PC88 I/F Bitbus per IBMPC Manuale d uso e manutenzione Codice ordine: 5904522 Data: 04/204 Rev:.2 Sommario. Introduzione alle specifiche Bitbus..................... 3 2. Caratteristiche generali della scheda................. 4 3. Ispezione ed installazione.............................. 4 4. Configurazione della scheda............................ 5 4. Tipo di trasmissione........................... 5 4.2 Indirizzo di nodo............................... 5 4.3 Configurazione della memoria................. 5 4.4 Interfaccia con il PC..................... 5 4.5 Modalità di trasferimento messaggi.......... 6 4.6 Resistenze di terminazione.................... 6 4. Funzioni supplementari....................... 6 4.. Slot d'espansione.................. 6 4.8 Configurazione di default................. 4.9 Connettori di collegamento alla rete Bitbus....
SCHEDA PC PC88 I/F BUTBUS PER IBMPC Storico Revisioni Pagine Rev..0 Stesura Rev.. Correzioni Rev..2 Modifica Tabella 4.4. Questo prodotto soddisfa i requisiti di protezione EMC della direttiva 89/336/CEE e successive modifiche. SYSTEM s.p.a. Div. Electronics via Ghiarola Vecchia, 3 4042 Fiorano (Mo) Italy tel 0536/836 fax 0536/83090 www.systemgroup.it email: info.electronics@systemgroup.it APRILE 204 REV..2 SYSTEM s.p.a. Div. Electronics si riserva il diritto di apportare variazioni di qualunque tipo alle specifiche tecniche in qualunque momento e senza alcun preavviso. Le informazioni contenute in questa documentazione sono ritenute corrette e attendibili. La riproduzione anche se parziale, del contenuto di questo catalogo, è permessa solo dietro autorizzazione di SYSTEM s.p.a. Div. Electronics. 2 CODICE ORDINE 5904522
SCHEDA PC PC88 I/F BITBUS PER IBMPC La trasmissione in modo sincrono (non supportato) ed in modo selfclocked con ripetitori viene implementata con cavi schermati a 5 fili (una coppia twistata per DATA, DATA, un'altra coppia anch'essa twistata per RTS, RTSe un filo per il riferimento RGND), Figura.3.. Introduzione alle specifiche Bitbus Il Bitbus è un sistema di comunicazione seriale basato sullo standard elettrico RS485 che utilizza un protocollo di tipo SDLC. La rete si sviluppa in un ambiente di tipo gerarchico nel quale è presente un solo nodo master che comunica con diversi nodi slave, a sua volta ogni slave può funzionare da master per un'altra rete Bitbus costituendo così una connessione di tipo gerarchico multipla, particolarmente utile in quelle applicazioni nelle quali sono necessarie diverse velocità di trasmissione (Figura.). Bitbus DATA DATA* DCLK/RTS DCLK/RTS* RGND Figura.3 Modo di collegamento per il modo synchronous o selfclocked con ripetitori. Nel modo selfclocked senza ripetitori è sufficiente un cavo schermato a tre fili (una coppia twistata dedicata alla trasmissione di DATA e DATA ed un filo di riferimento RGND), Figura.4. Bitbus DATA DATA* Bitbus RGND Figura. Connessione tipica di una rete Bitbus L'interconnessione Bitbus può funzionare in due modalità: modo sincrono e modo selfclocked. Il primo consente velocità di trasmissione più elevate, ma pone pesanti limiti alle distanze e al numero di nodi sulla rete; per tali motivi, la scheda PC88 supporta il solo modo selfclocked. MODO SELFCLOCKED: a differenza del precedente è adatto per trasmissioni a grande distanza. Sono previste due diverse velocità di trasmissione: 35Kbit/sec e 62.5Kbit/sec; con la prima velocità di trasmissione si riescono a coprire distanze fino