Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Широкое внедрение вычислительной техники в экспериментальные исследования и переход на интегральные схемы обусловили разработку стандартов новых программно-управляемых модульных систем. В 1968 г. был предложен стандарт системы KAMAK (САМАС — условное название, иногда расшифровывается как Computer Application Measurements and Control). Основные особенности этой системы состоят в том, что, во-первых, она рассчитана на передачу данных в ЭВМ, а также на обработку внутри системы цифровой информации, поступающей от аналого-цифровых преобразователей в основном в виде параллельных кодов, во-вторых, система управляется по программе от ЭВМ или от внутренних управляющих устройств
Стандарт KAMAK получил широкое распространение. На его основе выполняют не только цифровые и аналого-цифровые устройства, но и аналоговую аппаратуру. Известны варианты системы КАМАК, например система ВЕКТОР. Большая гибкость системы KAMAK и возможность ее дальнейшего развития заложены в самом стандарте. В системе KAMAK строго стандартизованы: основные конструктивы, соединительные разъемы, распределение контактов, назначение соединительных шин, напряжения основных источников питания, уровни входных и выходных сигналов и их основные временные соотношения. He стандартизованы возможные схемотехнические решения отдельных модулей. Благодаря этому можно применять очень большое число разнообразных модулей и создавать из них всевозможные конфигурации систем, предназначенных для решения различных задач.
Всегда ли следует применять систему KAMAK в экспериментальной практике? Эта система обладает большими возможностями, однако они не всегда могут быть использованы, и часто выполненные в стандарте KAMAK устройства обладают большой избыточностью. Особенно это относится к типовым приборам узкого назначения. В целом же программно-управляемая модульная система KAMAK является важным этапом в развитии атомного приборостроения и автоматизации физического эксперимента, и ее следует широко внедрять в лабораторной практике.
7.3.2. ОРГАНИЗАЦИЯ КАРКАСА
Аппаратура в системе KAMAK выполняется в виде модулей (плат) с печатным монтажом, устанавливаемых в каркасе, называемом также крейтом или секцией (рис. 7.4). Отдельный каркас
331
Рис. 7.4. Каркас (крейт) для уста новки модульных плат:
1 — блок питания; 2 — магистраль; 3 -контроллер; 4 — разъемы для ЭВМ; 5 -функциональные модули
N(1x24) адрес А (ч) субадрес F(S) команда (функция)
IV (24)
R(24) чтение
В(1) занято
S1(I) строб-импульс
S2(I) строб-импульс
Q(I) ответ
Х(1) команда принята
L(1x24) запрос
C(I) сброс
1(1) запрет
Z(I)установка начального состояния
Свободные шины (2)
Питание (14)
Рис. 7.6. Назначение шин магистрали
N1 N2
Л/J
N24 N25
Рис. 7.5. Структура магистрали
332
Функциональный модуль
рассчитан на установку до 25 модулей минимальной ширины. Возможна установка меньшего числа модулей большей ширины.
В зависимости от выполняемой работы модули делятся нэ функциональные и управляющие. Первые предназначены для выполнения определенных операций, это регистры, счетчики, КОДИ' ровщики и т. д. Вторые — контроллеры — служат для управления функциональными модулями и для связи с ЭВМ.
Посадочные гнезда в крейте, в которые вставляют блоки, называют станциями. В крейте за контроллерами закреплены две первые станции. Остальные станции равноценны, и в них можно вставлять любые функциональные блоки. Контакты разъемов всех станций соединяют с шинами магистрали, расположенной в задней части крейта (рис. 7.5). Там же устанавливают выносной модуль питания. Часть шин магистрали предназначена для передачи питания на модули крейта. Основная масса шин служит для управления модулями и передачи информации.
Назначение отдельных групп шин магистрали определяется логикой взаимодействия модулей в каркасе (рис. 7.6). Управляющий модуль — контроллер может обращаться к любому функциональному модулю, расположенному в каркасе. При этом внутри функционального модуля может быть размещено до 16 функциональных узлов (любой узел можно запрашивать). Для осуществления этих операций имеются 24 радиальные адресные шины N9 соединяющие станции контроллеров с каждой из станций функциональных модулей. Выбор номера соответствующего функционального узла в модуле ведется кодом, поступающим по четырем параллельным шинам субадреса Л. Обращение к модулю и соответствующему функциональному узлу сопровождается командой на выполнение определенной операции (чтение, сброс и т. п.). В системе предусмотрены 32 стандартные команды. Некоторые из них приведены в табл. 7.1. Команды операций передаются пятиразрядным кодом по пяти параллельным шинам команд.
Каждый функциональный модуль может запрашивать контроллер для обслуживания. Для этого предусмотрены 24 радиальные шины запроса L (Look at me), называемые обычно «флажок»..
Передача информации от контроллера к модулям и от модулей к контроллеру ведется 24-разрядными параллельными кодами.. Для этого имеются две группы параллельных шин, соединенных с соответствующими контактами разъемов всех станций. По шинам чтения R (Read) закодированная информация поступает от функциональных модулей в контроллер, по шинам записи W (Write) информация передается от контроллеров к функциональным модулям. В крейте предусмотрена также передача служебных сигналов, таких как строб-импульсы, импульсы установки в исходное состояние и т. д. Они поступают по группе сквозных шин на все блоки.
