Контролер крейта КАМАК з інтерфейсом USB
Курсова робота
Контролер крейта КАМАК з інтерфейсом USB
Вступ
програмування магістраль крейт
Система КАМАК (CAMAC - Computer Automated Measurement And Control) була розроблена і запропонована спільно європейським комітетом ESONE - European Standards of Nuclear Electronics і американським комітетом US NIM. Спочатку концепція системи була прийнята п'ятьма лабораторіями, які перебували у Франції, ФРН, Італії, Бельгії, Нідерландах, з метою вибору загального стандарту та визначення спільних потреб. У 1966 р почалася робота над системою стандартів КАМАК. До цього часу в комітет уже входило 26 лабораторій, включаючи лабораторії Швейцарії, Англії Австрії та Югославії. З 1974 р членами комітету є 29 лабораторій і організацій, серед них: ZERN, Hauell, Sakle, Grenoble, DESI, Frascati.
Протягом 1967-1970 рр. робочі групи комітету розробили докладні специфікації і випустили основні стандарти: 1. Стандарт EUR 4100e (1969 р), в якому розглядаються конструктиви, джерела живлення, цифрові сигнали і магістраль крейта; 2. Стандарт EUR 4600e (1970 р) - попередній варіант; охоплює магістраль гілки і контролер типу А; 3. Стандарт EUR 5100e (1970 р) - попередній варіант; поширюється на аналогові сигнали. У 1972 р документ EUR 4100e був переглянутий і доповнений новими вимогами та рекомендаціями, що випливають з досвіду застосування системи.
1. Система КАМАК
1.1 Історичний розвиток, особливості системи КАМАК
Міжнародна система модульної електроніки КАМАК забезпечує обмін інформацією між вимірювальними приладами і пристроями, які використовуються в експерименті, та цифровими системами обробки даних. Система КАМАК, є інтерфейсом зв'язку між вимірювальною апаратурою і ЕОМ. На початку вона була орієнтована для потреб спеціалістів в області ядерної фізики, але швидко завоювала популярність в різних областях експериментальних досліджень і практично з моменту її створення отримала статус міжнародного стандарту на апаратуру для наукових досліджень.
В основному розробка системи була завершена в 1969 році. Розробники - колективи вчених ведучих ядерних центрів Західної Європи.
Як рішення Європейським комітетом з дослідження в області стандартів електронної техніки (ESONE) в 1972 році був запропонований стандарт EUR 4100, часто званий так само CAMAC-1 (або просто CAMAC).
У технічній літературі і стандартах, що випускалися на території СРСР, використовувалася пряма транслітерація - КАМАК.
В початковому варіанті система називалась «Янус». В римській міфології божество дверей, входу і виходу, яке зображувалось з двома обличчями, направленими в різні сторони. Така назва символізувала основну ідею системи, яка однією стороною орієнтована на вимірювальні елементи, а другою на компютер.
Кінцева назва не є абревіатурою і не має реального змісту. Ідею інтерфейсу тут символізує лише симетричне написання слова. Пізніше були спроби розкрити цю назву як: Computer Aided (Application to) Measurement And Control.
Основними особливостями системи КАМАК є:
модульний принцип побудови, що забезпечує можливість створення на її основі інформаційно-вимірювальних систем;
конструктивна однорідність системи, яка досягнута шляхом уніфікації конструкцій, включаючи крейт для розміщення функціональних модулів;
магістральна структура інформаційних звязків між функціональними модулями;
широке використання принципів програмного керування.