a 300 metri con un massimo di 28 nodi connessi sulla linea; a 62.5Kbit/sec con lo stesso numero di nodi si arriva ad un massimo di 200 metri. Per distanze maggiori si deve ricorrere all'uso di ripetitori arrivando al massimo a connettere 250 nodi; in Figura.2 è riportato un esempio di connessione nel modo selfclocked con utilizzo di ripetitori. DATA PAIR Figura.4 Modo di collegamento per il selfclocked senza ripetitori. Una corretta disposizione, in fase di cablaggio, dei diversi nodi è riportata in Figura.5; in particolare non devono esistere centri stella e sulle due estremità della rete devono essere inserite delle resistenze di terminazione di valore uguale alla impedenza caratteristica del cavo di collegamento in modo da evitare fenomeni di riflessione sulla linea. R term. R term. Figura.5 Disposizone corretta dei nodi di una rete Bitbus. REPEATER SELF/CLOCKED SELF/CLOCKED 62.5 Kbps 35 Kbps numero nodi tra ripetitori numero max ripetitori sulla linea Bitbus REPEATER RTS PAIR DATA PAIR REPEATER numero max di nodi sulla linea Bitbus coppie di linee richieste massima distanza tra ripetitori distanza totale percorribile dalla linea Bitbus 28 0 2 84 25 (senza ripetitori) 2 (con ripetitori) 200m 3.2Km Figura.2 Esempio di connessione di una rete Bitbus in modo selfclocked con ripetitori. Tabella. Modi operativi di una rete Bitbus. APRILE 204 REV..2 3 300m 900m CODICE ORDINE 5904522
SCHEDA PC PC88 I/F BUTBUS PER IBMPC 2. Caratteristiche generali della scheda PC88 è una scheda di espansione per PC IBM/AT o IBM/XT e compatibili che permette di interfacciare il PC stesso con una rete Bitbus. Le tipiche applicazioni di un sistema distribuito di tipo Bitbus comprendono l'automazione industriale, il controllo di processo, l'acquisizione dati, ecc. 3. Ispezione ed installazione Una volta ricevuto l'imballaggio contenente la scheda PC88 controllare che quest'ultima non abbia subito danni durante il trasporto. In caso affermativo consultare SYSTEM Electronics. La scheda viene fornita nella seguente configurazione di default: FUNZIE I/F seriale Bitbus Memoria esterna Spazio codice configurato con EPROM da 28K Spazio dati configurato con RAM da 32K I/F con PC Indirizzi di I/O: DATO = COMANDO = 20AH STATO = 20CH Jumper di interrupt non installati CPU Am88ES Frequenza di clock della CPU: 40MHz Memoria dati esterna configurabile, capace di supportare dispositivi RAM da 32Kx8 fino a 52Kx8. L'indirizzo al quale è allocata la memoria dati va da 000 fino a FFFFH Memoria codice esterna configurabile, capace di supportare diverse dimensioni di EPROM e FLASH EPROM da 28Kx8 a 52Kx8 allocate agli indirizzi 8000 FFFFFH Spazio esterno di I/O mappato in I/O a partire da Interfaccia seriale Bitbus che supporta il modo selfclocked (baud rate 35Kbit/sec o 62.5Kbit/sec) La rete Bitbus è optoisolata dalla logica interna (500VDC) La scheda è protetta verso la rete Bitbus contro disturbi transienti veloci Connessione alla rete Bitbus con 2 connettori ( maschio e femmina) 9 poli a vaschetta, parallelati Interfaccia parallela con il PC costituita da due FIFO a 9 bits unidirezionali profonde un byte, da due registri per comunicazioni extrabitbus, da alcuni bits di stato interfaccia RS232 verso la CPU Am88ES slot di espansione per interfaccia seriale supplementare come RS232 o RS485 o RS422 o CAN o seconda rete Bitbus SYNCHROUS Modo selfclocked Indirizzo di nodo: FAH Resistenze di terminazione attivate Tabella 3. Configurazione