ES Signal Generator Board (4-CH) Benutzerhandbuch

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1 ES Signal Generator Board (4-CH) Benutzerhandbuch

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3 Inhalt 1 Einleitung Funktionen Einsatzgebiete Blockdiagramm Hardware Funktionsbeschreibung Digitaler Signalprozessor Virtuelles Dual-Ported-RAM Digital-Analog-Umsetzer Interface zum Aufsteckmodul VMEbus-Interface Hardware-Konfiguration Basis-Adresse Interrupt-Nummer Quelle für Boot-Programm Versorgungsspannungsausgang Versorgungsspannung für 12 V Einzelbetrieb Steckerbelegung Steckverbinder X1: Analoge Ausgänge Inhalt 3

4 2.3.2 Steckverbinder X2: Optionale Ein- und Ausgänge Technische Daten ETAS Kontaktinformation Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Index Inhalt

5 1 Einleitung In diesem Abschnitt finden Sie die Informationen zu den grundlegenden Funktionen und zum Einsatzgebiet des ES Signal Generator Board. Ein Blockdiagramm zeigt Ihnen schematisch den Aufbau der Einschubkarte. Hinweis Einige Bauelemente der ES können durch elektrostatische Entladungen beschädigt oder zerstört werden. Belassen Sie die Einschubkarte bis zu ihrem Einbau in der Transportverpackung. Die ES darf nur an einem gegen statische Entladungen gesicherten Arbeitsplatz aus der Tranportverpackung entnommen, konfiguriert und eingebaut werden. 1.1 Funktionen Das ES Signal Generator Board dient der Erzeugung von analogen und digitalen Ausgabesignalen in VMEbus-Systemen. Die Einschubkarte verfügt über einen eigenen digitalen Signalprozessor (DSP), der unabhängig vom Hauptprozessor des VMEbus-Systems arbeitet. Durch den Einsatz eines DSP ist die Signalform der Ausgabesignale frei programmierbar und auch hohe Anforderungen an die Änderungsgeschwindigkeit von Amplitude, Frequenz und Pulsbreite lassen sich leicht erfüllen. Das 64 k-worte große virtuelle Dual-Ported-RAM (DPRAM) kann sowohl vom Systemprozessor als auch vom DSP beschrieben und gelesen werden. Über diesen Speicherbereich ist ein Austausch von Programmen und Daten zwischen dem DSP und dem Systemprozessor möglich. Dem DSP stehen optional zusätzlich 64 kworte elektrisch programmierbares ROM als Programmspeicher zur Verfügung. Dieser Speicherbereich kann vom DSP beschrieben werden. Zur Erzeugung der analogen Signale enthält die Einschubkarte vier Digital-Analog-Umsetzer mit 12 Bit Auflösung und einer maximalen Umsetzzeit von 6 s. Der Ausgangsspannungsbereich beträgt -10 V bis +10 V bezogen auf das Massepotential des VMEbus-Systems. Die digitalen Ausgabesignale werden über ein Aufsteckmodul generiert. Dort stehen acht Zähler zur Verfügung. Je zwei Zähler bilden einen Ausgabekanal. Die Adress-, Daten- und Steuerleitungen des DSP sind zum Aufsteckmodul geführt. Die Karte umfasst folgende Funktionen: Digitaler Signalprozessor TMS320C kworte virtuelles Dual-Ported RAM als Programm- oder Datenspeicher Einleitung 5

6 Vier Digital-Analog-Umsetzer mit 12 Bit Auflösung und einem Ausgangsspannungsbereich von -10 V bis +10 V Frontplattenanschluss für analoge und digitale Ausgangssignale Interrupterzeugung auf dem VMEbus VMEbus-Interface Optionales 64 kworte elektrisch programmierbares ROM als Programmoder Datenspeicher Aufsteckmodul zur Generierung digitaler Signale Die nachfolgende Abbildung zeigt Ihnen die Frontplatte und die Lage der Steckverbinder. X1 X2 ES Abb. 1-1 Frontplatte 6 Einleitung