Стандарт КАМАК описує спосіб сполучення устаткування з обчислювальною машиною за допомогою магістральної-модульної шини в конструктиві Євромеханіка. Шина має ієрархічну структуру і набирається з наступних блоків:
НазваАнглійська назваПризначенняФункціональний модульFunctional moduleОбов'язковий елемент. Модуль являє собою базовий пристрій що підключається (або интерфейсну систему, до якої підключається пристрій). Конструктивно модуль виконаний у вигляді плати, що має стандартну форму, роз'єми і кріплення, що розташовується в крейті.КрейтCrateОбов'язковий елемент. Структурна одиниця з групою функціональних модулів. Являє собою комірку стійки, з стандартним конструктивом, що має 24 слота для підключення функціональних модулів.Контролер крейтаCrate-controllerОбов'язковий елемент. Особливий тип функціонального модуля, що забезпечує арбітраж на шині крейта і здійснює взаємодію із зовнішнім підключенням.Драйвер гілкиBranch DriverПристрій, що дозволяє об'єднати на одній паралельній шині до 8 крейтів. Призначений для локального комплексування крейтів.Послідовний драйверSerial DriverПристрій, що дозволяє об'єднувати на одній послідовної шині до 62 крейтів. Призначений для розподіленого комплексування крейтів.
1.2 Загальні принципи побудови системи КАМАК
Основними особливостями стандартної системи КАМАК є:
.Електронна інтерфейсна апаратура виконується у виді окремих функціонально і конструктивно завершених пристроїв - модулів.
.В модулях передбачені підсистеми, за допомогою яких можливе керування даним модулем програмою компютера.
.В модулі передбачені підсистеми, за допомогою яких можна перепрограмовувати режими роботи даного модуля.
.Модулі групуються і розміщуються в спеціальному каркасі, який називається крейтом. В стандартному крейті розміщено 25 посадочних місць для модулів.
.В кожному крейті 2 правих посадочних місця завжди займає контролер крейта - спеціальний модуль, який керує роботою всіх інших (функціональних) модулів; організовує обмін інформацією між модулями в межах крейта: між крейтом та компютером.
.Обмін інформацією між контролером і модулями в межах крейту проходить по багатопровідному каналу звязку - магістралі крейта, яка аналогічна шині даних компютера.
.Організація архітектури крейта в багатьох відношеннях аналогічна структурі компютера: контролер, що виконує роль процесора по управлінню процесами по магістралі; є функціональні модулі - зовнішні пристрої і драйвери; магістралі мають адресну шину; шину даних; шину управляючих сигналів.
.Функціонально крейт системи КАМАК можна розглядати як нестандартний спеціалізований зовнішній пристрій компютера, підключений до його магістралі через спеціальний попереджуючий пристрій - контролер крейта.
.Більша частина інтелектуальної керуючої і обчислювальної діяльності покладається в системі КАМАК на компютер (обробка інформації, що надходить; прийняття рішень; організація управління і т.д.
В наш час все ширше використовуються автономні системи КАМАК. В таких системах контролер крейта включає мікропроцесорні пристрої. Вони здійснюють управління модулем крейта і обробкою даних самостійно, без зовнішнього компютера. При необхідності автономна система КАМАК теж може бути підключена до компютера, але тепер компютер підключається до магістралі крейта не через контролер, а через інший спеціальний модуль - інтерфейс.
При необхідності можна використовувати індивідуальні системи КАМАК. В них на місці контролера монтується досить потужний одно платний компютер. Такі системи КАМАК використовуються в індивідуальних вимірювальних складних приладах і системах: мас-спектрометри; електронні мікроскопи; оптичні спектрометри; рентгенівські установки; технологічні вакуумні установки; і т.д.
В залежності від складності задач, які вирішуються вимірювальними системами вони можуть мати різну кількість функціональних модулів. Модулі розміщуються у крейті - спеціальному каркасі, який має 25 місць для встановлення модулів. Два крайніх правих місця у крейті завжди займає контролер крейту - спеціальний модуль, що керує роботою інших модулів і забезпечує обмін інформацією між модулями і ЕОМ. В самому крейті обмін інформацією між контролером і модулями відбувається по сукупності провідників - магістралі крейту.
