ФАСТБУС
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2019 г. ) |
FASTBUS (IEEE 960) — это стандарт компьютерной шины , первоначально предназначенный для замены компьютерных автоматизированных измерений и управления (CAMAC) при высокоскоростном крупномасштабном сборе данных. Это также стандарт модульной электроники, обычно используемый в системах сбора данных в детекторах частиц .
Описание автобуса
[ редактировать ]Система FASTBUS состоит из одного или нескольких сегментов. Каждый сегмент может быть «сегментом ящика» или «сегментом кабеля». Сегменты соединяются друг с другом с помощью межсегментного соединения (SI). Сегмент крейта обычно состоит из объединительной панели со слотами для размещения до 26 модулей, установленных в 19-дюймовой стойке . Каждый модуль обычно представляет собой печатную плату с передней панелью, похожую на блейд-ПК . Физические размеры модулей составляют примерно 14 на 15 дюймов и могут занимать один или несколько соседних 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 межсоединений сегментов.
FASTBUS использует электрический стандарт с эмиттерной логикой (ECL), который обеспечивает более высокую скорость, чем TTL, и генерирует меньший шум переключения. Сегменты реализуют 32-битную мультиплексированную шину адреса/данных, которая обеспечивает большее адресное пространство, чем CAMAC. Модуль может быть ведущим или подчиненным. В сегменте может быть несколько мастеров; Главные устройства принимают решения по управлению шиной, а затем выполняют передачу данных к подчиненным или от них. Это позволяет очень быстро считывать весь сегмент, выполняя чтение цепочки блоков с ведущего устройства с помощью ЦП общего назначения. Затем каждая карта ввода-вывода принимает на себя управление, отправляет свои данные, а затем передает управление следующей карте в последовательности, и все это без накладных расходов на контролирующую плату с ЦП общего назначения.
Сегменты кабеля реализуются с использованием параллельных витых пар шириной 32 бита и дифференциальной схемы передачи сигналов. Электрический стандарт допускает использование обычных приемных микросхем ECL, но требует специального исполнения.схемы передатчика, которые позволяют одновременно безопасно управлять линиями как высоким, так и низким уровнем - эта функция требуется для логики арбитража.
Полноразмерные ящики вмещают 26 модулей. [1] Каждый модуль может рассеивать до 70 Вт, что дает общую тепловую нагрузку на корпус 1750 Вт. Модулям требуется источник питания -5,2 В для интерфейса ECL, обычно отдельный источник питания -2 В для подключения ECL и часто источник питания +5 В для интерфейса ECL. 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 не используют). Если модули будут потреблять большой ток на этих шинах, придется использовать специальные источники питания высокой мощности с большим напряжением 15 В. В ящиках обычно имеются специальные импульсные источники питания на 200 или 300 А, которые подают ток на модули через несколько контактов на разъеме объединительной платы. Большая установка обычно имеет несколько стоек, в каждой по три ящика. Охлаждение и обработка воздуха являются серьезной проблемой, как и безопасная конструкция сильноточного распределения электроэнергии.
Физическое описание
[ редактировать ]Ящик FASTBUS немного выше других типов ящиков 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
[ редактировать ]FASTBUS был задуман как замена CAMAC в системах сбора данных. Ограничениями CAMAC были низкая скорость шины, ограниченная ширина шины, один контроллер шины и громоздкая связь между ящиками (ответвление CAMAC Highway). FASTBUS стремился к улучшению во всех этих областях 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 к высокоскоростным последовательным протоколам, таким 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 1980-х годах, в основном в лабораториях, участвовавших в разработке стандарта. К ним относятся ЦЕРН , SLAC , Фермилаб , Брукхейвенская национальная лаборатория и ТРИУМФ .
В настоящее время FASTBUS в значительной степени заменен VMEbus в системах меньшего масштаба и специальными разработками (которые имеют более низкую стоимость на канал) в крупных системах.
Проблемы надежного изготовления микросхем-передатчиков сегментов кабеля, а также проблемы с прокладкой кабелей широкой параллельной шины способствовали низкому использованию сегментов кабеля. Системные межсетевые модули также были сложными и дорогими, что снова препятствовало использованию кабельных сегментов. Эти проблемы, а также поздняя разработка недорогих протокольных чипов, препятствовали раскрытию всего потенциала многосегментной архитектуры FASTBUS.
Стандарты
[ редактировать ]FASTBUS описан в стандарте IEEE 960-1986: «Стандарт IEEE FASTBUS Модульная высокоскоростная система сбора данных и управления».
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.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «ЗНАКОМСТВО С FASTBUS» . ФНАЛ. Архивировано из оригинала 23 сентября 2013 года . Проверено 21 сентября 2013 г.