di default della scheda Prima di installare la scheda PC88 occorre definire le prestazioni che si vogliono ottenere, e configurare la scheda di conseguenza; di seguito sono elencati i passi da seguire: ) se la scheda N si trova alle estremità della rete disinserire i jumper JT e JT2 relativi alle resistenze di terminazione delle linee di RTS e DATO; 2) durante il cablaggio della linea Bitbus assicurarsi che il tipo e la lunghezza dei cavi relativi alle linee DATO e RTS siano le stesse per non introdurre ritardi diversi; 3) settare l'indirizzo di nodo e la velocità di trasmissione tramite gli opportuni jumpers; 4) se necessario, selezionare la modalità di scambio messaggi con il PC (polling o interrupt); 5) selezionare l'indirizzo base della scheda nello spazio di I/O del PC. Riferirsi al capitolo successivo per ulteriori informazioni. Condizioni operative per il corretto funzionamento: Temperatura: 060 C Umidità: UR 85% in assenza di condensa Caratteristiche fisiche: Lunghezza:.5 cm Larghezza: 0. cm Peso: 80g Massima potenza assorbita: 2.5W (5VDC ±5%) APRILE 204 REV..2 4 CODICE ORDINE 5904522
SCHEDA PC PC88 I/F BITBUS PER IBMPC 4. Configurazione della scheda 4. Tipo di trasmissione La selezione della velocità di trasmissione è funzione delle prestazioni che si vogliono avere sulla rete. A 62.5KB è possibile raggiungere distanze fino a 3.2Km mentre si riduce a 900m selezionando la velocità di 35Kbps. 4.3 Configurazione della memoria esterna La CPU può essere dotata fino a 52KB di EPROM/FLASH CODICE e fino a 52KB di RAM DATA. La configurazione di default è di 28K di EPROM CODICE e 32K di RAM DATA. FFFFFH FFFFH MEMORIA CODICE (EPROM or FLASH) La selezione della velocità di trasmissione è ottenuta inserendo il jumper JA0 per selezionare 62.5KB e disinserendo JA0 per selezionare 35KB. Figura 4.3. L'indirizzo di nodo serve per identificare il nodo stesso all'interno della rete Bitbus. Si possono configurare indirizzi, secondo le direttive IEEE 8, all'interno del range 0HFAH per i nodi slaves, l'indirizzo per il master di rete e gli indirizzi FBHFFH sono riservati. L'indirizzo di nodo viene selezionato con i jumpers JS; il jumper corrisponde al bit meno significativo mentre il jumper JS a quello più significativo; un jumper cortocircuitato corrisponde ad un nella configurazione binaria dell'indirizzo mentre, lasciato aperto, corrisponde ad uno 0. La corrispondenza jumper/bit di indirizzo è riportata nella figura seguente: La selezione delle dimensioni della RAM DATA viene eseguita settando i jumpers J2 e J3: J3 J3 La selezione delle dimensioni della EPROM/FLASH CODICE viene eseguita settando i jumpers J6, J4 e J6: RAMMJ3 RAM4MJ2 RL GL EPROM/FLASH J6 JF J6 2 J6 23 EPROM /4 MB FLASH /4 MB J6 J6 J4 J4 SER +5V J6 J4 RAM 32/28x8 RAM 52x8 J2 J2 Tabella 4.3. XP2 RAM 000 800 4.2 Indirizzo di nodo J3 J2 MEMORIA DATI (RAM) J XS SLOT *0 FLASH /4 MB EPROM /4 MB Tabella 4.3.2 TERM JS JS JT JT2 JA0 JA JA2 JA3 JA4 JA5 JA6 JA J2 J3 J J9 J0 J8 J J4 J Bits JS JS bit0 LSB bit bit2 bit3 bit4 bit5 bit6 bit MSB JQ JQ0 JQ JQ2 JMP SLOT*0 Rint 4.4 Interfaccia con il PC RMAL Tint Figura 4.2. Configurazione indirizzo di nodo. XP L'indirizzo di base alla quale è allocata la scheda PC88 deve essere selezionato dall'utente mediante i jumper,, e può spaziare da 0 fino a 3F8H a blocchi di 8 bytes. La corrispondenza bit di indirizzo/jumper è mostrata nella tabella seguente: Jumper bits default () bit9 bit8 bit bit6 bit5 JF bit4 bit3 ins. ins. Tabella 4.4. Corrispondenza bit di indirizzo/jumper per la selezione dell'indirizzo di base della scheda. Il bit2, il bit e il bit0 servono per codificare il particolare byte indirizzato (dato, comando, stato). Inserendo i jumpers si forza un sul relativo bit che verrà poi confrontato con l'indirizzo presente sul bus. Il bit9 dell'indirizzo deve essere. In Tabella 4.4. è anche riportata la configurazione di default relativa a questi jumper. APRILE 204 REV..2 5 CODICE ORDINE 5904522
