Файл: Kurs_lektsy_TS_AiU.doc

Лекция №10 Технические средства на основе интерфейса камак. Модули интерфейса камак.

Разработано 2000 наименований модулей, из них в Советском Союзе – 500, в МЭИ около 30.

В каждом ФМ можно выделить следующие элементы:

1. Интерфейсная часть модуля, служит для дистанционного управления модулем.

2. Функциональная часть модуля, определяет назначение модуля и его технические характеристики.

3. Органы ручного управления для связи с объектом.

Рис.10.1 Основные компоненты функционального модуля КАМАК.

Интерфейсная часть модуля включает в себя следующие элементы.

Дешифратор внутренних команддешифрирует адресные сигналыN,A8,A4,A2,A1.

. . .

Дешифратор адресных операций: F16,F8,F4,F2,F1.

. . .

Сигналы с дешифраторов объединяются в помощью логического “И”, на выходе получают 512 различных операций. Некоторые операции должны стробироваться строб-сигналами S1 илиS2.

Рис. 10.2 Дешифратор внутренних команд функционального модуля КАМАК.

10.1 Схемы формирования статусных сигналов.

Сигнал Х – команда принята. Если модуль может выполнить команду, то Х=1.

Рис. 10.3 Схема формирования статусного сигнала "X" от функционального модуля КАМАК.

Сигналы Q,L– статусные, используются для реализации различных способов обмена.

Если инициатором обмена является КК, то он проверяет Q, еслиQ=1 – обмен. Если инициатор ФМ, то он устанавливаетL-запрос на обслуживание,L=1. В ФМ может быть до 16LAM-источников (столько жеLAM- запросов), в КК присылается только один.

1. Схема формирования статусных сигналов Q, L в модуле с одним источником.

Рис. 10.4 Схема формирования сигналов L, Q в модуле КАМАК с одним источником запросов на обслуживание.

Источник запросов на обслуживание (LAM-источник) подсоединен к триггеру состояния Т1. При появлении запроса отLAM-источника –T1=1, на выходе триггера появляетсяLAM-статусный сигнал. Сброс в 0 триггера состояния производится командойZв моментS2или командойNA(0)F(10)S1(если в модуле не предусмотрен аппаратный сброс).NA(0)F(27) – проверка состояния, ответ на линиюQ.

Триггер маски Т2 разрешает или запрещает прохождение LAM-статусного сигнала на шинуL. Сигнал на выходе Т2 называетсяLAM-маска.

На входе T2NA(0)F(26)S1– разрешить выход,NA(0)F(24)S1– запретить. Сигнал на выходеT2 –LAM-маска.

LAM-статусный сигнал, прошедший через И3 –LAM-требование.LAM-требование передается на линиюLчерез схему И4, если нет обращения к модулю.N(i)A(0)F(8) – проверкаLAM-требования.Z-S2– сбрасываютсяLAM-статусные сигналы, запрещаются всеLAM-требования. Для разрешения сигналов запроса в таком модуле:N(i)A(0)F(26)S1. После обслуживания модуля:N(i)A(0)F(10)S1, сбрасываетсяLAM-статусный сигнал.

2. Схема формирования статусных сигналов Q, L в модуле, содержащем несколько источников запроса (число источников запроса ≤4).

Рис. 10.5 Схема формирования сигналов LиQв модуле КАМАК, содержащем несколько (небольшое число) источником запросов.

При наличии нескольких источников запроса схема повторяется в соответствии с числом источников запроса. При этом каждый источник снабжается собственным субадресом A(n),n=0, 1, 2, 3.N(i)A(k)F(27) – контролирует состояниеk-го источника запроса.

Отдельные LAM-требования объединяются с помощью ИЛИ..

3. Схема формирования статусных сигналов Q, L в модуле с большим числом источников запроса.

Рис. 10.6 Схема формирования статусных сигналов Q,Lв модуле с большим числом источников запроса.

Число источников запроса n≤24. Для контроля состояния отдельныхLAM-источников используется шины данных чтенияR.

Используется регистр состояния A(12),iисточников,STi=1. Чтение по шинеR:NA(12)F(1), сброс:NA(12)F(11)S2. Можем выполнить селективный сброс:NA(12)F(23). Выбор сбрасываемых разрядов производится с помощьюWi=1 – сброс.

Регистр LAM-маски должен иметь субадресA(13). Можем прочитать маскуA(13)F(19), селективный сбросA(13)F(23) с помощьюWi=1.

Регистр LAM-требований должен получить субадресA(14),N(i)A(k)F(1) – чтение.

4. Схема управления чтением данных из регистра данных на шине R.

Рис. 10.7 Схема управления чтением данных из регистра данных на шине R.

Чтение – NA(m)[F(0)+F(1)+F(2)], сброс –ZS2+NA(m)F(2)S2.

5. Схема управления записью данных по шине W.

Рис. 10.8 Схема управления записью данных по шине W.

Запись – NA(m)[F(16)+F(11)]S1, сброс:ZS2.

