12 декабря 2011 г.

Делаем курсач по VMEbus. Часть 1. Введение. Евромехника. Документация

Если в качестве курсового проекта вам задали разработать устройство, отвечающее стандарту VME, в этой серии статей вы найдете несколько интересных мыслей на этот счет.

Конечно, господин Зензин А.С. в своей методичке "Элементы и архитектура систем автоматизации научных исследований" пересказал на 22х страницах официальную спецификацию, состоящую из 214 страниц, что позволило сказать, что все можно сделать по методичке. Однако без определенной подготовки это сделать довольно трудно, а подготовка, по моему мнению, заключается в том, чтобы прочитать спецификацию  и еще кучу документов целиком.

Я попробую сэкономить вам время, поделившить идеями о VME.

В первой части цикла я скажу несколько слов о стандарте VMEbus, покажу картинки устройств и поделюсь полезными ссылками по теме.


VMEbus

VERSAbus - шина передачи данных, разработанная компанией Motorolla для своего процессора 68000. Модификация этой шины под евромеханику стала называться VME (Versa Module Europa). В настоящий момент шина VME стандартизована как IEEE 1014-1987, поддержкой стандарта занимается организация VITA.

Шина VME используется для общения различных устройств, например, измерителей, памяти, ЦАП/АЦП между собой на скорости до 40 МБайт/с. Модифицированная версия стандарта, VME-64, позволяет передавать данные со скоростью до 80 МБайт/с. 

VMEbus широко используется в промышленности, медицине, телекоммуникациях, симуляторах, физике высоких энергий, космосе и т.д.

Шина VME - это, по сути, внешние интерфейсы процессора 68000. Во время разработки шины этот процессор имел 24-разрядную шину адреса и 16-разрядную шину данных, однако разработчики с оптимизмом смотрели в будущее, поэтому заранее сделали по 32 разряда и там, и там. Соответственно, появились разъемы P1 и P2 для подключения устройств.  P1 используется, если шина имеет стандартный размер (A24/D16), а P2 - если расширенный размер (A32/D32). Очевидно, что стандартный размер позволяет передавать одновременно 1 или 2 байта данных, а расширенный - 4. Эти два случая часто разделяются в спецификации

Евромеханика

Евромеханика - это стандарт на изготовление печатных плат для размещения их вот в таких корзинах крейтах:
или


Стандарт евромеханики устанавливает формат и типоразмер используемых печатных плат, форму и расположение элементов крепления, общее расположение разъёма на плате.

Каждая плата называется модулем. Модуль имеет переднюю панель,  на которой могут содержаться разъёмы для подключения оборудования, элементы управления или индикации. Каждый модуль устанавливается в слот. Первый слот обычно занимает системный арбитр.

На задней стенке крейта располагаются разъём подключения модуля, а на задней части модуля ответная часть разъёма. При установке модуля его контакты совмещаются с контактами крейта. 

Для обозначения размеров плат были введены специальные единицы - U (44,45 мм) и TH (5,08 мм), простые миллиметры также используются. Различные форм-факторы плат можно понять по следующей картинке:






Как выглядят в живую платы VME


6U size C: DC-DC конвертер

6U size B: Контроллер шины VME
 
3U size A: накопитель на жестком диске

9U size D: 16ти-канальный осциллятор-демодулятор


Документация на VMEbus

Спецификация на VMEbus (англ.) - самый главный документ! Осилив этот документ, вы будете знать о VME все. 
VMEbus FAQ (англ.) - часто задаваемые вопросы по работе VMEbus.
Назначение адресов устройств VME (англ.) - по этому документу можно попытаться придумать, какой адрес назначить своему устройству. 
Основы VME (англ.) - коротко о важных вещах.
Немного другое (тоже краткое) описание VME (англ.) - здесь еще предлагается список производителей и названия всех стандартов. 
Handbook по VME-SIO4A  (англ.) - крайне ценный пример реализации VME-устройства в виде последовательного контроллера. Есть схема, все расписано до битика - понятно как будут выглядеть управляющие данные для вашего устройства. Как это понять, мы поймем потом.
ГОСТ 821-2000 (рус.) - перевод спецификации VME на русский язык. Кто будет изучать по ней - тот читер. 

P.S.

Это только вводная статья, непосредственно принципы функционирования шины и их техническую реализацию мы будем рассматривать в следующих статьях, которые, надеюсь, будут появляться достаточно быстро. 

Вопросы и пожелания оставляйте в комментариях, для авторизации подойдут аккаунты  Google, Livejournal, WordPress, AIM или OpenID. У вас точно есть OpenID, если вы пользуетесь Rambler, mail.ru или Yandex.

Список статей

Часть 1. Введение. Евромеханика
Часть 2. Шины и устройства
Часть 3. Шина DTB
Часть 4. Slave-устройство на шине DTB. Циклы записи и чтения
Часть 5. Чтение адреса slave-устройством. Типы адресации. Регистр-защелка и компаратор
Часть 6. Программное управление slave-устройством. Дешифратор, D-триггер и свичи
Часть 7. Прерывания, прерыватели, шина приоритетных прерываний,вектор прерывания
Часть 8. Шинные формирователи
Часть 9. Рисуем схему по ЕСКД. Schemagee. Автоматическое создание списка элементов
Часть 10.Добавляем собственную микросхему в Schemagee
Часть 11. Импорт микросхемы из P-CAD в SchemaGee с последующим допиливанием