В організації системи КАМАК (рис. 1.2.) є певна аналогія з структурною організацією мікропроцесорних систем. Для обох систем характерним є магістральний принцип передачі інформації та принцип відкритої архітектури, а також структура самої магістралі - наявність шини даних, шини адреси і керуючої шини.
Основні принципи КАМАК закладені в трьох стандартах - механічному, електричному та логічному.
1.3 Стандарти системи КАМАК
Механічний стандарт визначає розміри основних конструктивних елементів системи - крейта та модулів. Одним з основних конструктивних елементів системи КАМАК являється крейт. Конструкція крейта стандартом повністю не визначена. Задані лише основні внутрішні розміри його вікна. Крейт містить 25 верхніх та нижніх напрямних, по яких в нього вставляються функціональні модулі. Напрямні розміщені з кроком 17,2 мм. Обовязковим елементом конструкції крейта є 86-контактні зєднувачі. Пара напрямних і зєднувач утворюють станцію крейта - тобто місце для встановлення функціонального модуля. Станціям крейту присвоєнні номери від 1 до 25, які рахуються зліва на право. Внизу біля кожної станції знаходиться отвір з різьбою для фіксуючого гвинта функціонального модуля. Як правило він використовується для визначення адреси для багато станційного модуля.
Основою механічної конструкції функціонального модуля є пара напрямних, які приєднані до передньої і задньої панелей. Передня панель служить для кріплення пристроїв комутації (зєднувачі, вимикачі), керування та відображення. Внизу на передній панелі кріпиться фіксуючий гвинт. Мінімальна ширина передньої панелі модуля 17,2 мм. Модулі можуть мати і більшу ширину, але кратну 17,2 мм. Для змінних блоків, які мають ширину більшу за розмір однієї станції, дозволяється використовувати декілька напрямних. В модулі знаходиться монтажна плата на якій монтується електрична схема. На задній частині монтажної плати знаходяться контакти (2х43) для з'єднання модуля із магістраллю крейта.
Монтажні плати виготовляють з двостороннього фольгованого склотекстоліту, товщина якого по стандарту повинна дорівнювати 1,6 мм. Контактні площадки заднього розєму покривають золотом або палладієм.
До конструктиву у системи КАМАК можна віднести вентиляційні панелі для забезпечення необхідного теплового режиму роботи електронних схем, а також стійки для компактного розміщення декількох крейтів єдиної вимірювальної системи.
Електричний стандарт визначає всі електричні величини в системі КАМАК. Стандартом передбачені певні значення напруг джерел живлення, максимальні навантаження по струму джерел живлення та контактів зєднувачів, максимальні потужності окремих модулів, рівні вхідних і вихідних сигналів функціональних модулів, а також рівні і часові характеристики сигналів магістралі крейта.
В крейті є обовязковими такі значення напруг джерел живлення: ±6 В, з максимальним струмом 25 А - для живлення мікросхем; ±24 В, з максимальним струмом 6 А - для живлення транзисторів і мiкросхем, з підвищеною напругою живлення.
До додаткових джерел живлення відносяться: ±12 В, з максимальним струмом 2 А - для живлення транзисторів; +200 В, з максимальним струмом 0,1 А - для живлення газорозрядних індикаторів; ~117В, з максимальним струмом 0.5 А - для живлення двигунів та інших пристроїв.
В системі КАМАК в більшості випадків для передачі цифрових сигналів використовується від'ємна логіка, тобто логічній 1 відповідає низький, а логічному 0 високий потенціал.
В системі КАМАК прийнято, що передача наносекундних сигналів має передаватися по лініях зв'язку з хвильовим опором рівним 50 Ом. Зміну рівнів логічних сигналів на виходах і входах модулів прийнято виражати в цьому випадку в одиницях струму, а не в одиницях напруги.
