WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 


«ИНСТИТУТ церии к ишедеши* ДУШ 9-84-528 Э.М.Глейбман, Н.В.Пиляр НАБОР МОДУЛЕЙ В СТАНДАРТЕ КАМАК' НА ОСНОВЕ БОЛЬШИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ УСКОРИТЕЛЯ Направлено ...»

ssufeyJM

•г.вдиишыи

ИНСТИТУТ

церии к

ишедеши*

ДУШ

9-84-528

Э.М.Глейбман, Н.В.Пиляр

НАБОР МОДУЛЕЙ В СТАНДАРТЕ КАМАК'

НА ОСНОВЕ БОЛЬШИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

ДЛЯ СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ УСКОРИТЕЛЯ

Направлено а журнал "Прибо|)ы и системы

отправления" и на I I I всесоюзный семинар по

обработка •иаичвской информации, Ереван, 1ДО г .

•И

19*4

frmw mm Развитие и совершенствование электронной аппаратуры физичес­ ких лабораторий, непосредственно связанное с усложнением решае­ мых задач, в Значительной мере определяется состоянием элемент­ ной базы • раавитием интегральной схемотехники .

Большие интегральные схемы /БИС/ не только заменяют в аппа­ ратуре десятки микросхем средней и малой степени интеграции, но и за смет лрьгдаммируемости и функциональной законченности придают им новые полезные качества .

Для. системы временной /синхронизации, входящей в состав авто­ матизированной системы управления тяжелоионного синхротрона ' 'Л требуется около 600 каналов синхронизации''*'. Каждый из таких каналов представляет собой цифровую управляемую задержку, спроек­ тированную на определенный диапазон и шаг изменения .

Основу структуры наиболее распространенной в настоящее время схемы цифровой задержки составляют пересчетные синхронные дека­ ды» буферные регистры установок, схемы сравнения и тактовый ге­ нератор с кварцевой стабилизацией частоты .

S такой структуре число пересчетных декад и частота тактового генератора опреде­ ляют диапазон изменения задержки, а период частоты - наг ее изменения,.С целью управления ускорителями цифровые задержки изготавли­ ваются на основе микросхем серий ТТЛ средней степени интегра­ ции^ " ^ • Тактовая частота таких устройств выбирается кратной" десяти w лежит в пределах от Л О кГц до 10 КГц, а число пересчет­ ных декад в канале обычно равно k " 6, • Естественное желание разработчике* разместить в блоке большее число -канадо* наталкивается, на трудности, связанные с ограничени­ ями на Число возможного размещения микросхем на плате и органи­ зацией их связейi а также на энергетическое потребление и отвод тепла. Цифровые задержки, построенные по схеме сканирования памя­ ти'*',* также не освобождены от этих недостатков. Приближенно тех­ нический уровень такого тип* разработок ш Настоящее время можно лронллюс*рйроеать на примере цифровых управляемых задержек, «ипвлненмы* в стандарте КАЛИО, где' четыре канала с шагом 100 не и диапазоне* изменения 0 ^ 9 9 9 W размещаются в модуле КАНДК двой­ ной шир»я"в/- • * ' tNjttKOOWcy создарл^мая » насто^вдее' арам* электронная аппаратура, управления 1Щф**№»т -Жпя т^же№#«|$го смйирвтрома, го при ' разработке'дрймого м * ^ ^ м е ^ ^ ^ ^ ^ Р ь в р * ^ ориентация' мв мвкснм#я^но»"~мСТ|1в*о**1вё белым*»; ммтегЭДмявех схем. Дая реализации / жмдЙанЯ тайм** iftna » ^ Ю Р Й 4 ' 7 * .

В БИС КР580ВИ53 имеются три 16-разрядных двоичных счетчика, каждый из которых может быть использован как счетчик внешних событий, программируемый делитель частоты, одновибратор с про­ граммируемой длительностью импульса. Режимы работы каждого из счетчиков задаются независимо друг от друга путем занесения управляющего слова в специальный регистр /один из разрядов этого регистра задает систему счисления для счетчика - двоичную или двоично-десятичную/ .





