株式会社デジテックス研究所製高速大容量メモリー(Bunch Oscillation Recorder)用EPICS Device Support(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.おわりに

1.はじめに

• システムブロック図
  
  
  • 通常はSYNC状態で、ビーム周回と同期した信号(revolutionをTD-4Vで適当にdelayした信号)で同期してビーム位置データをとり続けています。メモリー長をリングhermonic numberの整数倍にしてありますので、あるメモリーアドレスには常に同じbunch IDのデータが入ります。
  • ストップ信号が入ると、メモリーボードはメモリーへの記録をその時点で停止し、停止アドレスを記録します。このとき、上位アドレスと下位アドレスの２種類のアドレスがあるので注意。ボード設定によってはこのときVMEにより割り込みをかけることも出来るが(BCMでは割り込みを使っている)、ここで紹介するデバイスサポートでは割り込みを使わない(割り込みを使うversionも存在し、動作している)。メモリー記録は停止するが、ADC及びFDMUXは動作を続けています。
  • データ量自体が20MBありEPICSの世界を桁違いに逸脱しているので、データの記録は直接デバイスサポートからディスクに行います。KEKBではTFTPが通常なので、データを転送するスピードも速いとは言えず、ディスク上のデータの管理もIOC側からは一切できません。ディスクに書く、書かない及び書くときのファイル名はこのデバイスサポート内で管理しています。ディスクに書かないときも、20MBのデータをメモリーボードからVMEメモリーへの転送すること自体はおこなっており、先頭5120バンチのデータはEPICS waveformレコードになっています。
  • すべての処理が終わっても自動復帰はせず、EPICSレコードを通してSYNC命令が来るまでそのまま待機しています。SYNC命令がくると、revolution信号でメモリーアドレスを同期をとり、データをとり続ける状態になります。
• メモリーボードへのアクセス法(PDF 21kB)
• メモリーボード内部の写真
  
• VMEファンクション
  
  • アドレスはA32およびA24をサポートしますが、本デバイスサポートはA32(拡張)用です。
  • AMコードは0x0D(拡張特権)と0x3D(標準特権)をサポートしますが、本デバイスサポートは0x0D用です。
  • 本システム1台で4,194,304バイト空間を占有します。つまり、0x00400000ごとのアドレス設定となります。このうち下位0x00200000をデータメモリ用に、上位0x00200000をコントロール用に（とはいってもほんの4ロングワードのみ)使用します。基本的にFIRフィルターボードと同じ構造ですがアクセス方法は全く異なります。

2.VMEバスレジスタ

• 0x**000000
  データメモリ(R/W)。本システムには20Mbのメモリーが乗っていますが、VME上にアドレスマップされているのは2MBのみで(半分は同じデータ)、残りはメモリーバンクを切り換えて読みます。
• 0x**200000
  コントロールレジスタ1。メモリーのstart/stop(ビット0)、カウンタークリア(ビット2)、動作(ビット3)等の機能があります。何種類かのビットパターンの組み合わせで動作します。
• 0x**200004
  コントロールレジスタ2。データ転送方式の指定及び読み出しバンクの指定をします。
• 0x**200008
  ストップビット１。意味はコードの部分で説明します。
• 0x**20000A
  ストップビット2。

3.EPICS環境

4.コードの概要

• devVmebcm.c

変数定義

static char file_name[5][255];
FILE *FHAND;

static int fileflag[5];

configuration file

int devVmemem2Config(ncards,a32base,intlevel,intvecbase)

初期化部

logMsg("Found vmemem2 with cardNum= %d\n address= %x\n",cardNum,p);
	 cards[cardNum].card = p;  /* Remember address of the board */

	 cards[cardNum].card->cntl1 = 0x01;

String out(SO)レコード

static long write_stringout(pstringout)
struct stringoutRecord      *pstringout;
{
    long status = 0;
    short cardN;

    cardN = pstringout->out.value.vmeio.card;
    if (checkLink(cardN) == ERROR)
    {
      logMsg("Error--- No vmemem2 for card %d\n",cardN);
      return(ERROR);
    }
    strcpy(file_name[cardN],FPATH);
    strcat(file_name[cardN],pstringout->val);
    
    return(status);
}

BOの動作

• SYNC動作(動作開始) (signal 0)
  ボードを止め、カウンターをリセットし、スタートします。
  

    case 0 : 
      cards[cardN].card->cntl1 = 0x01;
      cards[cardN].card->cntl1 = 0x09;
      cards[cardN].card->cntl1 = 0x0c;
      break;
  

• STOP動作 (signal 1)
  コントロールレジスタに1を設定。
• ファイル記録ON/OFF管理用 (signal 2)
  file flagを立てる、降ろすの管理だけで、ボードには何のアクセスもしません。

waveform読みとり

  cards[cardN].card->cntl1 = 0x09;
  s1=cards[cardN].card->stop1;
  s2=cards[cardN].card->stop2;
  
  s1=(s1 & 0x7fff);
  s2=(s2 & 0x1f);
  

• メモリーボード、フィルターボードのアクセス構造
• 記録されたデータの構造

static int isel(int i)
{
  int sel[16] = {0,1,4,5,8,9,12,13,16,17,20,21,24,25,28,29};

  return(sel[i]);
}

for (k=0;k<20;k++)
    {
      cards[cardN].card->cntl2 = (unsigned short)k;
      for (i=0;i<32768; i++)
	for (j=0; j<16; j++)
	  {
	    a1=cards[cardN].card->board[isel(j)][i];
	    if ((j%2)==0)
	      {
		memory_data[j*2+2+i*32]=(unsigned char)(a1>>8);
		memory_data[j*2+i*32]=(unsigned char)(a1 & 0xff);
	      }
	    else
	      {
		memory_data[j*2+1+i*32]=(unsigned char)(a1>>8);
		memory_data[j*2-1+i*32]=(unsigned char)(a1 & 0xff);
	      }
	  }
      if (fileflag[cardN]!=0)
	fwrite(memory_data,1,1048576,FHAND);

    if (fileflag[cardN]!=0)
    fclose(FHAND);

dbdファイル

device(bo,VME_IO,devBoVmemem2,"VMEMEM2")
device(mbbiDirect,VME_IO,devMbbiVmemem2,"VMEMEM2")
device(waveform,VME_IO,devWfVmemem2,"VMEMEM2")
device(stringout,VME_IO,devSoVmemem2,"VMEMEM2")

devVmemem2Config(3,0x20000000,0x05,0xf0)

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

dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_MEM.db","USER=FBL:MEMX , CHAN=C0")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_MEM.db","USER=FBL:MEMY , CHAN=C1")
dbLoadRecords("fbppcApp/Db/FB_MEM.db","USER=FBL:MEMZ , CHAN=C2")

devVmemem2Config(3,0x20000000,0x05,0xf0)

iocInit

7.おわりに