株式会社デジテックス研究所社製14ビット4チャンネルログレシオビーム位置モニタ18K07用EPICS Device Supportの製作(Japanese)

• 1.はじめに
• 2.VMEバスレジスタ
• 3.EPICS環境
• 4.コードの概要
• 5.EPICSデータベースサンプル
• 6.スタートアップファイルサンプル
• 7.EPICSシーケンサを使った平均、標準偏差計算
• 8.おわりに

1.はじめに

• 入力チャンネル：4チャンネル -70dBmから0dBm
• サンプリング：4チャンネル同時、外部サンプル：最大2.4MHz
• メモリー容量(各チャンネル)：256k/128k/64k/32kワード

• 外観
  VME 1幅 ダブルハイト
• VMEランプ
  VMEアクセスがあったとき緑色に点灯(0.5s)
• A/Dランプ
  緑：スタートトリガー許可状態
  赤：メモリー書き込み中（メモリーへのアクセス及びトリガー不可）
  橙：A/D終了（メモリーの最後まで書き込んだ状態、トリガー不可）
• TRIG IN(QLAコネクタ)
  NIMレベル。インピーダンス50Ω。立ち下がりでADスタート。100ns程度の幅があることが望ましい。
  
• TRIG OUT(QLAコネクタ)
  NIMレベルトリガー出力。
• CLK(QLAコネクタ)
  サンプルクロック入力。NIMレベル。インピーダンス50Ω。立ち下がりエッジで動作。安定動作のため、DutyはLow(-1V):High(0V)が8:2程度とすること。
• CH1〜CH4 入力(SMA)
  インピーダンス50Ω。最大0dBmまでの信号。

2.VMEバスレジスタ

• AD_START: A/Dスタートコマンド。1でA/Dスタート、測定終了後自動で0クリアする。0を書くとADが強制終了する。
• AD_MEMORY: A/Dデータメモリー範囲。
  
  • 0:32768ワード/channel
  • 1:65536ワード/channel
  • 2:131072ワード/channel
  • 3:262144ワード/channel
  
  
• TRG_POS: A/Dデータのトリガー位置
  
  
  
  • 0: -100% (トリガーでデータ取得終了)
  • 1: -50% (トリガー前75%、入力後25%)
  • 2: 0% (トリガー入力前50%、入力後50%)
  • 3: 50% (トリガー入力前25%、入力後75%)
  • 4: 100% (トリガーからメモリーサイズまでデータ取得)
  
  
• IRQ_ENB: AD終了時の割り込みの有効・無効
  

  1	0
  5秒タイムアウト(有効=1)	IRQ有効(有効=1)

  
  
• AD_STATUS:AD処理ステータス。割り込み有効時は、割り込み時にこのレジスターにアクセスする必要あり。
  
  

  7	6	5	4	3	2	1	0
  CH4オーバーフロー	CH3オーバーフロー	CH2オーバーフロー	CH1オーバーフロー	AD CLOCK OK	AD BUSY	AD ERROR	AD正常終了

  
  
• IRQ_NO: IRQの番号。0は禁止。ボード上の設定の読み出し
• IRQ_ID: IRQベクター設定。ボード上の設定の読み出し。
• read(トリガポインタレジスタ)下位18ビット有効

3.EPICS環境

4.コードの概要

• devVme18k07.c

• 割り込み
  AD読み込み終了の割り込みがかかったときは、最初にAD_STATUSを読み込む必要が あります。このため、割り込みはmbbiDirectのsignal 1を割り当て、これを読んだ 後、flinkでwaveformレコードを読み出すようにします。
  なお、mbbiDirectの初期化時に、何も指定せずにintConnectをすると、なぜか分か りませんが割り込み時に2度AD_STATUSにアクセスされて鬱陶しいので、signal=1 だけにintConnectするようにしています。
• データ読み出し
  メモリー上のデータ領域はCH1CH3の組とCH2CH4の組に分かれていますが、面倒なの でこれらをすべて1つのwaveformにします。但し、あとからcompactSubarrayで読み 出すのが楽になるように、CH1はIndexが0から、CH2はIndexが262144から、CH3は Indexが524288から、CH4はIndexが786432から始まるように配置します。なので、 読み出しメモリー長がいくつであっても、nordフィールドは1048576です。
  読み出しが終わるとすぐにAD_STARTをします。
• dbdファイルの設定 dbdファイルの中で次のように定義します。

  device(bo,VME_IO,devBo18k07,"V18K07")
  device(mbbiDirect,VME_IO,devMbbi18k07,"V18K07")
  device(waveform,VME_IO,devWf18k07,"V18K07")
  device(longout,VME_IO,devLo18k07,"V18K07")
  device(longin,VME_IO,devLi18k07,"V18K07")
  
  

  初期化ファイルはdev18k07Configで、ベースアドレスが0x20000000で、IRQ=4、IRQ Vectorが0xF0で10枚使うとすると、

  dev18k07Config(10,0x20000000,0x4,0xf0)
  

  の様に指定します。なお、このボードは１枚で2Mバイトもの領域を占有しますので、 他のボードと干渉しないよう特段の注意が必要です。
  2枚目のボードはVMEアドレスを0x20400000(A22を1にする)、IRQ Vectorを0xF1にと 順次incrementしていきます。IRQは4のまま変更する必要はありません。

5.EPICSデータベースサンプル

• FB_ADC3.db

6.スタートアップファイルサンプル

dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB41: , CHAN=C0")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB42: , CHAN=C1")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB43: , CHAN=C2")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB44: , CHAN=C3")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB45: , CHAN=C4")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB46: , CHAN=C5")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB47: , CHAN=C6")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB48: , CHAN=C7")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB49: , CHAN=C8")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_ADC3.db","USER=FB50: , CHAN=C9")

dev18k07Config(10,0x20000000,0x4,0xf0)

iocInit

dbpf "FB41:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB41:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB41:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB41:ADC4:START","1"
dbpf "FB42:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB42:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB42:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB42:ADC4:START","1"
dbpf "FB43:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB43:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB43:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB43:ADC4:START","1"
dbpf "FB44:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB44:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB44:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB44:ADC4:START","1"
dbpf "FB45:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB45:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB45:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB45:ADC4:START","1"
dbpf "FB46:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB46:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB46:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB46:ADC4:START","1"
dbpf "FB47:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB47:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB47:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB47:ADC4:START","1"
dbpf "FB48:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB48:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB48:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB48:ADC4:START","1"
dbpf "FB49:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB49:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB49:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB49:ADC4:START","1"
dbpf "FB50:ADC4:MEMSIZE","0"
dbpf "FB50:ADC4:TRGPOS","4"
dbpf "FB50:ADC4:IRQENB","3"
dbpf "FB50:ADC4:START","1"

7.EPICS sequencerを使った平均、標準偏差計算

seq &LR, "USER=FB41"
seq &LR, "USER=FB42"
seq &LR, "USER=FB43"
seq &LR, "USER=FB44"
seq &LR, "USER=FB45"
seq &LR, "USER=FB46"
seq &LR, "USER=FB47"
seq &LR, "USER=FB48"
seq &LR, "USER=FB49"
seq &LR, "USER=FB50"

8.おわりに