НИФ «Спецтехавтоматизация» ЛАБОРАТОРИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
Настоящий документ устанавливает требования к конструкции, электрическим сигналам, питанию и логике обмена информацией, которые обеспечивают совместимость блоков с крейтом и между собой.
СП ИЭС 03 / 15.05.98.

1. Описание магистрали

1.1. В основу интерфейса SCI (Special Combine Interface) положена совмещенная информационная двунаправленная шина с мультиплексированием адресов и данных, которая применяется в интерфейсах CTI (DEC) и Q-bas. Интерфейс предназначен для организации передачи информации между контроллером и ведомыми модулями в специализированных системах автоматического управления.

1.2. Системная магистраль может содержать от четырех до шестнадцати посадочных мест под печатные платы с разъемами планарного типа. Интерфейс предусматривает возможность организации одноконтроллерной системы с пассивным контроллером и управлением от внешней ЭВМ, или автономной системы с интеллектуальным контроллером. Соответствующие контакты всех разъемов системной магистрали соединены между собой параллельными проводниками. Назначение контактов розеток магистрали крейта должны соответствовать Приложению 1 (см. ниже).

1.3. Системная магистраль условно разделена на несколько сигнальных шин:

восьмиразрядная двунаправленная совмещенная шина адресов и данных D0...D7; предназначена для передачи адресов, данных и команд от контроллера к ведомому модулю или в обратном направлении;

шина управления из четырех проводников для передачи следующих сигналов: ALE - сигнал записи адреса; WR - сигнал записи данных; RD - сигнал чтения данных; RESET - сигнал сброса;

четырехпроводная шина сигналов запроса на обслуживание модулей;

четырехразрядная шина индивидуального адреса устройства N1...N8 и линия EN сигнала чтения номера системы;

шина питания предусматривает следующие напряжения:

 + 24...27 В - источник питания силовых устройств;
 + 7.5 В - источник питания для цифровых микросхем;
 - 15 В - источник питания аналоговых микросхем;
 + 15 В - источник питания аналоговых микросхем;
 + 15 В - источник питания силовых устройств.

Допустимая токовая нагрузка контактов магистральных соединителей - не более 2А.

1.4. Магистраль содержит также четыре переключателя-перемычки для установки номера системы, с помощью которых соответствующие линии N1, N2, N4 иN8 могут быть соединены с линией чтения номера системы EN.

2. Назначение сигналов магистрали

2.1. RES - сигнал начальной установки. При появлении уровня логического "0" все ведомые модули должны устанавливаться в исходное состояние. Генерация активных логических уровней на цифровых шинах и сигналов прерывания при этом запрещена. При штатной работе интерфейса на магистральном проводе RES должен быть установлен уровень логической "1". Активный сигнал RES (RES="0") должен иметь длительность не менее 100 мкс. Он может устанавливаться контроллером. Обязательной является генерация сигнала RES при включении источников питания и при нажатии кнопки "СБРОС" на лицевой панели контроллера крейта, если такая имеется.

2.2. RD - сигнал чтения данных. Генерируется контроллером при передаче данных от ведомого модуля к контроллеру. Активный уровень - логический "0". При появлении активного сигнала RD адресуемый модуль (устройство) должен поместить на шину D0...D7 данные с задержкой не более 50 нс и удерживать их на магистрали до окончания сигнала RD. Генерация сигнала ведомыми модулями запрещена. Сигнал RD рекомендуется использовать для определения направления передачи информации в двунаправленных шинных формирователях.

2.3. WR - сигнал записи данных. Генерируется контроллером при передаче данных от контроллера к ведомому модулю. Активный уровень - логический "0". Запись информации в ведомый модуль рекомендуется производить по заднему фронту сигнала WR. Генерация сигнала ведомыми модулями запрещена.

2.4. ALE - сигнал записи адреса. Генерируется контроллером при передаче адреса от контроллера к ведомому модулю. Активным является положительный перепад сигнала.