7 1.2 Einsatzgebiete Das ES Signal Generator Board kann in VMEbus-Systemen überall da eingesetzt werden, wo analoge und digitale Signalverläufe mit unterschiedlichen Frequenzen, Amplituden und Pulsbreiten erzeugt werden sollen. Der digitale Signalprozessor (DSP) ermöglicht eine flexible Signalerzeugung unabhängig vom Systemprozessor. Beispielhafte Einsatzgebiete sind: Generierung von aktiven oder passiven Drehzahlgebersignalen für Fahrdynamik-Systeme. Generierung vom Drehzahlsignalen für Getriebesteuergeräte. 1.3 Blockdiagramm Die nachfolgende Abbildung zeigt Ihnen ein Blockdiagramm des ES Signal Generator Board. 128 kb RAM 4 D/A- Umsetzer Digital Signal Prozessor Signalkonditionierung Dual- Ported RAM Manager VME- Interface Analogausgänge VME- Bus Digitalausgänge Aufsteckmodul Abb. 1-2 Blockdiagramm In der Mitte des Blockdiagramms erkennen Sie den digitalen Signalprozessor. Rechts an den Signalprozessor schließt sich der Dual-Ported-RAM-Manager an, über den sowohl der DSP als auch der VMEbus Zugriff auf die 128 KByte RAM haben. Links vom DSP finden Sie die vier Digital-Analog-Umsetzer und die Signalkonditionierung für die vier Analogausgänge. Die Daten-, Adress- und Steuersignale des DSP sind ebenso wie die Digitalausgänge der Frontplatte zu einem Aufsteckmodul geführt. Das Aufsteckmodul enthält acht Zähler in vier Gruppen, mit denen sich PWM-Signale mit variabler Frequenz und variablem Tastverhältnis generieren lassen. Einleitung 7

8 8 Einleitung

9 2 Hardware Dieser Abschnitt enthält eine detaillierte Funktionsbeschreibung, die Informationen zu den Steck- und Lötbrücken, die Pinbelegung der Steckverbinder und die technischen Daten des ES Signal Generator Board. 2.1 Funktionsbeschreibung Dieser Abschnitt gibt Ihnen einen detaillierten Überblick über die Funktionen des ES Signal Generator Board. Sie finden Informationen zu folgenden Aspekten: Digitaler Signalprozessor Virtuelles Dual-Ported-RAM Digital-Analog-Umsetzer Interface zum Aufsteckmodul VMEbus-Interface Digitaler Signalprozessor Auf der ES wird als zentrale Recheneinheit der digitale Signalprozessor TMS320C203 verwendet. Der digitale Signalprozessor (DSP) kann unabhängig von Hauptprozessor des VME-Systems arbeiten. Der Datenaustausch zwischen beiden Prozessoren geschieht über ein virtuelles Dual-Ported-RAM. Die Verarbeitungsrate des Signalprozessors beträgt 40 MIPS bei einer Wortbreite von 16 Bit. Intern verfügt der Signalprozessor über 544 Worte Programm- oder Datenspeicher. Der Start des Signalprozessors kann entweder aus einem externen elektrisch programmierbaren Speicher oder aus dem Dual-Ported-RAM erfolgen. Die Startart ist über Steckbrücken einstellbar Virtuelles Dual-Ported-RAM Das virtuelle Dual-Ported-RAM dient der Kommunikation zwischen dem Hauptprozessor des VME-Systems und dem digitalen Signalprozessor. Über einen Dual-Ported-RAM-Manager können beide Prozessoren auf einen gemeinsamen RAM-Bereich von 128 KByte (64 KWorte) zugreifen. Der Dual-Ported-RAM-Manager verhindert dabei Adresskonflikte und priorisiert die Zugriffe. Das Dual-Ported-RAM kann sowohl als Daten- als auch als Programmspeicher genutzt werden. Das Programm des Signalprozessors lässt sich vom VME-Systemprozessor in das Dual-Ported-RAM laden und der DSP kann danach mit diesem Programm gestartet werden. Hardware 9