Логічний стандарт. Цей стандарт визначає порядок обміну інформацією лише між функціональними модулями і контролером крейта. Він не поширюється на порядок взаємодії контролера крейта з ЕОМ. Стандартом повністю визначені функціональне призначення сигналів на магістралі крейта. Взаємодія функціонального модуля з контролером через магістраль крейта зводиться до трьох видів операцій:
пересилка інформації по шині даних магістралі крейту від функціонального модуля до контролера, або від контролера до модуля;
керування роботою окремих функціональних схем всередині модуля сигналами, що поступають від контролера;
перевірка контролером стану окремих функціональних схем модуля.
Сигнали магістралі крейту можна розділити на 4 групи: сигнали команди КАМАК (N, A, F), сигнали стану (X, Q, L, B), сигнали керування (Z, C, I, S1, S2) та сигнали передачі даних (R, W)
Сигнали команди КАМАК (N, A, F). Сигнал N служить для передачі номеру або адреси станції в крейті. В крейті кожний функціональний модуль адресується по окремих лініях від контролера. Для звертання до функціональних модулів, які встановлюються на певних станціях крету, використовуються адреси від 1 до 23 (24 та 25 місця займає контролер крейту). Згідно стандарту після літери, якою позначається сигнал, в круглих дужках десятковим числом записується номер станції. Наприклад, запис N(7) означає звертання до функціонального модуля, який встановлений на сьомій станції крейту.
Сигнал А - субадреса, тобто підмножина адрес, які присвоюються самостійним функціональним частинам всередині модуля. Наприклад, якщо модуль має декілька цифро-аналогових перетворювачів, то запис інформації в регістри окремих ЦАП буде здійснюватись по різних субадресах. Стандартом передбачена можливість використання 16 субадрес. Вони позначаються А(0),… A(15). Декодування адреси здійснюється всередині модуля.
Сигнал F - операція, або функція КАМАК. Код операції, який поступає від контролера до функціонального модуля, повністю визначає набір дій, які повинні бути виконані в модулі. Стандартом передбачено використання 32 операцій. Вони позначаються: F(0),… F(31). Коди функції розділяються на три групи: стандартні коди, яким відповідають визначені стандартом дії в модулях і контролерах (18 кодів); резервні коди - для подальшого їх використання при розширенні системи КАМАК (6 кодів); нестандартні коди (8 кодів), використання яких стандартом не регламентується.
Сигнали стану (X, Q, L, B).Сигнал X - Команда прийнята. Цей сигнал є обовязковою відповіддю модуля на будь-яку адресовану йому команду NAF. Кожний модуль повинен послати сигнал Х контролеру, якщо прийняв команду і може її виконати.
Сигнал Q - Відповідь. На любу адресну операцію (команду, яка містить адресні сигнали N і A) модуль може (проте не обовязково) відповісти сигналом Q=1 або Q=0. Значення сигналу Q повинні бути чітко визначені для конкретної операції і конкретної частини електричної схеми модуля при його розробці. За допомогою сигналу Q можна отримати інформацію про стан деякої частини функціонального модуля.
Сигнал L - Запит на обслуговування. Любий функціональний модуль, який встановлений у крейт, може послати в контролер сигнал L. Цим сигналом він повідомляє контролеру про необхідність виконати певні дії по обслуговуванню модуля. Модуль виробляє сигнал L коли він готовий до обміну інформацією з контролером. Незалежно від числа функціональних вузлів в модулі, які одночасно виставили запит на обслуговування, він посилає контролеру завжди лише один сигнал L. Порядок і першочерговість обслуговування запитів модуля визначає експериментатор, котрий програмує роботу своєї вимірювальної системи.
Сигнал В-Зайнято. Цей сигнал виробляє контролер крейту. Сигнал В супроводжує любі сигнали, які передає контролер по магістралі. Значення В=1 повідомляє всім функціональним модулям про те, що магістраль в даний момент зайнята контролером для виконання певної команди.