SCHEDA PC PC88 I/F BUTBUS PER IBMPC L'interfaccia con il PC prevede un protocollo di trasmissione basato su: 4.6 Resistenze di terminazione un byte di dato un byte di comando un byte di stato un paio di bytes disponibili per future implementazioni di comunicazioni dipendenti da eventuali programmi applicativi e non direttamente collegati alle comunicazioni Bitbus. Se la scheda PC88 è installata alle estremità della rete Bitbus occorre inserire le resistenze di terminazione sulle linee di DATO e di RTS inserendo i jumpers JT e JT2; nel caso la scheda non sia alle estremità della rete Bitbus i due jumpers devono rimanere aperti. 4. Funzioni supplementari Nella Tabella seguente è riportata la corrispondenza tra porta di I/O e indirizzo in funzione dell'indirizzo di base prescelto: REGISTRO INDIRIZZO INDIRIZZO DEFAULT OPERAZII CSENTITE DATO COMANDO STATO Aux da 88 Aux a 88 BASE BASE + 2 BASE + 4 BASE + 5 BASE + 6 20AH 20CH 20DH 20EH READ/WRITE READ/WRITE READ READ WRITE Mediante il jumper JA6 è possibile decidere se vogliamo una compatibilità completa con la versione PC44 della scheda (con 8044 Intel a bordo). Ponendo JA6 (disinserito), se l'estensione PC effettua una RXMEM nodo master agli indirizzi FFFE e FFFF, si otterrà come risposta il nodo e la configurazione, come accadeva con la vecchia PC44. Se invece poniamo JA6 tale comando fornirà effettivamente il contenuto di quelle due locazioni di memoria. Mediante il jumper JA è possibile abilitare (JA ) la Tabella 4.4.2 Corrispondenza tra porta I/O e indirizzo in funconfigurazione dinamica della scheda via FIFO. Se JA zione dell'indirizzo di base. è disinserito, la scheda si configura come definito dai jumpers. 4.5 Modalità di trasferimento messaggi Lo scambio di messaggi tra PC e scheda PC88 può avvenire in polling o in interrupt. Per scegliere la modalità di scambio dati occorre settare i jumpers,, : se nessun jumpers è inserito lo scambio dati avviene in polling; viceversa, settando opportunamente i jumper sopra elencati, si attiva la modalità di scambio dati in interrupt. I livelli di interrupt disponibili vanno dal livello 3 al livello 5; i livelli 0 e 5 sono disponibili solo se la scheda è inserita su un bus AT. 4.. Slot d'espansione La scheda dispone di uno slot d'espansione Slot0, che può ospitare moduli di interfaccia seriale come RS232, RS422/485 e CANBUS. Per utilizzare lo slot d'espansione è necessario spostare i jumpers J,, J2 in posizione 23 per connettere il connettore DB9 maschio XP allo slot di espansione stesso. Ne consegue che per la rete Bitbus rimarrà disponibile il solo connettore DB9 femmina XS. Nelle figure seguenti è riportata una guida di selezione del livello di interrupt per la trasmissione e la ricezione dei dati. TA BENE Non devono esistere sul PC più sorgenti di interrupt che fanno capo allo stesso livello di interrupt. Per operare in interrupt sono necessari 2 livelli di interrupt liberi, uno per la trasmissione e uno per la ricezione. Tint Rint JQ JQ0 JQ JQ2 Figura 4.5. APRILE 204 REV..2 6 CODICE ORDINE 5904522