10 2.1.3 Digital-Analog-Umsetzer Die vier Digital-Analog-Umsetzer der ES haben eine Auflösung von 12 Bit bei einer maximalen Umsetzzeit von 6 µs. Der Ausgangsspannungsbereich beträgt -10 V bis +10 V bezogen auf das Massepotential des VME-Systems. Die Ausgangsspannungen aller vier DA-Umsetzer können synchron zueinander ausgegeben werden Interface zum Aufsteckmodul Mit einem optionalen Aufsteckmodul lassen sich weitere Speicher- oder Peripheriefunktionen realisieren. Die Adress-, Daten- und Steuersignale des Signalprozessors sowie die analogen Ausgabesignale sind zum Aufsteckmodul geführt. Vom Frontplattenanschluss führen 13 Leitungen zum Aufsteckmodul VMEbus-Interface Für den VMEbus enthält die ES ein Slave-Interface mit 16 oder 24 Adress- und 16 Datenleitungen. Die Basisadresse der Karte wird mittels Drehschalter eingestellt. Die Einschubkarte belegt einen Adressbereich von 128 KByte. Die Karte kann Interrupts auf dem VMEbus erzeugen. Der Interrupt-Level wird über Lötbrücken eingestellt. Der Interrupt-Vektor wird per Software entweder vom DSP oder vom Systemprozessor eingestellt. 2.2 Hardware-Konfiguration Dieser Abschnitt enthält die Informationen zur Konfiguration der Steckbrücken des ES Signal Generator Board. Mittels Steckbrücken lassen sich folgende Einstellungen ändern: VMEbus-Basisadresse Interrupt-Nummer Quelle für Boot-Programm Versorgungsspannungsausgang Versorgungsspannung für 12 V Stand-alone-Betrieb 10 Hardware

11 Die nachfolgenden Abbildungen zeigen Ihnen die Position der Steck- und Lötbrücken auf der Bestückungs- und der Lötseite der Platine. J5 X1 X4 HEXHN HEXLN X2 X3 X5 ROMSEL J6 Abb. 2-1 Steck- und Lötbrücken (Bestückungsseite) Hardware 11

12 X2 P10 P9 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 Lp8 Lp9 X1 Pb Pa Pd Pc Abb. 2-2 Lötbrücken (Lötseite) Hinweis Die Lötbrücken Pa bis Pd, LP8 und LP9 legen Herstelleroptionen fest und dürfen nicht verändert werden Basis-Adresse Die Basisadresse des ES Signal Generator Board wird mittels der beiden Hex-Schalter HEXHN und HEXLN eingestellt. Die Karte belegt einen Adressbereich von 128 KByte ab der Basisadresse. Hinweis Achten Sie darauf, dass sich der Adressbereich des ES Signal Generator Board nicht mit den Adressbereichen anderer Karten in Ihrem System überlappt. 12 Hardware

13 Schalter Adresse Standardeinstellung HEXHN A23 - A20 $C HEXLN A19 - A18 $0 Tab. 2-1 Einstellung der Basisadresse Interrupt-Nummer Die Lötbrücken P1 bis P10 legen die Interrupt-Nummer fest. Lötbrücke Interrupt-Nummer Standardeinstellung P1 1 offen P2 2 offen P3 3 offen P4 4 offen P5 5 offen P6 6 offen P7 7 offen P8 8 offen P9 9 offen P10 10 offen Tab. 2-2 Einstellung der Interrupt-Nummer Hinweis Es darf jeweils nur eine der Lötbrücken P1 bis P10 geschlossen sein Quelle für Boot-Programm Mit der Steckbrücke ROMSEL legen Sie die Quelle für das Boot-Programm des Signalprozessors fest. Hinweis Der Boot aus ROM (Pin 2 und 3 gebrückt) darf nur dann eingestellt sein, wenn die ES mit einem entspechenden Aufsteckmodul ausgerüstet ist. Ohne Aufsteckmodul steht dem Signalprozessor kein Boot-ROM zur Verfügung. Hardware 13

