EIA-485
EIA-485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参照モデルでいう所の物理層の電気的仕様である。規格案段階(recommended-Standards)のRS-485ないしRS485のEIA規格となったものである。
概要 編集
この規格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（10 mまでは35 Mbit/s、1,200 mでは100 kbit/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を採用しているため、比較的遠距離（4000フィートないし1,200 m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を構築することができる。
推奨される網構成は、節(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、線形及びバス形がある。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、電気雑音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に落ちてしまい、電気雑音をもっとも拾いやすくなる。星形またはリング形トポロジが推奨されないのは、信号反射及び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。
歴史 編集
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だったが、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。
EIA-485の使用例 編集
- 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（Modbus、Profibusなど）。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DMX512-A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。
この規格は今は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。この規格は2003年に技術的に変わらずに再確定されている。
コネクタ 編集
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。なお、RS-232およびその他一般的なシリアルも比較のため併記する[1]。
| 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 | 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 |
| pin # | RS-485 | (RS-232D EIA/TIA-561)[2] | RS-232 signal[3] | RJ-45 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISDN [4] | signal (T1/E1 Telco)[5] | ?[6] | Full Duplex | Half Duplex | |||
| 1 | NC | RX+ | TX1+ | DSR(RI) | DTR | TXD0 | NC |
| 2 | RX- | TX1- | DCD | TXD1 | |||
| 3 | TX+ | NC | RX2+ | DTR | RTS | NC | |
| 4 | RX+ | TX- | bidi3+ | signal ground | RXD | RXD1 | (B)TX/RXD1 |
| 5 | RX- | TX+ | bidi3- | RXD | CTS | RXD0 | (A)TX/RXD0 |
| 6 | TX- | NC | RX2- | TXD | TXD | NC | |
| 7 | NC | bidi4+ | CTS | Power(RI) | |||
| 8 | bidi4- | RTS | GND | GND | |||
| 9 | GND | N/A | N/A | ||||
ピン名前付け 編集
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。
波形例 編集
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。
関連項目 編集
- RS-232
- EIA-422 RS-422
- 無線センサネットワーク