FASTBUS - FASTBUS

FASTBUS (IEEE 960) - это компьютерный автобус стандарт, изначально предназначенный для замены Компьютерные автоматизированные измерения и контроль (CAMAC) для высокоскоростного сбора крупномасштабных данных. Это также модульная электроника ящика стандарт, обычно используемый в системах сбора данных в детекторы частиц.

Описание автобуса

Система FASTBUS состоит из одного или нескольких сегментов. Каждый сегмент может быть «сегментом обрешетки» или «сегментом кабеля». Сегменты соединяются вместе с помощью межсоединения сегментов (SI). Сегмент ящика обычно состоит из объединительной платы со слотами для размещения до 26 модулей, установленных в 19-дюймовая стойка. Каждый модуль обычно представляет собой печатную плату с передней панелью, похожей на лезвие ПК. Модули физически имеют размер примерно 14 на 15 дюймов и могут занимать один или несколько смежных слотов.^[1]

Небольшие системы могут состоять только из одного сегмента ящика или небольшого количества независимых сегментов ящика, подключенных непосредственно к центральному компьютеру, а не с использованием межкомпонентных соединений.

FASTBUS использует эмиттерная логика (ECL) электрический стандарт, который обеспечивает более высокую скорость, чем TTL, и создает меньше шума переключения. Сегменты реализуют 32-битную мультиплексированную шину адреса / данных, которая обеспечивает большее адресное пространство, чем CAMAC. Модуль может быть ведущим или ведомым. В сегменте может быть несколько мастеров; Мастера осуществляют арбитраж для управления шиной, а затем выполняют передачу данных к или от ведомых устройств. Это позволяет очень быстро считывать весь сегмент, выполняя чтение цепочки блоков из ведущего устройства с помощью универсального ЦП. Каждая карта ввода-вывода затем принимает на себя управление, отправляет свои данные, а затем передает управление следующей карте в последовательности, и все это без накладных расходов на контрольную плату с универсальным ЦП.

Кабельные сегменты реализованы с использованием 32-битных параллельных кабелей витой пары и схемы дифференциальной сигнализации. Электрический стандарт допускает использование обычных микросхем приемника ECL, но требует специальных схем передатчиков, которые позволяют безопасно управлять как высокими, так и низкими сигналами одновременно - эта функция требуется логикой арбитража.

Полноразмерный ящики вмещает 26 модулей.^[1] Каждый модуль может рассеивать до 70 Вт, что дает общую тепловую нагрузку ящика 1750 Вт. Модулям требуется источник питания −5,2 В для интерфейса ECL, обычно отдельный источник питания −2 В для оконечной нагрузки ECL и часто источник питания +5 В для Логика TTL или CMOS. Стандарт FASTBUS также имеет контакты +15 В и -15 В на объединительной плате, которые обычно питаются от очень небольших источников питания, поскольку большинство модулей используют очень мало +/- 15 В (или вообще какое-либо). Если модули потребляют большие токи по этим шинам, необходимо использовать специальные источники питания большой емкости с большими источниками питания 15 В. В ящиках обычно есть выделенные импульсные блоки питания на 200 А или 300 А, обеспечивающие ток для модулей через несколько контактов на разъеме объединительной платы. В большой установке обычно имеется несколько стоек, в каждой по три ящика. Охлаждение и обработка воздуха являются серьезной проблемой, как и безопасная конструкция сильноточного распределения энергии.

Физическое описание

Ящик FASTBUS немного выше, чем ящики других типов для электроники. Блок питания для ящика FASTBUS обычно монтируется под ящиком, а не является неотъемлемой частью самого ящика, занимая еще больше места в вертикальной стойке.

История

FASTBUS был задуман как замена CAMAC в системах сбора данных. Ограничениями CAMAC были низкая скорость шины, ограниченная ширина шины, единственный контроллер шины и громоздкая связь между ящиками (шоссе CAMAC Branch Highway). FASTBUS стремился улучшить все эти области за счет использования более быстрой логики шины (ECL), асинхронного протокола шины и сложной многосегментной конструкции. В то время казалось очевидным, что способ получить более высокую скорость - это широкая параллельная шина, поскольку логика для каждого бита уже была настолько быстрой, насколько позволяла электроника. Более поздние разработки перешли на высокоскоростные последовательные протоколы, такие как SATA, оставив такие конструкции, как последовательный сегмент FASTBUS, в технологическом тупике.

Стандарт IEEE был первоначально утвержден в мае 1984 года.

FASTBUS использовался во многих экспериментах по физике высоких энергий в течение 1980-х годов, в основном в лабораториях, участвовавших в разработке стандарта. Они включают ЦЕРН, SLAC, Фермилаб, Брукхейвенская национальная лаборатория, и ТРИУМФ.

FASTBUS теперь в значительной степени заменен на VMEbus в небольших системах и по индивидуальным проектам (которые имеют более низкую стоимость канала) в больших системах.

Проблемы, связанные с надежным производством микросхем передатчиков для кабельных сегментов, вместе с проблемами обращения с кабелями для широкой параллельной шины, способствовали низкому использованию кабельных сегментов. Модули системного межсоединения также были сложными и дорогими, что опять же препятствовало использованию сегментов кабеля. Эти проблемы вместе с поздней разработкой недорогих протокольных микросхем препятствовали раскрытию всего потенциала многосегментной архитектуры FASTBUS.

Стандарты

FASTBUS описан в IEEE стандарт 960-1986: «Модульная высокоскоростная система сбора данных и управления FASTBUS стандарта IEEE»

Система, на которой основан стандарт IEEE (отчет Министерства энергетики США DOE / ER-0189), была разработана комитетом NIM Министерства энергетики США. Представители комитета европейских лабораторий ESONE и других лабораторий Европы и Канады также внесли свой вклад в разработку стандарта.

использованная литература

1. «ВВЕДЕНИЕ В FASTBUS». ФНАЛ. Архивировано из оригинал 23 сентября 2013 г.. Получено 21 сентября 2013.