14 Pin Bedeutung 1-2 Boot aus RAM 2-3 Boot aus ROM (Standardeinstellung) Tab. 2-3 Einstellung der Quelle des Boot-Programms Versorgungsspannungsausgang Mit der Steckbrücke J5 können Sie die +5 V Versorgungsspannung des VME-Systems mit dem Pin 5 des Frontplattensteckverbinders X1 verbinden. Steckbrücke offen geschlossen J5 X1 Pin 5 unbeschaltet X1 Pin 5 auf +5 V Versorgungsspannung geschaltet (Standardeinstellung) Tab. 2-4 Einstellung des Versorgungsspannungsausgangs Versorgungsspannung für 12 V Einzelbetrieb Die ES enthält DC/DC-Wandler, die einen Betrieb ohne VMEbus an nur einer 12 V Versorgungsspannung ermöglichen. Hinweis Beim Betrieb am VMEbus darf die Steckbrücke J6 nicht gesteckt sein. Steckbrücke offen geschlossen J6 Betrieb am VMEbus (Standardeinstellung) Betrieb mit einer einzelnen 12 V Versorgung Tab. 2-5 Einstellung des Einzelbetriebs 14 Hardware

15 2.3 Steckerbelegung In diesem Abschnitt finden Sie die Steckerbelegungen zum ES Signal Generator Board Steckverbinder X1: Analoge Ausgänge Der Steckverbinder X1 enthält die vier analogen Ausgangssignale der ES Der Steckverbinder enthält außerdem eine +5 V Versorgung für externe Baugruppen Abb. 2-3 Steckverbinder X1: Analoge Ausgänge Pin Funktion Pin Funktion 1 Kanal 1 2 Kanal 2 3 Kanal 3 4 Kanal V Ausgang 6 Analogmasse 7 Analogmasse 8 Analogmasse 9 Analogmasse Analogmasse Tab. 2-6 Anschlussbelegung X1: Analoge Ausgänge Hinweis Die +5 V Ausgangsspannung an Pin 5 steht nur bei gesteckter Steckbrücke J5 zur Verfügung. Hardware 15

16 2.3.2 Steckverbinder X2: Optionale Ein- und Ausgänge Der Steckverbinder X2 enthält die 14 Ein- und Ausgangsleitungen des Aufsteckmoduls. Die Pinbelegung dieses Steckverbinders hängt von den Funktionen des Aufsteckmoduls ab Abb. 2-4 Steckverbinder X2: Optionale Ein-/Ausgänge Pin Funktion Pin Funktion 1 X3 Pin 1 2 X3 Pin 3 3 X3 Pin 5 4 X3 Pin 7 5 GND 6 X3 Pin 11 und -15 V DC 7 X3 Pin 13 und +15 V DC 8 V CC (DC-Wandler) 9 X3 Pin 2 10 X3 Pin 4 11 X3 Pin 6 12 X3 Pin 8 13 X3 Pin X3 Pin X3 Pin 14 Tab. 2-7 Anschlusbelegung X2: Optionale Ein-/Ausgänge 16 Hardware

17 2.4 Technische Daten In diesem Abschnitt finden Sie die technischen Daten der ES Signal Generator Board in tabellarischer Form. Digitaler Signalprozessor Typ Zykluszeit Wortlänge Programm-/Datenspeicher TMS320C ns 16 Bit intern 544 Worte Analogausgänge Auflösung 12 Bit Spannungsbereich -10 V bis +10 V Max. Umsetzzeit 6 µs Anzahl Kanäle 4 Max. Datenrate 166 k Samples/s Max. Ausgangsstrom 10 ma Einschwingzeit 14 µs (0,1% bei 10 V Sprung) Digitalausgänge Anzahl Zähler 4 Zähler mit 11 Bit 4 Zahler mit 5 Bit Anzahl Ausgabekanäle 4 Signalpegel 5 V Dual-Ported-RAM Größe Zugriffszeit 64 K Worte 50 ns, mit Unterbrechung vom VME-Bus 150 ns Hardware 17

18 Flash-EPROM Größe Zugriffszeit Programmierbarkeit 64 K Worte 120 ns durch DSP VMEbus Typ Adress- und Datenleitungen Basisadresse Adressbereich Adressmodifier Slave-Interface 24 Bit Adresse und 16 Bit Daten $ bis $FE0000 über Hex-Schalter einstellbar 128 kbyte Standard oder Short Supervisor/User Data Interrupt Single Level, IRQ 1 bis 10 IRQ-Level, Interrupt-Vektor und Quelle über Software einstellbar Interruptquelle Programm des DSP Stromversorgung VME-Bus-Betrieb Einzelbetrieb 5 V DC, ±5%, max. 700 ma 12 V DC, ±5%, max. 200 ma 12 V DC, ±5%, max. 900 ma Umgebungsbedingungen Umgebungstemperatur im 0 C bis +70 C (Standard) Betrieb Lagertemperatur -55 C bis +85 C Relative Luftfeuchte 0 bis 90%, nicht kondensierend 18 Hardware

