Шина синхронизации состоит из трех линий: «готов к приему», «данные приняты» и «сопровождение данных» и служит для организации асинхронного режима передачи и приема информации по линиям данных от источника к приемнику.

Общая характеристика интерфейса. Интерфейс МЭК предназначен для создания небольших локальных ГИС, например, в рамках научных лабораторий. Он обеспечивает возможность согласованной работы входящих в систему устройств в соответствии с заложенной в ЭВМ программой.

К КОП можно подключить до 15 устройств. В зависимости от длины магистрали скорость передачи информации уменьшается с 1 000 000 байт/с при длине 1 м до 250 000 байт/с для линии максимально допустимой длины 20 м. Реализовать такую скорость в системе не удается из-за значительного времени, необходимого для организации работы интерфейса. Наибольшее время (до 100 мкс) может занимать реакция системы на сигнал «очистить интерфейс». Общее же время, необходимое для осуществления полного цикла обращения к прибору, может составлять до единиц миллисекунд.

Большая часть выпускаемых промышленностью средств измерений требует значительного времени для проведения одного измерения, составляющего от единиц миллисекунд до единиц секунд. Поэтому быстродействие системы, как правило, определяется не интерфейсом, а инерционностью применяемых средств измерений.

Для управления интерфейсом применяют микроЭВМ (Мэра-660, Искра-226, Нейрон), программируемые на языках высокого уровня. Для работы с интерфейсом существуют специальные версии языков, например Бейсик, дополненный необходимыми для работы с интерфейсом инструкциями.

6.4. ИНТЕРФЕЙС КАМАК

Этот стандарт служит основой создания мощных наращиваемых ГИС, предназначенных для управления экспериментальным оборудованием и обработки данных.

Стандарт разработан под руководством Европейского комитета по стандартизации в ядерной электронике, в нашей стране он регламентирован ГОСТ 26.201-80.

Общая структура. В системе КАМАК все устройства выполняются в едином конструктивном оформлении в виде модулей - вставных блоков, помещенных в стандартный каркас - крейт, который схематически показан на рис. 6.2. Модули шириной кратной 17,2 мм, вставляют в ячейки крейта и стандартными разъемами соединяют с расположенной на задней стенке крейта магистралью. В крейте предусмотрено 25 ячеек.

Работать модули могут только в крейте, поскольку от источников питания по магистрали к ним поступают все необходимые сигналы и напряжения питания. Модули предназначены для выполнения различных операций по обработке информации, ее приему, передаче, преобразованию и хранению. Выпускается около 1000 модулей различного назначения: универсальные регистры, модули

Модуль Модуль вВова. Вывода

Zi- 25

От к Горизонтальная К ЭВМ или прибора прибору магистраль соседнему крейту

Рис. 6.2

преобразования кодов, уровней, модули памяти, аналоговые мультиплексоры, модули арифметически.х операций, счетчики, АЦП и ЦАП. Непосредственно измерения модули не выполняют, хотя в отдельных случаях, подобрав необходимые модули и обеспечив их взаимодействие, можно решать и измерительные задачи. Как правило, измерительную информацию получают от различных средств измерений, подключаемых к крейту.

Контроллер, управляющий работой модулей, помещают в крайние справа ячейки крейта. С его помощью осуществляется связь с внешними устройствами: ЭВМ, другими крейтами. Контроллер в основном выполняет функции управления и простейшей обработки информации, вычислительные же задачи решает ЭВМ, работающая в системе.

Магистраль крейта состоит из 86 однопроводных линий, часть из которых подсоединяется ко всем модулям, а часть является индивидуальными и соединяет контроллер только с одним модулем. По специальным линиям магистрали к модулям подводят питающие напряжения. Обмен информацией между модулями в пределах крейта существенно отличается от обмена в интерфейсе МЭК- Передача и прием данных в крейте производятся в двоичном параллельном коде по 24 линиям чтения или 24 линиям записи. В системе модули адресуются контроллером по индивидуальным адресным линиям. Обмен информацией в интерфейсе выполняется в синхронном режиме, цикл обмена по магистрали крейта занимает 1 мкс. Все эти особенности обеспечивают высокое быстродействие интерфейса.

Программируют интерфейс с помощью расширенных версии языков высокого уровня, например языка Бейсик, содержащих необходимые инструкции для управления интерфейсом. Специально для интерфейса разработан язык CASIC, предназначенный для ЭВМ серии СМ.

Возможности интерфейса КАМАК. На основе интерфейса можно создавать ИВК различной сложности и конфигурации. В простейшем случае это автономная система на основе крейта с программируемым микропроцессорным контроллером, выполняющим управление модулями по заданной программе, преобразование информации и ее простейшую обработку. Автономные системы решают простые задачи обработки результатов эксперимента.

Более сложные задачи позволяют решать многокрейтовые системы, в состав которых входит управляющая ЭВМ. Существуют различные конфигурации таких систем. Например, крейты могут, подключаться параллельно к магистрали ЭВМ. Такие системы могут решать задачи управления экспериментом и обработки его результатов, например, в масштабах лаборатории или цеха.

Многокрейтовая последовательная система может включать в себя до 62 крейтов, соединенных кольцевой линией связи. В зависимости от расстояния между крейтами используют разные линии, в том числе и телефонные каналы.

Интерфейс КАМАК может служить основой систем с цифровыми или аналоговыми приборами. В большинстве современных цифровых приборов предусмотрен вывод результатов в параллельном коде, чаще всего в двоично-десятичном, с помощью разъема на задней панели. Кодом можно управлять и некоторыми генераторами, и источниками питания. Для считывания результатов измерений используют модули входных регистров. Например, входной регистр 121.01 позволяет передавать информацию в виде 24-разрядного кода от внешних устройств на линии магистрали крейта. Код вводят через разъем на передней панели модуля. С помощью выходных регистров можно управлять режимом работы генераторов.

Для ввода в интерфейс результатов измерений в аналоговой форме предназначены модули АЦП.

На базе интерфейса КАМАК созданы двухуровневые системы с использованием в качестве нижнего уровня системы с интерфейсом МЭК. Такому построению ГИС в ряде случаев отвечают свойства объектов измерений, среди которых можно выделить медленные и быстрые. Естественно, что для обслуживания медленных объектов целесообразно применять интерфейс МЭК, а для быстрых - КАМАК.

6.5. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Функции микропроцессорной системы. Микропроцессорная система может выполнять сервисные и вычислительные функции, а также самодиагностику прибора в целом.