2.5. N1...N8 - шина номера (адреса) системы. Исходное состояние всех линий шины - высокий логический уровень. Для установки в исходное состояние шина должна быть подключена в контроллере крейта к источнику + 5 В резисторами с сопротивлением 5.1 ... 10 кОм. При подаче низкого уровня на магистральную линию EN, установленный с помощью перемычек код может быть считан любым модулем, подключенным к магистрали.

2.6. L1...L4 - сигналы запросов на обслуживание. Генерируются ведомыми модулями, исходное состояние - высокий уровень, активное - низкий уровень. Ведомые модули подключаются на шину L с помощью каскадов с открытым коллектором через переключатель, обеспечивающий соединение с одним из проводников L1...L4. Выходной ток каскада - не менее 5 мА. Если одна и та же линия L используется более чем одним ведомым модулем, протоколом обмена должна быть предусмотрена процедура идентификации прерывания.

2.7. D0...D7 - двунаправленная шина данных. Состояние шины в основном определяется контроллером. Активное подключение на шину ведомых модулей возможно только при низком уровне сигнала RD.

3. Последовательность формирования сигналов

3.1. При построении устройств на основе интерфейса SCI к системной магистрали крейта может быть подключен только один ведущий и несколько ведомых модулей. Ведущий модуль определяет состояние шины управления, и преимущественно контролирует состояние шины D0...D7, за исключением интервалов времени, в которые производится обратная передача данных (чтение данных). Ведомые модули могут устанавливать на магистрали состояние сигналов запросов на обслуживание и помещать данные на шину D0...D7 при активном уровне сигнала RD.

3.2. На магистрали ведущим модулем (контроллером) формируются импульсные сигналы, необходимые для пересылки данных и управления ведомыми модулями. Последовательность формирования сигналов в циклах записи и чтения данных показаны на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Временные диаграммы цикла записи данных (команд)

Рис. 2. Временные диаграммы цикла чтения данных

3.3. При передаче данных от ведущего модуля к ведомому контроллер помещает на шину D0...D7 системной магистрали адрес устройства, которому передаются данные, и с задержкой не менее 150 нс генерирует переход "0-1" на магистральной линии ALE. Этим сигналом производиться запись адреса в адресные регистры всех подключенных к магистрали модулей. Адрес устройства удерживается на шине не менее 300 нс и снимается не раньше момента фиксации адреса положительным перепадом сигнала ALE. После чего производится мультиплексирование шины D0...D7, и на нее помещаются передаваемые данные. Запись данных в соответствующие регистры ведомых модулей производиться сигналом WR, длительность которого составляет не менее 500 нс.

3.4. Запись адреса в адресные регистры ведомых модулей в цикле чтения происходит аналогично. После фиксации адреса сигналом ALE контроллер устанавливает активный (низкий) уровень сигнала RD, при котором ведомый модуль должен поместить на шину D0...D7 передаваемые данные. Длительность сигнала RD должна составлять не менее 500 нс, а задержка установки данных ведомым модулем не должна превышать 50 нс.

3.5. Порядок считывание номера системы с шины N1...N8 настоящим документом не регламентирован. Управление линией EN может осуществляться только контроллером крейта.

4. Характеристики сигналов

4.1. Потенциалы двоичных цифровых сигналов на шинах магистрали крейта должны соответствовать потенциалам логических устройств типа ТТЛ и ДТЛ, потребляющих ток.

4.2. Все логические элементы, подключаемые выходом на шину данных, должны находиться в состоянии высокого сопротивления и активизироваться только при соответствующей команде контроллера крейта, адресуемой к данному модулю. Допустимо применение элементов с открытым коллектором. Передача информации по шине данных осуществляется в прямом коде.

4.3. Модули, подключаемые к шинам данных, и управления должны соответствовать следующим параметрам:

при пассивном подключении на шину (т.е. при подключении в режиме считывания информации) ток, выдаваемый на магистраль в каждом разряде при низком уровне сигнала, не должен превышать 1.6 мА;

при пассивном подключении на шину ток, потребляемый с магистрали при высоком уровне, не должен превышать 0.04 мА;

при формировании сигнала низкого уровня активный модуль должен обеспечивать отбор тока с магистрали не менее 20 мА;

при формировании сигнала высокого уровня активный модуль должен выдавать в магистраль ток не менее 0.5 мА.