19 Steckverbinder Backplane 96 pol. DIN C Frontplatte Analog: 9 pol. Submin-D, Aufsteckmodul: 15 pol. Submin-D Physikalische Abmessungen Leiterplatte Frontplatte 100 x 160 mm² Höhe: 3 HE Breite: 4 TE (20,3 mm) Hardware 19

20 20 Hardware

21 3 ETAS Kontaktinformation ETAS Hauptsitz ETAS GmbH Borsigstr. 14 Telefon: +49 (711) Stuttgart Telefax: +49 (711) Germany sales@etas.de WWW: Frankreich ETAS SAS 1, place des Etats-Unis Telefon: +33 (1) SILIC 310 Telefax: +33 (1) Rungis Cedex sales@etas.fr France WWW: Großbritannien ETAS Engineering Tools Application and Services Ltd. Studio 3, Waterside Court Telefon: +44 (0) rd Avenue, Centrum 100 Telefax: +44 (0) Burton-upon-Trent sales@etas-uk.net Staffordshire DE14 2WQ WWW: England Japan ETAS K.K. 9-1, Ushikubo 3-chome, Telefon: +81 (45) Tsuzuki-ku Telefax: +81 (45) Yokohama sales@etas.co.jp Japan WWW: ETAS Kontaktinformation 21

22 Korea ETAS Korea Co. Ltd. 3F, Samseung Bldg. Telefon: +82 (2) , Yangjae-dong Telefax: +82 (2) Seocho-gu Seoul Republic of Korea Nordamerika ETAS Inc Miller Road Telefon: +1 (888) ETAS INC Ann Arbor, MI Telefax: +1 (734) USA WWW: Südamerika UNIT Ltda. Av. Cel Amancio Bueno, 30 Telefon: +55 (19) Jd. Chapadao Telefax: +55 (19) Campinas SP Brazil 22 ETAS Kontaktinformation

23 Abbildungsverzeichnis Abb. 1-1 Frontplatte... 6 Abb. 1-2 Blockdiagramm... 7 Abb. 2-1 Steck- und Lötbrücken (Bestückungsseite) Abb. 2-2 Lötbrücken (Lötseite) Abb. 2-3 Steckverbinder X1: Analoge Ausgänge Abb. 2-4 Steckverbinder X2: Optionale Ein-/Ausgänge Abbildungsverzeichnis 23

24 24 Abbildungsverzeichnis

25 Tabellenverzeichnis Tab. 2-1 Einstellung der Basisadresse Tab. 2-2 Einstellung der Interrupt-Nummer Tab. 2-3 Einstellung der Quelle des Boot-Programms Tab. 2-4 Einstellung des Versorgungsspannungsausgangs Tab. 2-5 Einstellung des Einzelbetriebs Tab. 2-6 Anschlussbelegung X1: Analoge Ausgänge Tab. 2-7 Anschlusbelegung X2: Optionale Ein-/Ausgänge Tabellenverzeichnis 25

26 26 Tabellenverzeichnis

27 Index A Abmessungen physikalische 19 Analogausgänge 17 B Basis-Adresse 12 Blockdiagramm 7 BU5 15 D Daten technische 17 Digitalausgänge 17 DSP 17 Dual-Ported-RAM 17 E Einsatzgebiet 7 EPROM 18 ETAS Kontaktinformation 21 F Flash-EPROM 18 Frontplatte 6 Funktionen 5 Funktionsbeschreibung 9 I Interface VMEbus 10 Interrupt 10 K Konfiguration 10 L Lötbrücken 11 P Physikalische Abmessungen 19 R RAM 17 Index 27

28 S Signalprozessor 17 Steckbrücken 11 Steckerbelegung 15 Steckverbinder 19 BU5 15 Stromversorgung 18 T Technische Daten 17 U Umgebungsbedingungen 18 V VMEbus 18 VMEbus-Interface Index