Каждый счетчик имеет свой 16-разрядный буферный регистр и схему анализа на ноль. На вход счетчиков могут поступать импульсы тактового генератора или подсчитываемые импульсы с различных устройств. Пределы изменения входной час­ тоты - от 1 Гц до 2 МГц. Прием входных импульсов управляется независимыми сигналами стробирования. Счетчики работают на вы­ читание, при равенстве содержимого какого-либо счетчика нулю вырабатывается соответствующий выходной сигнал. Начальные зна­ чения счетчиков /соответственно, содержимое буферных регистров/ загружаются в БИС через шину данных. Аналогичным образом за­ гружаются и управляющие слова. Выбор одного из трех счетчиков либо управляющего регистра производится подачей соответствующе­ го кода выборки по двум шинам адреса /АО, А1/, БИС КР580ВИ53 выполняется в пластиковом или керамическом корпусе с 2k выво­ дами, требуемое напряжение питания 5 В, потребляемая мощность 1 Вт .

Сравнение стоимости БИС с суммарной стоимостью 12 ИС типа К155ИЕ7 и 12 ИС типа К155ТМ7 по уровню цен текущего года дает выигрыш в два раза в пользу БИС КР580ВИ53. Таким образом, даже без учета стоимости схем сравнения и других схем "обвязки", а также если не принимать во внимание очевидный выигрыш за счет упрощения топологии печатной платы модуля и уменьшения потреб­ ляемой мощности, использование БИС КР580ВИ53 в схемах цифровых задержек экономически целесообразней Возможности модулей с точки зрения пользователя иллюстрируют их структурные схемы и временные диаграммы, приведенные на рис.1 .

Модули БЗ-8К и БЗН /рис.1а/ имеют по восемь каналов цифровых управляемых задержек с общим стартовым входом, относительно которого производится задержка сигнала в независимом канале .

В режиме двоично-десятичного счета задержка выходного сигнала в каналах относительно стартового сигнала может изменяться в мо­ дуле БЗ-8К от 0 до 9999», а в модуле БЗН - от 0 до 99999-п, где п - величина периода тактовой частоты внешнего генератора. Мак­ симальное значение тактовой частоты для модуля БЗ-8К равно 1 МГц, для модуля БЗН-10 МГц, что соответствует минимальному шагу изменения задержки в канале 1 мке и 100 не соответственно .

Модуль БВО /рис.16 и рис.2/ содержит восемь независимых ка­ налов, каждый из которых может работать как цифровая управляемая задержка /минимальный шаг - 1 икс, диапазон изменения 0 *9999-п/, одновибратор с программируемой длительностью /минимальный шаг Рис.1. Блок-схема и временные диаграммы работ модулей .

Рис.2. Функциональная схема блока временных отметок .

изменения длительности - 1 мкс, диапазон изменения 0 * 9999 • п / и управляемый делитель частоты /диапазон изменения частоты 1 МГц* 100 Гц/ .

Схема модуля реализована таким образом, что при переходе с одного режима на другой пользователю не надо программировать состояние управляпщего регистра, достаточно только подать соот­ ветствующую функцию КАНАК и номер канала в поле субадреса .

-чг Рис.3. Функциональная схема блока задержек .

Рис.4. Функциональная схема блока задержек с шагом 100 не .

Специальной командой возможно расширение диапазона работы 7-го канала путем подключения последовательно к его выходу еще четырех декад .

В модуле БВИ /рис.1 в/ имеется восемь идентичных каналов, каждый из которых состоит из 16-раэрядного счетчика, схемы срав­ нения и установочного регистра .

Рис.5. Функциональная схема блока выбора импульсов .