10.2 Управляющие модули камак.

Управляющие модули КАМАК предназначены для управления функциональными модулями и для организации связи между ФМ и вычислительными средствами системы.

Различают следующие виды КК:

1. Автономные КК – самостоятельно решают задачу управления;

2. КК для внешней ЭВМ – получают команды управления комплексом от внешней ЭВМ;

3. КК для ветви КАМАК – управляют ФМ с помощью сигналов магистрали.

КК делят на 2 части:

1. Управляющая часть КК – управление информацией по магистрали крейта.

2. Интерфейсная часть КК – является интерфейсом источника программ к определенному типу ЭВМ или ветви КАМАК (определяется, какие команды и в какой момент времени на магистрали, какой способ обмена данными используется).

Управляющая часть кк.

Генератор цикла КАМАК задает временный цикл сигналов на магистрали крейта. Генератор вырабатывает на магистрали сигналы B,S1,S2в соответствии с временным диапазоном операций.

Рис. 10.9 Общая функциональная схема КК КАМАК.

Сигналы L-запросов распределены по приоритетам:L1 – самый высокий приоритет,L23 – самый низкий.

Архитектура АС на основе внешней ЭВМ.

На основе внешней ЭВМ может включать от 1 до 4 крейтов КАМАК.

Рис. 10.10 Архитектура АС на основе внешней ЭВМ.

Общая длина может достигать 10м. КК транслирует сигналы магистрали ЭВМ в сигналы магистрали крейта. Архитектура не определена стандартом, для каждого типа ЭВМ требуется специально разработанный КК.

Недостаток контроллеров – ограниченная длина линий связи. Для адресации какого-либо модуля в крейте необходимо указать помимо субадреса номер станции и номер крейта.

10.3 Программная модель кк типа ккп3 для эвм семейства ibmpc.

КК типа ККП3 предназначен для управления магистралью крейта КАМАК с помощью ЭВМ семейства IBMи в программном режиме, и в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). Он обеспечивает обмен данными между модулями КАМАК и магистралью ввода-вывода ЭВМ словами длиной 8, 16 или 24 двоичных разряда. Занимает 25 управляющую станцию и 24 нормальную станцию.

Все КК занимают 16 последовательных адресов на магистрали ввода-вывода ЭВМ (базовый адрес КК 240h).

Регистры КК обеспечивают контроль работы и управление функциональными модулями крейта. КК содержит 13 внутренних 8-разрядных регистров, девять из которых (адреса 0h-7h,Fh) доступны процессору для записи данных, остальные четыре (адреса 8h, 9h,Ah,Bh) для чтения.

Генератор цикла КАМАК используется для выполнения адресной или безадресной операции КАМАК (длительность 1 мкс). Запись в регистр с адресом 7 (регистр запуска) запускает цикл адресной или безадресной операции.

Схема формирования адресных сигналоввключает регистр номера станцииN(5) и регистр субадреса. Процессору указанные регистры доступны для записи. В регистр с адресом 5 записывается номер станции. В регистр субадреса до начала выполнения адресной операции необходимо записать субадрес устройства – число в диапазоне 0-15.

При выполнении адресной операции Nдешифрируется КК и устанавливаетсяN_i=1 на одну из линий. Такой способ называется географическая адресация.

Схема формирования управляющих сигналов включает регистр кода операции и позволяет выполнять операции с кодомF(0)-F(31) – 32 различных операции.

Регистр общего управления крейтом(адрес 6) используется при начальной инициализации регистров КК или генерации на магистраль крейта безадресных операций управленияZ,C,I. Запись 1 в разрядAX4 (AX4=1) выполняет установку элементов КК в исходное состояние - начальная инициализация КК. По окончании инициализации содержимое регистра сбрасывается в 0. Безадресные операцииZ,C,Iмогут быть сгенерированы посредством записи 1 в соответствующие разряды регистра и запуска цикла КАМАК на магистрали. Чтобы выполнить операциюZ, необходимоZ=1 иI=1 - запуск, для выполнения операцииCнеобходимо, чтобыC=1. После выполнения операцийC=0,Z=0 сбрасываются автоматически,Iсбрасывать вручную.

Регистры данных – используется 6 регистров данных: 3 регистра для чтения и 3 регистра для записи данных.

Регистры данных записи(адреса 0, 1, 2) исполняют роль буферных регистров. Для записи данных вначале необходимо записать 24-разрядное слово данных. Процессор имеет возможность записи данных в указанные регистры. Если модуль КАМАК требует слово меньшей разрядности (16 или 8), то можно использовать только часть регистров записи.

Регистры данных чтения (адреса 9,Ah,Bh) исполняют роль буферных регистров 24-разрядного слова данных, поступающего из ФМ КАМАК по шине данных чтенияR1-R24. При выполнении адресной операции чтения данные шины данныхRзаписываются в указанный регистр. Если ФМ КАМАК передает данные словами меньшей разрядности (16 или 8), то процессор может читать только часть указанных регистров.