEIA-422はこの制限つきで互換性がある。
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[編集] 歴史
もともとは、アップルのマッキントッシュのフォーンネットとして開発されたネットワーク物理層の一実装形態である。マッキントッシュのシリアルポートはRS-422であったが、アダプタを介することによってRS-485によるネットワークを構築する事が出来た。また、ARCnetも物理層としてこのRS-485を使用する事が多かった。
[編集] EIA-485の使用例
- (例えば)SCSI-2とSCSI-3の物理層の実装としてこれを採用することを規定している。
- EIA-485は、商業航空機の客席で低速データ通信のための共通UARTとしてしばしば用いられる。例えば、いくつかの航空機の制御ユニットはこれを使用している。EIA-485は最小限の配線しか必要としないので、複数のシート間で配線を共有できる。それゆえに全体重量を減らすことができる。
- EIA-485はまた独自のデータ通信を行うためにプログラマブルロジックコントローラ内で時々使われ、工場のフロアに敷設されている。EIA-485が差動伝送のため、モーターや溶接機からの電磁気的影響に強い。
- EIA-485は、専用のソフトウェアを走らせた普通のPCからハイエンドのサウンド処理設備を遠隔操作するために、音楽イベントやシアター製品で見られるような大規模サウンドシステムで使われている。
- EIA-485はまた、リモートデバイスをつなげるために単純なバス配線と長いケーブル長が必要なビルオートメーションで使われている。
- EIA-485はDMXとして知られているシアターやディスコの照明の制御にも使われている。
この標準は今はTIA-485-A,、「Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems (ANSI/TIA/EIA-485-A-98) (R2003)」という表題でTIAによって管理されている。この標準は2003年に技術的に変わらずに再確定されている。
[編集] コネクタ
EIA-485はコネクタを規定していない。次の表にいくつかよく使われるRS-485の信号ピン配置を示す(RS-232、及びその他一般的なシリアルも比較のため表示する)。
| RS-485 signal | RS-232 signal | DB-25 | DB-9 | RJ-50 |
|---|---|---|---|---|
| Common Ground | Carrier Detect (DCD) | 8 | 1 | 10 |
| Clear To Send + (CTS+) | Received Data (RD) | 3 | 2 | 9 |
| Ready To Send + (RTS+) | Transmitted Data (TD) | 2 | 3 | 8 |
| Received Data + (RxD+) | Data Terminal Ready (DTR) | 20 | 4 | 7 |
| Received Data - (RxD-) | Common Ground | 7 | 5 | 6 |
| Clear To Send - (CTS-) | Data Set Ready (DSR) | 6 | 6 | 5 |
| Ready To Send - (RTS-) | Request To Send (RTS) | 4 | 7 | 4 |
| Transmitted Data + (TxD+) | Clear To Send (CTS) | 5 | 8 | 3 |
| Transmitted Data - (TxD-) | Ring Indicator (RI) | 22 | 9 | 2 |
| RS-485 ISDN [2] | RS-485 signal (T1/E1 Telco)[3] | RS-485 ?[4] | (RS-232D EIA/TIA-561)[5] | RS-232 signal[6] | RJ-45 [7] |
|---|---|---|---|---|---|
| NC | RX+ | TX1+ | DSR(RI) | DTR | 1 white/orange |
| NC | RX- | TX1- | DCD | DCD | 2 orange |
| TX+ | NC | RX2+ | DTR | RTS | 3 white/green |
| RX+ | TX- | bidi3+ | signal ground | RXD | 4 blue |
| RX- | TX+ | bidi3- | RXD | CTS | 5 white/blue |
| TX- | NC | RX2- | TXD | TXD | 6 green |
| NC | NC | bidi4+ | CTS | Power(RI) | 7 white/brown |
| NC | NC | bidi4- | RTS | Ground | 8 brown |
| Ground | Ground | Ground | shield |
[編集] ピン名前付け
RS485の差動信号線は2つのピンから構成されている。
- '+'はTxD+/RxD+と呼ばれており、ラインがアイドルのときはpositive(5V)である。
- '-'はTxD-/RxD-と呼ばれており、ラインがアイドルのときはnegative(0V)である。
2つのピンはしばしばAおよびBという文字がつけられるが、どちらがどちらか混同しやすい。
RS485信号仕様は、信号Aは反転、もしくは'-'ピンであり、信号Bは無反転、ないし'+'ピンと述べている。
Texas InstrumentsのRS422/485の通信アプリケーションハンドブックに(A=無反転、B=反転)と書かれているなど、多くの差動信号トランシーバ製造メーカーによって使われているA/Bの名前付けが逆になっていることに注意すること。これらのメーカーは正しくないが、実際には広く使われているため余計に混乱している。またすべてのNMEAデバイスでは、Aは'+'と等価でBは'-'と等価であることに注意すること。
それゆえ、A/B名前付けを使うときには注意が必要である。
[編集] 波形例
RS-232のバイトデータを送信する間のRS-485の'+'と'-'ピンの電圧を以下のグラフで示す。