4.4. Источники питания крейта должны обеспечивать следующие нагрузочные характеристики.

для источника питания + 7.5 В - не менее 2 А;

для источника питания + 24 В силовые - не менее 0.25 А;

для источника питания + 15 В и - 15 В - не менее 0.2 А;

для источника питания + 15 В силовые - не менее 0.5 А.

5. Конструкция и размеры

5.1. Функциональные модули системы должны выполняться в виде сменных блоков и устанавливаться в крейте. Каждый сменный блок должен занимать одну или две станции. На каждой станции должен быть установлен электрический соединитель планарного типа, обеспечивающего прямое соединение сменного блока с магистралью крейта.

5.2. Размеры крейтов и сменных блоков, обеспечивающие их конструктивную совместимость, должны соответствовать приведенным в Приложении 2, Приложении 3 и Приложении 4. Размеры печатной платы сменного модуля приведены в Приложении 5. Дополнительные требования к конструкции и размерам, выполнение которых не является обязательным для обеспечения совместимости, приведены в рекомендуемом Приложениии 6 (см. ниже).

5.3. Крейт:

основные и присоединительные размеры крейта должны соответствовать приведенным на черт.;

за вертикальную базу крейта приняты передние поверхности верхней и нижней поперечных стяжек (см. черт.);

за горизонтальную базу крейта принята скользящая поверхность нижних направляющих (см.черт.);

крейт должен содержать не более 16 станций для установки сменных блоков с шагом 25 мм. На каждой станции должны быть верхняя и нижняя направляющие для соответствующих полозьев сменного блока;

длины направляющих должны обеспечивать механическое соединение вилки сменного блока и розетки магистрали крейта.

5.4. Сменные блоки:

основные и присоединительные размеры сменных блоков должны соответствовать приведенным на черт.3;

за вертикальную базу сменного блока принята тыльная поверхность передней панели (см.черт.);

за горизонтальную базу сменного блока принята скользящая поверхность нижнего края платы (см.черт.);

сменный блок должен состоять из следующих основных частей: передней панели с отверстием под фиксирующий винт, печатной платы с планарным разъемом, который составляет часть печатной платы, экрана и крепежных стоек. Для сменных блоков, занимающих более одной станции в крейте, допускается использование более одной печатной платы и более одной вилки соединителя.

Приложение 1

НАЗНАЧЕНИЕ КОНТАКТОВ МАГИСТРАЛЬНОГО РАЗЪЕМА

Приложение 6

Рекомендуемое

КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ.

1. Крейт

1.1. Вентиляционные отверстия между направляющими должны распределяться по всей глубине крейта - от передних кромок верхней и нижней панелей до магистрали крейта. Общая площадь вентиляционных отверстий для одного модуля должна составлять не менее 3 кв. см.

1.2. Рекомендуется смещать передние кромки верхней и нижней панели вглубь крейта относительно его передней поверхности с тем, чтобы лицевые панели сменных блоков не выступали за переднюю поверхность крейта.

1.3. Конструкция крейта должна обеспечивать защиту магистрали крейта от механических повреждений.

1.4. При изготовлении магистрали крейта допускается применять печатный монтаж, пайку и накрутку проводов.

1.5. Оси симметрии магистральных разъемов должны совпадать со срединой пазов для установки печатных плат в верхней и нижней панелях с точностью не хуже ± 0.1 мм.

2. Сменные блоки

2.1. Тыльная поверхность передней панели сменного блока должна соприкасаться с верхней и нижней панелями крейта, если сменный блок полностью вставлен в крейт. Для этого на тыльную поверхность передней панели сменного блока за пределами зоны установки элементов на плате не должно быть выступающих частей.

2.2. Конструкция сменного блока должна обеспечивать вентиляцию, необходимую для удаления тепла, выделяемого внутри этого блока.

2.5. Допускается устанавливать дополнительные соединители и другие элементы на передней панели сменного блока.