SCHEDA PC PC88 I/F BITBUS PER IBMPC 4.8 Configurazione di default funzione setta il bit 0 dell indirizzo di nodo setta il bit dell indirizzo di nodo setta il bit 2 dell indirizzo di nodo setta il bit 3 dell indirizzo di nodo setta il bit 4 dell indirizzo di nodo setta il bit 5 dell indirizzo di nodo setta il bit 6 dell indirizzo di nodo setta il bit dell indirizzo di nodo JF setta il bit 3 dell indirizzo base PC setta il bit 4 dell indirizzo base PC setta il bit 5 dell indirizzo base PC setta il bit 6 dell indirizzo base PC setta il bit dell indirizzo base PC setta il bit 8 dell indirizzo base PC setta il bit 9 dell indirizzo base PC JA0 JA JA2 JA3 JA4 JA5 JA6 JA Seleziona velocità 35 Kbps Compatibilità completa con 8044 Intel Configurazione dinamica disabilitata JQ JQ0 JQ JQ2 2 collega IRQ3 all interruzione di trasmissione (PC88) 23 collega IRQ3 all interruzione di ricezione (PC) Collega IRQ4 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ5 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ6 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ9 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ0 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ2 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ4 a TINT (2) o RTINT (23) Collega IRQ5 a TINT (2) o RTINT (23) J3 J2 J6 J4 J6 J J J8 J9 J0 J J2 J3 2 2 2 2 2 2 2 2 Seleziona RAM fino a 28Kx8 Seleziona RAM fino a 28Kx8 Seleziona EPROM Seleziona EPROM Seleziona EPROM Abilita funzionamento Slot#0 JT JT2 Terminazioni inserite linea DATA Terminazioni inserite linea RTS 4.9 Connettori di collegamento alla rete Bitbus Per collegare la scheda alla rete Bitbus sono stati previsti due connettori 9 poli a vaschetta, uno di arrivo e l'altro di partenza dalla linea, con pinout assegnato come in Tabella 4.9.. PIN SEGNALE PIN SEGNALE 2 3 4 5 GND DATARTSRGND 6 8 9 GND DATA RTS Tabella 4.9. Pinout dei connettori di inserzione alla rete Bitbus. I cavi di cablaggio della linea Bitbus devono avere le coppie di segnali DATA/DATA ed RTS/RTS twistate e schermate assieme alla linea RGND come mostrato in Figura.3 e Figura.4. Spostando i jumpers J J2 dalla posizione 2 (normal) alla posizione 23 (slot#0), il connettore 9 poli XP maschio viene sconnesso dalla rete Bitbus e collegato al modulo piggyback (opzionale) inserito nello slot#0; in questo modo, si rende disponibile una interfaccia seriale supplementare (RS232, RS422, RS485 o CAN). Mediante il connettore rettangolare XP2 è sempre disponibile un'interfaccia RS232 che può essere liberamente utilizzata inviando al task GBS (ex RAC) opportuni comandi definiti da SYSTEM Electronics (Open, Send, Receive, Close) oppure, in alternativa, chiamando apposite funzioni di libreria da un proprio programma applicativo; questa porta seriale può essere usata anche per debugging (a livello sorgente) di programmi applicativi (con opportuni tools disponibili presso SYSTEM Electronics ed altri). collegano il connettore XP in parallelo al connettore XS. Spostando i jumpers in posizione 23 XP viene collegato allo Slot# XP2 RAM J3 J2 J6 JF SER XS SLOT di ESPANSIE TERM JS JS J SLOT *0 JT JT2 JA0 JA JA2 JA3 JA4 JA5 JA6 JA GL +5V J6 J4 Tabella 4.8. RL EPROM/FLASH stato RAMMJ3 RAM4MJ2 Jumper JS JS J2 J3 J J9 J0 J8 J J4 SLOT*0 Rint RMAL Tint JQ JQ0 JQ JQ2 XP Figura 4.9. Disposizione jumper. MAGGIO 2002 REV..2 CODICE ORDINE 5904522