Moduláris láda elektronika - Modular crate electronics
A moduláris ládaelektronika az elektronika általános típusa és támogató infrastruktúrája, amelyet általában használnak a kiváltó elektronikához és a részecske-érzékelők adatgyűjtéséhez . Az ilyen típusú elektronika azért gyakori az ilyen detektorokban, mert az összes elektronikus utat különálló fizikai kábelek hozzák létre, amelyek logikai blokkokat kapcsolnak össze a modulok elülső oldalán. Ez lehetővé teszi az áramkörök tervezését, felépítését, tesztelését és telepítését nagyon gyorsan (napokban vagy hetekben) egy kísérlet összeállítása során. Ezután a modulok eltávolíthatók és újra felhasználhatók, amikor a kísérlet elkészült.
A láda egy doboz (alváz), amelyet egy elektronikai állványba szerelnek, amelynek elülső nyílása a felhasználó felé néz. A láda tetején és alján sínek vannak, amelyek a nyitott (felhasználói) végtől a láda hátsó végéig tartanak. A láda hátulja táp- és adatcsatlakozókat tartalmaz, amelyekhez a modulok csatlakoznak. Az elektronikai modulok a sínek mentén becsúsznak a ládába, és a hátulján lévő táp- / adatcsatlakozókhoz csatlakoznak. A modulok előlapján jelcsatlakozók, kezelőszervek és fények találhatók, amelyek más modulokkal való interakcióra szolgálnak.
Egyes modulok csak a hátlapi csatlakozókból merítik az energiát, és az összes adatbemenetük és kimenetük az előlapon van. Más modulok bemeneteket vagy vezérléseket visznek a hátlapra és onnan vissza, vagy viselkedésüket a hátlapról irányítják. Bizonyos típusú modulok aktív áramköröket tartalmaznak, és szinte kis számítógépként működnek; mások egyáltalán nem államiságosak, és csak néma egykomponensűek.
Ládarendszerek típusai
A részecskefizikai kísérletek során számos típusú moduláris láda elektronikus rendszert használnak.
RENATRAN
A ládaelektronika legelső szabványa a Renatran volt, amely maga az 1964-ben kiadott Esone szabványból származott. Ezt a szabványt elsősorban Franciaországban alkalmazták a nukleáris kutatás területén.
A Renatran rendszer egy 5U rackelhető rekeszből állt, amely akár 8 egyszélességű vagy akár 4 dupla szélességű plug-in egységet is képes fogadni, a hátlap több tápvezetéket szolgáltat, valamint soros és párhuzamos kommunikációt folytat a modulok között, valamint a modulok között. állvány és külső berendezések, például nyomtatók és számítógépek. Mindegyik dugaszolható egység elülső részén voltak a tárcsák, a kijelzők és a csatlakozók, a hátulon pedig egy csavarral összekötött 24 tűs csatlakozó (Souriau 8196-17, már nem gyártják), hogy csatlakozhasson a hátlaphoz. Bizonyos egységek hátulján további csatlakozók voltak, vagy az előlapról megkettőzve az állandóbb telepítés érdekében, vagy speciális portok speciális célokra, például százszorszép láncszámláló modulok vagy a szintösszehasonlítók összekapcsolása. A plug-in egység általában egyetlen feladatot hajtott végre, például órajel kiadását, a jel polaritásának megfordítását, a jelek csillapítását vagy erősítését stb.
NIM
A legegyszerűbb és az egyik legkorábbi láda modul szabvány a NIM (Nuclear Instrumentation Module) szabvány. A NIM rekesz csak a hátlapon működik, nincs adatbusz vagy adatcsatlakozó. A NIM hátlapi csatlakozó az egyes csapok szabálytalan elrendezése a ládában lévő aljzatokba. A NIM modulok általában több egyedi logikai blokkot tartalmaznak az előlapon, bemenettel és kimenettel egyaránt az előlapon. Tipikus NIM modul lehet mondjuk négy elkülönítő az előlapon, vagy három ÉS kapu. A NIM modulok gyorsan cserélhetők , mivel hátul nincsenek adatcsatlakozók.