На входы модуля могут поступать импульсы стационарной либо случайной последовательности. При совпадении Кода, установлен­ ного в регистре, с числом импульсов, просчитанных счетчиком, выдается маркерный сигнал. Тем самым осуществляется выделение нужного импульса из последовательности .

Максимальная частота импульсов входной последовательности МГц .

Во всех модулях набора реализована процедура начальной уста­ новки, по которой при включении питания в крейте /либо при пода­ че команды КАМЛУ "Z"/ производится блокировка'работы всех ка­ налов и устанавливается режим управляемой задержки .

Разблокировка канала осуществляется специальной функцией КАНАК с указанием в поле субадреса номера соответствующего ка­ нала .

Функциональные схемы модулей набора приведены на рис.2-5, структура их достаточно идентична .

В каждом модуле используется по три БИС - программируемых таймера типа КР 580ВИ53, схемы сопряжения шины данных БИС с шинами магистрали крейта, схемы управления записью в БИС, два ПЗУ /К155РЕЗ/, схемы начальной установки режимов, входные и вы­ ходные формирователи, схемы установки и снятия блокировки в ка­ налах .

Постоянное запоминающее устройство ПЗУ1 служит для перекоди­ ровки двоичного номера канала, поступающего по шинам А0+А8 ма­ гистрали крейта в управляющие сигналы выбора кристалла /CSCKCS2/ и коды выборки счетчиков/АО,А1/. "Прошивка" ПЗУ1 для всех моду­ лей идентичная. ПЗУ2 используется как декодер функции КАНАК, кроме того,в нем же хранятся константы для управляющих регистров, Рис.6. Временная диаграмма записи 16-разрядного слова .

v l ~Х Х"Т« соответствующие задействованным режимам. "Прошивка" ПЗУ2 для различных модулей разная и опре­ деляется набором используемых в модуле функций КАНАК .

Поскольку шина данных БИС КР580ВИ53 восьмиразрядная, то для установки значения задержки /шестнадцать двоичных разрядов/ требуется два такта записи с промежутком между командами записи не менее 1 мкс. Это неудобно с точки зрения применения аппа­ ратуры КАМАК, т.к. для установки шестнадцатиразрядного кода задержки потребуется две команды КАМАК - побайтные пересылки данных на двадцатичетырехразрядной магистрали не оправданы, кроме того, усложняется программирование модулей .

Для исключения этого недостатка во всех модулях введен буфер­ ный регистр на старший байт записываемого 16-разрядного слова и реализована специальная схема управления, формирующая два последовательных сигнала записи для младшего и старшего байтов /рис.6/ .

Схема установки и снятия блокировок в каналах представляет собой дешифратор 3 на 8 и восемь независимых триггеров, входы которых через логические ворота управляют входом стробирования соответствующего канала. Для установки /или снятия/ блокировки используется одна функция КАМАК F23, производящая смену состоя­ ния блокировки в канале, номер которого указан в субадресной части команды КАМАК. На второй вход ворот в модулях БЗ-8К, БЗН и БВИ подается выход счетчика Н 2 третьего БИС .

" Всякий раз при включении питания этот счетчик устанавливает­ ся в режим 1 /программируемый одновибратор/ на максимальную длительность выходного сигнала. Поскольку на вход CLK счетчика №2, так же как и на все счетчики БИС, подаются сигналы тактовой частоты, а на вход стробирования - стартовый сигнал, то вторые входы всех ворот будут открыты на все время длительности диапа­ зона задержки /либо времени экспозиции для модуля БВИ/ .

Выходные формирователи обеспечивают возможность работы на со­ гласованную нагрузку 50 Ом, используются уровни сигналов, при­ нятие для КАМАК по передней панели /стандарт NIM/. Для каскади­ рования каналов по входам модулей установлены формирователи, преобразующие сигналы уровней стандарта NIM в уровни сигналов транзисторно-транзисторной логики .