Сигнали керування (Z, C, I, S1, S2). Сигнал Z - Початкове встановлення. Він служить для встановлення у вихідний стан електричних схем функціональних модулів. Сигнал Z являється першим сигналом, який виробляє контролер згідно команди від ЕОМ на початку виконання програми. Цей сигнал, як правило, виробляється і контролером, коли вмикається живлення крейту. По сигналу Z регістри функціональних модулів приймають визначений початковий стан, всі запити на обслуговування в модулях анулюються і забороняється передача сигналів L з модулів на магістраль крейту.
Сигнал С (Clear) - Очищати. Сигнал С=1 використовується для того, щоб при потребі встановити тригери і регістри функціональних модулів в крейті у вихідний стан. Цей сигнал, як і сигнал Z, виробляє контролер згідно команди від ЕОМ. Різниця в дії сигналів полягає в тому, що сигнал Z генерується контролером лише один раз на початку роботи, а сигнал С може використовуватися багато разів в процесі керування роботою модулів при виконанні програми. Крім того, сигнал Z обовязково повинен використовуватись при розробці електричної схеми модуля, а сигнал С може не використовуватися в модулі, оскільки встановлення тригерів модуля у вихідний стан може бути виконане спеціальними командами.
Сигнал І - Заборона. Сигнал І може забороняти любі дії в модулі, заборона яких з допомогою цього сигналу була передбачена при розробці модуля. Цей сигнал може вироблятися як контролером крейта програмно по спеціальній команді від ЕОМ, так і функціональним модулем, якщо генерація цього сигналу в модулі була передбачена апаратно.
Сигнали S1, S2 - Строб S1 і Строб S2. Ці сигнали служать для стробування, тобто для виконання визначених дій в функціональних модулях, або у контролері крейта у певні моменти часу. Під час дії сигналу S1 в модулях або в контролері виконуються любі дії, які не змінюють стан сигналів на інформаційних шинах. Любі дії в модулях або в контролері, які можуть привести до зміни сигналів на інформаційних шинах магістралі повинні викликатись сигналом S2.
Сигнали передачі даних (R, W). В крейті КАМАК передбачена можливість обміну даними по лініях R та W. Лінії R - для читання. Дані з функціонального модуля передаються контролеру, тобто контролер читає (Ready) дані. Лінії W - для запису. Через ці лінії з контролера в функціональний модуль передаються дані. Інформація, яка передається по лініях R і W, може бути даними, які отримані в процесі вимірювань, а також містити і додаткову інформацію, наприклад, про стан окремих вузлів модуля або зовнішніх приладів, приєднаних до крейту.
1.4 Магістраль крейту
Обмін інформацією та передача сигналів керування між контролером і функціональними модулями здійснюється по магістралі крейту. Магістраль крейту представляє канал звязку, окремі лінії (провідники) якого певним способом сполучають контакти зєднувачів окремих станцій (рис. 4). Контакти перших 24 зєднувачів магістралі сполучені однаково. Це зєднувачі так званих нормальних станцій. Станцію крейту, яка відповідає 25-му зєднувачу, називають керуючою. Сполучення ліній магістралі з контактами зєднувача цієї станції відмінні від решти станцій.
По типу сполучень лінії магістралі крейту бувають: індивідуальні, це такі котрі сполучають певний контакт нормальної станції з певним контактом керуючої станції; наскрізні - сполучають одні і ті ж контакти зєднувачів всіх 25-и станцій (виключення складають лінії R і W, які не сполучені з контактами 25-ї станції)
Шини магістралі крейту. По функціональному призначенню лінії магістралі поділяють на сім шин.
Шина адреси. Адресна шина містить: 24 індивідуальних лінії по яких одиничним позиційним кодом передається номер станції N та 4 наскрізних лінії для передачі двійкового коду субадреси А. Ці лінії позначаються А1, А2, А4, А8. Цифри після літери вказують вагу розряду двійкового коду.