CAMAC
Egy későbbi ládaszabvány a Computer Automated Measurement and Control, vagy a CAMAC . A CAMAC modulok sokkal vékonyabbak, mint a NIM modulok. A CAMAC modul hátlapi csatlakozója egy kártyaélű csatlakozó; mivel a csatlakozók rosszul illeszkednek a pluginhoz, a CAMAC modulok NEM gyorscserélhetők . A CAMAC háttérsík tartalmaz egy jelzési protokollt a láda vezérlő számára a regiszterek értékeinek modulokban történő beállításához (konfiguráláshoz) és a regiszterek értékeinek leolvasásához (adatgyűjtéshez). A háttérsík mentén folytatott adatkommunikáció lassúsága miatt, miután a FASTBUS-t feltalálták, a CAMAC modulokat többnyire olyan modulokhoz használták, amelyeket számítógéppel kellett konfigurálni, de nem adatgyűjtésre.
FASTBUS
A FASTBUS egy láda / modul szabvány, amelyet a másik kettőnél később fejlesztettek ki nagy sebességű párhuzamos adatgyűjtés céljából. Az egyes összetevők helyett a FASTBUS modulok általában adatgyűjtő modulok, sok elülső bemeneti csatlakozóval, míg a tárolt adatok a hátlapon olvashatóak fel. A FASTBUS modul hátulján lévő csatlakozók két párhuzamos érintkezőhüvely a modulon, és a csapok kilógnak a hátlapról. A FASTBUS láda fő csatlakozója a modul alsó 2/3-át fedi. Van még egy felső csatlakozó is, amely áthaladó csapokból áll a hátlap hátoldalához; ez lehetővé teszi az egyedi modulok csatlakoztatását oda.
A FASTBUS modulok sokkal magasabbak, mint a többi típusú láda modulok, ezért a ládák ennek megfelelően magasabbak.
A FASTBUS háttérsík egy teljes adatbusz, ahol bármelyik modul tárgyalhat a busz vezérléséről az adatok küldésére vagy fogadására.
VME
A VME (VMEbus) egy busz, amelyet eredetileg arra terveztek, hogy bővítő buszt biztosítson a Motorola 68000-es sorozatú processzorához, de ez egyben modul-elektronikai ládaszabványsá is vált. A VME első kiadásai három tű szélesek, a modulokban tűhüvelyekkel és a hátlapon található csapokkal. A későbbi kiadásokban a fizikai szabvány kibővítette a csatlakozókat még két csap / aljzatsorral a széleken a földeléshez.
A VME többnyire számítógépes buszként van kialakítva, ezért moduljai nagyrészt adatgyűjtő modulok, nem pedig moduláris elektronika.
PXI
A PCI eXtensions for Instrumentation ( PXI ) a jelenleg használt számos moduláris elektronikus műszerplatform egyike. Ezeket a platformokat használják alapul elektronikus tesztberendezések, automatizálási rendszerek és moduláris laboratóriumi műszerek építéséhez.
AdvancedTCA
Az Advanced Telecom Computing Architecture nyílt szabvány a ládákhoz. Az áramellátás és az adat buszok mellett meghatároz egy kezelési infrastruktúrát is. Ez lehetővé teszi egy karbantartási feladat tömb távoli végrehajtását. A szabványt a PICMG konzorcium irányítja . Az AdvancedTCA rekeszekben használandó kártyákra vonatkozó követelményeket Advanced Mezzanine Cards (AMC) néven hívják, és a saját szabványukban önállóan határozzák meg.
MicroTCA
A MicroTCA egy nyílt, moduláris szabvány, amely az AdvancedTCA-n alapul , de kisebb formai tényezővel rendelkezik. Eleinte telekommunikációs alkalmazásokhoz fejlesztették ki, azóta kinőtte kezdeti célját katonai, repülési és tudományos célú modulok kifejlesztésével. AdvancedTCA- ként AMC-ket használ , amelyek a kártyákat felcserélhetik e kettő között.