Для увеличения диапазона изменения задержки до пяти двоичных декад в модуле БЗН применена БИС многофункционального синхрони­ зирующего устройства /МСУ/ типа К589ХЛ4 ', вход которой последовательно подключен к выходу соответствующего счетчика в канале /pnc.V. Использование БИС К589ХЛ4 в модуле БЗН позволило также получить минимальный шаг изменения задержки в канале 100 не .

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДУЛЕЙ

–  –  –

Использование БИС КР580ВИ53 позволило:

- максимально сократить номенклатуру модулей, входящих в стандартный набор, за счет программируемости функций;

- повысить технико-экономический уровень модулей по сравнению с аналогами за счет увеличения числа каналов в модуле, снижения энергопотребления и упрощения топологии печатной платы, а также единого схемотехнического решения;

- повысить такие важные эксплуатационные качества модулей, как надежность и удобство в использовании .

В процессе исследования макетов и наладки модулей мы убеди­ лись, что БИС КР580ВИ53, выполненные в керамическом корпусе, имеют более высокие частотные характеристики, чем в пластмассо­ вом корпусе. Так, например, запись двух байтов в БИС в керамичес­ ком корпусе можно проводить с интервалом не в V мкс, как это указано в 111, а с интервалом в 250*300 не, что в применении к стандарту КАМАК позволило бы отказаться от буферного регистра для старшего байта и провести запись шестнадцатиразрядного числа за 1 мкс .

Опыт использования БИС К589ХЛ4 показывает, что эта универсаль­ ная и удобная в применении схема, на наш взгляд, была бы еще более полезна, если бы имела входной четырехразрядный регистр .

Авторы выражают благодарность Г.Е.Королевой и А.Г.Мицельмахер за разработку печатных плат блоков .

ЛИТЕРАТУРА

1. Глейбман Э.М. и др. В сб.: Труды VIII Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. Протвино, 1982, ОИЯИ, Дубна, 1983, т. 2, с. 30^ .

2. Maтюхин С.С. и др. В сб.: "Аппаратура радиоэлектроники, диагностики и автоматизированного управления бустера сер­ пуховского ускорителя". Изд-во ФИАН СССР, М,, 1980, с. 72 .

3. Груздев B.C. и др. В сб.: Труды VII Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. Дубна, 1Э82, т. П, с. 147 .

4. Кресло Е.А., Осипов В.В., Сухоруков А.Н. Приборы и системы управления. "Машиностроение", М., 1981, №k .

5. Лебедев Н.И. ОИЯИ, 9-12326, Дубна, 1979 .

6. Каргальцев В.В. и др. В сб.: Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции "Автоматизация научных исследований на основе применения ЭВМ". Изд. СО АН СССР, Новосибирск, 1981, с. 37 .

7. INTEL DATA CATALOG .

8. Алексеенко А.Г., Галицын А.А., Иванников А.Д. "Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах", "Радио и связь", М., 198ч .

9. Березенко А.И., Корягин Л.Н., Назарьян А.Р. "Микропроцессорные комплекты повышенного быстродействия", "Радио и связь", М., 1981 .

Рукопись поступила в издательский отдел 18 июля 1984 года .

Глейвяан Э.М., Пиляр Н.В., 9-84-528 Набор модулей в стандарте КАМАК на основе больших интегральных схем для системы синхронизации ускорителя Разработан набор модулей в стандарте КАМАК на основе боль­ ших интегральных схем для системы синхронизации ускорителя .

Диапазон изменения задержек от О до 9999 /О -- 99999/ с шагом г регулировки 1 икс /100 не/. Применение БИС КР580ВИ53 позво­ лило повысить технико-экономический уровень модулей по срав­ нению с аналогами за счет увеличения чийла каналов в модуле, снижения энергопотребления и упрощения топологии печатной платы, а также единого схемотехнического решения .

Работа выполнена в Отделе новых методов ускорения ОИЯИ .