Шина операцій. Ця шина містить 5 наскрізних ліній, по яких від контролера до функціональних модулів передається двійковий код операції (команди) F. Лінії позначаються F1, F2, F4, F8, F16. Цифри після літери теж вказують вагу розряду двійкового коду.
Шина керування. Ця шина містить 5 наскрізних ліній для передачі сигналів керування Z, C, I, S1, S2.
Шина даних. Шина даних складається із 24 наскрізних ліній для передачі даних у модулі для запису (лінії запису W) та із 24 наскрізних ліній для передачі даних із модулів до контролера (лінії читання R). Лінії для запису позначають W1,… W24, а лінії для читання - R1,… R24.
Шина живлення. Для забезпечення нормальної роботи електричних схем функціональних модулів та контролера на магістралі крейту передбачено 14 наскрізних ліній живлення. Із них 6 ліній стандартизували для обов'язкових номіналів напруг, 6 ліній призначені для додаткових джерел живлення. Для подальшого розвитку зарезервовані ще 2 лінії живлення.
Шина вільних ліній. З метою розширення функціональних можливостей модулів крейту магістраль містить наскрізні вільні лінії (2 лінії), які можуть використовуватись довільно, а зєднувачі станцій мають вільні контакти.
Характеристики сигналів магістралі крейту. В системі КАМАК на магістралі використовується синхронний цикл обміну інформацією. Це означає, що часові характеристики сигналів (тривалість і затримки в часі одних сигналів по відношенню до інших) чітко визначені і завжди однакові. Сигнали, які визначають характер дій мають тривалість 1 мкс. Сигнали стробуючі S1 і S2 мають тривалість 0,2 мкс. Ці сигнали повинні появлятися на лініях з певною затримкою по відношенню до початку часового циклу. Це обумовлено тим, що до появи сигналів S1 і S2 сигнали на інших лініях магістралі повинні досягти рівнів логічної 1. Стандартом передбачено, що тривалість перехідних процесів на всіх лініях магістралі не повинна перевищувати 0,1 мкс, а час затримки поширення сигналів електричними схемами модулів не повинен перевищувати 0,3 мкс.
Сигнали часового циклу КАМАК на лініях магістралі крейту при виконані командної операції. Часові інтервали, які обумовлені перехідними процесами на малюнку не показані. Пунктирні лінії вказують допустимий діапазон часу затримки сигналів відносно початку циклу. Для сигналів B, N, A, F ця затримка не повинна перевищувати 50 нс, а для сигналів даних (R, W) і стану (Q, X, I) - 300 нс.
При виконанні часового циклу КАМАК першим в часі появляється сигнал зайнятості В. Потім виробляються сигнали N, А, F. Якщо модуль прийняв команду і дешифрував її, то він виробляє сигнал Команда прийнята Х. Контролер аналізує стан сигналу Х в момент, коли появляється сигнал стробування S1. Значення сигналу Х повинно зберігатися незмінним до появи сигналу S2.
Процеси, обумовлені операцією F, в модулі повинні розпочинатися в момент появи стробуючих сигналів S1 або S2. Стандартом передбачено, що сигнал S1 використовується тоді, коли виконуються операції, які не приводять до зміни логічних сигналів на лініях даних. По сигналу S2 виконуються операції, які приводять до зміни стану ліній R, W. Запис інформації в модуль з ліній запису W і запис даних в контролер з ліній читання R повинні здійснюватись в момент появи стробуючого сигналу S1. Сигнал Q, який виробляється модулем, повинен сприйматися контролером по S1.
Сигнали запиту на лініях L магістралі можуть появлятися в довільні моменти часу. Проте, модуль, який виставив сигнал запиту на обслуговування (L=1), повинен зняти його, якщо він приймає від контролера команду.
