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(MV5500用)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(変更点)
• 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.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(変更点)

• devVme18k07.c

• include文
  新たに以下の2つのincludeが必要です

  #include        <epicsMutex.h>
  #include        <epicsExport.h>
  

• データ構造体定義
  今までの定義の後、export宣言が必要です。例えば、devBo18k07構造体を定義した あと、

  epicsExportAddress(dset,devBo18k07);
  

  の様にします。
• lockの定義変更
  カード構造体の中で宣言するセマフォの型は

  struct ioCard {
    volatile struct D18k07     *card; /* address of this card */
    epicsMutexId               lock;  /* semaphore */
    IOSCANPVT                  ioscanpvt; 
        };
  

  のように、epicsMutexIdとなります。
• logMsgの変更
  これは前からかもしれませんが、logMsgの引数の数は7つです。余ったところは 0を入れておきます。昔のままでもコンパイラさまにはお叱りを頂戴しないようですけど。

  logMsg("Found 18k07 with cardNum= %d\n address= %x\n",cardNum,p,0,0,0,0);
  

• セマフォの初期化
  以下の様に、epicsMutexMustCreateを使い生成し、epicsMutexUnlockで解除します。

       cards[cardNum].lock = epicsMutexMustCreate();
       epicsMutexUnlock((cards[cardNum].lock)); /* Init the board lock */
  

• write operation時のセマフォのロック
  以下の例のようにepicsMutexMustLockでロックし、epicsMutexUnlockで解除します。

    epicsMutexMustLock((cards[cardN].lock));
      /* ADC start */
      cards[cardN].card->ad_start = 0x1;
      epicsMutexUnlock((cards[cardN].lock));
  

• returnコード
  昔return(CONVERT)などと書いていた物は、return(OK)にします。ま、単に定義すればいいんだと思うけど。
• dbdファイルの設定
  devVme18k07.dbdというファイルを作り、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")
  

• Makefile
  以下の様に、devVme18k07.dbdとdevVme18k07.cを追加します。

  fbppc_DBD += devVme18k07.dbd
  
  fbppc_SRCS += devVme18k07.c
  

  makeは以下の様にsrcディレクトリで

  gmake vxWorks-ppc604_long
  

  とします。なお、何かの呪いでdbdの方は変更しようが追加しようがmakeだけでは何もしてくれないようなので、先にgmake cleanとかした方が良いと思います。いっぱいwarningが出て鬱陶しいですけど。 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9枚使うとすると、

  dev18k07Config(9,0x20000000,0x4,0xf0)
  

  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。特にTD-4Vのdefaultアドレスは近いし、同じVMEバス上で使う可能性が高いので注意が必要です。
  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_DRMON.db

6.スタートアップファイルサンプル

# Example vxWorks startup file
#Following must be added for many board support packages
</cont/bootp/ioc/kekb_mv5500.cmd
putenv "EPICS_CA_MAX_ARRAY_BYTES=1048576"
# put your startup script below
</users/tobiyama/epics_M5/iocBoot/iocfbppc/st.test2.cmd
kekBootLog
printTime(60)

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

dev18k07Config(9,0x24000000,0x4,0xf0)

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"

7.おわりに