Препринт Объединенного института ядерше исследований. Дубка 1984 Перевод Сц С.Виноградовой Gleibman E.M., Pilar N.B. 9-84-528 САМАС Module Family Based on Big Integral Circuits for the Accelerator Synchronization System The new family of CAHAC modules has been constructed on the basis of BIC-memory for the accelerator synchronization system .

Total scale of range delay is 0 *9999 with 1 mks step (100 ns) .

The utilization of BIC-memory allowed one to improve the technical economical leyelof modules ascompared with analogues due to increasing the number of module channels, to decrease the e- ergy consumption and to simplify the topology of printed plate, ciscuit, as well as the single circuit-technical solu­ tion. ' The investigation has been performed at the Department of New Acceleration Methods, J1NR .

–  –  –

Издательский отдай «1-*»«нного„института ядерных иссмдоааний.




Похожие работы:

«УДК 669.715.543.06 : 006.354 Группа В59 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ССР стандарт союза СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ Методы определения желета ГОСТ Titanium alloys. 19863.5— 91 Methods tor the determination oi iron ОКСТУ 170...»

«ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ УП РА ВА А Л Т У Ф Ь Е В С К О Г О РА Й О Н А Г О Р О Д А М О С К В Ы С е в е р о -В о с т о ч н ы й а д м и н и ст р а т и в н ы й ок руг РАСПОРЯЖЕНИЕ 29 . оч. го/з О праздновании 68-й годовщины Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 г...»

«СуГТТЬ U К МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА № 6—1976 ^ УДК 535.417 А. В. ТИХОНРАВОВ, А. Ю. КЛЕМЕНТЬЕВА СИНТЕЗ МНОГОСЛОЙНЫХ НЕПОГЛОЩАЮЩИХ ПОКРЫТИЙ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ГРАДИЕНТНОГО СПУСКА Рассматривается з...»

«Title: Genderowa podmiotowo bohatera-mczyzny w rosyjskiej kobiecej fantasy Author: Izabela Zawalska Citation style: Zawalska Izabela. (2011). Genderowa podmiotowo bohatera-mczyzny w rosyjskiej kobi...»

«Контроллер-реле DRL-30-M-S (исполнение S) для управления фарами с режимом ДХО (дневные ходовые огни) (relay and controller DRL) Паспорт (инструкция по эксплуатации) Назначение изделия Контроллер-реле DRL-30-M-S (далее – "реле") управляет работой фар ДС (дальнего света), БС (ближнего света) или ПТФ (противотуманных фар...»

«Т. Л. Карл, Ф. Шмиттер Демократизация: концепты, постулаты, гипотезы (Размышления по поводу применимости транзитологической парадигмы при изучении посткоммунистических трансформаций) Электронный ресурс URL: http://www.civisbook.ru/files/File/Karl_2004_4.pdf ДЕМОКРАТИЗАЦИЯ: КОНЦЕПТЫ, ПОСТУЛАТЫ, ГИПОТЕЗЫ Размышления по пов...»

«. : ~ Светлой памяти отца, Алексан.дра Кирилловича, пос~ящаю По гороскопу я Лев. HQ убежден, что судьбу свою мы делаем сами, звезды лишь помогают нам. Так что ничего не мешает Весам, Стрельцам,...»

«PL 9019 Разгибание/сгибание ног. Руководство пользователя.Важно: ПРОЧИТАЙТЕ ВСЕ ИНСТРУКЦИИ ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕНАЖЁРА. Руководство пользователя Содержание. Инструкция по безопасности 3 Инструкции 4 Список деталей 5 Рисунок в разобранном виде 6 Список креплений 7 Инструкции по сборке 8...»

«A. Установка и авторизация • Загрузка дистрибутива • Авторизация программы B. Описание надстройки CAD mode C. Алгоритм работы в программе D . Интерфейс программы E. Пошаговое создание проекта: • • Первый запуск программы Прорисовка "шахт"• Создание проекта. Базовые настройки • Подключение фреон...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.