2. Команди та програмування в системі КАМАК
2.1 Операції системи КАМАК
По призначенню всі операції КАМАК поділяють на чотири групи: операції читання; перша група операцій керування; операції запису; друга група операцій керування. Повний список операцій приведений в таблиці 7.1. При пояснені дій, які відбуваються в модулях в результаті виконання операцій, використовують терміни - регістри першої та другої групи. До регістрів першої групи відносять робочі регістри, які поряд з іншими елементами електричної схеми модуля забезпечують виконання модулем основних функцій. Регістри другої групи - це допоміжні регістри, які зберігають різну службову інформацію.
Операції читання F(0) - F(3) здійснюють читання інформації з модуля по лініях R. Інформація з регістрів модуля появляється на лініях R при виконанні часового циклу КАМАК і записується в регістри контролера. Вміст регістрів модуля не змінюється (при операціях F(0), F(1), F(3)). У випадку, коли виконується операція F(2) за один цикл реалізується дві дії - читання даних з регістру і його очищення (запис логічного 0 в тригери регістра).
Номер п/пПризначення операціїФункція FДвійковий код операції0 1 2 3Читання з регістру 1-ї групи Читання з регістру 2-ї групи Читання та очищення регістру 1-ї групи Читання інверсного коду з регістру 1-ї групи0 1 2 300000 00001 00010 000114 5 6 7Нестандартна Резервна Нестандартна Резервна4 5 6 700100 00101 00110 001118 9 10 11Перевірка запитів Очищення регістра 1-ї групи Очищення запиту Очищення регістра 2-ї групи8 9 10 1101000 01001 01010 0101112 13 14 15Нестандартна Резервна Нестандартна Резервна12 13 14 1501100 01101 01110 0111116 17 18 19Запис в регістр 1-ї групи Запис в регістр 2-ї групи Вибірковий запис в регістр 1-ї групи Вибірковий запис в регістр 2-ї групи16 17 18 1910000 10001 10010 1001120 21 22 23Нестандартна Вибіркове очищення регістра 1-ї групи Нестандартна Вибіркове очищення регістра 2-ї групи20 21 22 2310100 10101 10110 1011124 25 26 27Заборона Виконання Дозвіл Перевірка статусу24 25 26 2711000 11001 11010 1101128 29 30 31Нестандартна Резервна Нестандартна Резервна28 29 30 3111100 11101 11110 11111
Операції системи КАМАК
Операції запису F(16) - F(19), F(21), F(23) здійснюють запис інформації з ліній W в регістри модуля, субадреса яких вказана в команді КАМАК. Операції вибіркового запису F(18), F(19) записують логічну 1 лише у певні розряди регістрів першої або другої груп. Вибір розрядів, у які буде записана логічна 1 здійснюється за допомогою розрядів слова даних, яке передається в цьому ж циклі по лініях W. Слово даних мусить містити логічні 1 в тих розрядах, у яких в регістрах модуля потрібно встановити 1. Логічні 0 в розрядах слова даних не змінюють значення розрядів регістрів. Операції вибіркового очищення F(21), F(23) встановлюють логічний 0 в тих розрядах регістрів модуля, в яких розрядах слова даних, яке передається в цьому ж циклі по лініях W, записані логічні 1.
Операції F(8) - F(11) відносяться до першої групи операцій керування. Операція F(8) служить для контролю запитів на обслуговування по лініях L в модулі. Конкретна частина електричної схеми модуля, яка контролюється, вибирається згідно присвоєної їй субадресі. На операцію F(8) модуль обовязково повинен дати відповідь контролеру по лінії Q. Операція F(10) використовується для встановлення тригерів в нуль, які формують, або запамятовують сигнали запиту на обслуговування. Операції F(9) та F(11) служать для запису логічного 0 в тригери регістрів першої та другої груп (очищення регістрів).
Друга група операцій керування F(24) - F(27) використовується для реалізації різних дій над окремими частинами електричної схеми модуля, котрі не потребують передачі інформації по лініях R і W. Операція F(24) використовується для заборони певних дій в модулі, або передачі певних сигналів. Операція F(26) дозволяє ті дії в модулі, які заборонені по F(24). Операція F(25) дозволяє або забороняє любі дії в модулі, лише в тих випадках, коли недоцільно використовувати операції F(24) або F(26). Операцією F(27) перевіряють стан будь яких функціональних частин електричної схеми модуля (при умові, що ця перевірка підтримана апаратно). На операцію F(27) модуль обовязково повинен дати відповідь контролеру по лінії Q.
2.2 Програмування КАМАК
В залежності від задач, які вирішуються, а також від програмних і апаратних засобів, які використовуються, можна виділити два напрямки в розробці програмного забезпечення системи КАМАК:
використання спеціальних мов програмування КАМАК високого рівня;
безпосереднє програмування апаратури КАМАК на мові Асемблера.
Використання спеціальних мов програмування КАМАК високого рівня дозволяє значно спростити процес програмування. Програмісту немає потреби детально знайомитись з структурую апаратних засобів узгодження системи КАМАК з ЕОМ. При написані програм він використовує лише оператори та інші конструкції мови програмування, які описують виконання команд КАМАК.
Програмування апаратури КАМАК на мові Асемблера (програмування на «фізичному рівні») вимагає детального вивчення логічної організації звязку контролера крейту з ЕОМ, системи переривань даної ЕОМ та її взаємодії із зовнішніми пристроями. Тому написання програм на асемблерному рівні є набагато складнішим і трудомістким, порівняно з програмуванням на мовах високого рівня. Як правило, програмування на фізичному рівні використовується тоді, коли вирішуються задачі організації керування вимірювальними процесами в реальному масштабі часу.
Апаратура КАМАК по відношенню до ЕОМ є нестандартним зовнішнім пристроєм, конфігурація якого змінюється у відповідності до вимог експерименту. Кожний раз, коли змінюється склад функціональних модулів вимірювальної системи, програмне забезпечення повинно бути частково модифіковане або повністю замінене. Тому, розробляючи програми керування функціональними модулями КАМАК, які входять до складу вимірювальної системи, експериментатор повинен знати структурну організацію і загальний принцип роботи контролера крейту.
Висновок
В результаті аналізу даної роботи можна зробити такі висновки:
1. Система КАМАК забезпечує обмін інформацією між вимірювальними приладами і пристроями які використовуються в експерименті, та цифровими системами обробки даних. Система КАМАК є інтерфейсом зв'язку між вимірювальною апаратурою і ЕОМ.
2. В системі КАМАК є ряд особливостей, такі як:
- модульний принцип побудови, що забезпечує можливість створення на її основі інформаційно-вимірювальних систем;
конструктивна однорідність системи, яка досягнута шляхом уніфікації конструкцій, включаючи крейт для розміщення функціональних модулів;
магістральна структура інформаційних звязків між функціональними модулями;
широке використання принципів програмного керування.
Список використаної літератури
1.Ю.Ф. Певчев., К.Г. Феногенов. Автоматизація фізичного експерименту: навч. посібник / Вища школа, 1986. - 367 с.
2.В.Н. Задков, Ю.В. Пономарев. Комп'ютер в експерименті: архітектура і програмні засоби систем автоматизації: Головна редакція фізико - математичної літератури видавництва «Наука»/ 1988. - 376 с.
3.М. Височанський. А.А. Горват, О.О. Грабар та ін. Твердотільна електроніка: Лабораторний практикум: Навч. посібник/ Ю. - Ужгород: 2001. - 388 с.
4.Робоча програма навчальної дисципліни автоматизація фізичного експерименту [Електронний ресурс] // С. 29. - Режим доступу до журн.: https://docs.google.com/viewer? a=v&pid=sites&srcid=dXpobnUuZWR1LnVhfGFsZXgtbW9sbmFyfGd4OjJlY2RmZjU5NGQxMDYzNjQ