모듈러형 상자형 전자제품

Modular crate electronics
다양한 모듈을 갖춘 NIM 상자

모듈식 상자형 전자장치는 일반적으로 전자장치의 일반적인 유형으로 입자 검출기의 트리거 전자장치 및 데이터 수집에 사용됩니다.모든 전자 경로가 모듈 전면에서 논리 블록을 연결하는 개별 물리적 케이블에 의해 만들어지기 때문에 이러한 유형의 전자 장치가 그러한 검출기에서 일반적이다.이것에 의해, 실험의 조립에 수반해, 회선의 설계, 구축, 테스트, 및 전개를 단시간에 실시할 수 있습니다(수일 또는 수주).그런 다음 모든 모듈을 제거하고 실험이 완료되면 다시 사용할 수 있습니다.

상자는 전자제품 랙에 설치하는 상자(섀시)로 전면에 구멍이 뚫려 사용자를 향해 있습니다.상자의 상단 및 하단에는 열린(사용자) 끝에서 상자의 후면 끝까지 이어지는 레일이 있습니다.상자의 후면 끝에는 모듈이 연결되는 전원 및 데이터 커넥터가 있습니다.전자 모듈은 레일을 따라 상자에 밀어넣고 배면의 전원/데이터 커넥터에 꽂습니다.모듈의 전면 플레이트에는 다른 모듈과 상호 작용하기 위해 사용되는 신호 커넥터, 제어 장치 및 조명이 있습니다.

일부 모듈은 백플레인 커넥터에서 전력을 공급받으며 전면 플레이트에 모든 데이터 입력 및 출력이 있습니다.다른 모듈은 백플레인에서 입력 또는 제어를 받거나 백플레인에서 동작을 제어합니다.액티브한 회로가 내장되어 소형 컴퓨터처럼 동작하는 모듈도 있습니다.또한 스테이트풀하지 않고 단순한 단일 컴포넌트에 지나지 않는 모듈도움이 되지 않는 모듈도 있습니다.

상자형 시스템 유형

입자 물리학 실험에 사용되는 모듈러 상자형 전자 시스템은 여러 종류가 있습니다.

레나트란

상자형 전자제품의 첫 번째 표준은 르나트란이었고,[1] 그 자체는 1964년에 발표된 에손 표준에서 파생되었다.이 표준은 주로 프랑스에서 핵 연구에 사용되었다.

Renatran 시스템은 최대 8개의 싱글 폭 또는 최대 4개의 더블 폭 플러그인 유닛을 수용할 수 있는 5U 랙형 상자로 구성되었으며, 백플레인은 여러 개의 파워 레일을 공급하고 모듈 간, 그리고 랙과 프린터와 컴퓨터 등의 외부 기기 간에 시리얼 및 병렬 통신을 제공합니다.각 플러그인 유닛의 전면에는 다이얼, 인디케이터 및 커넥터가 있으며 후면에는 백플레인에 접속하기 위한 나사 결합형 24핀 커넥터(Souriau 8196-17, 더 이상 생산되지 않음)가 1개 있습니다.일부 유닛의 후면에는 커넥터가 추가되어 있습니다.이 커넥터는 전면 패널에서 2배로 늘리거나 데이지 체인으로 모듈을 연결하거나 레벨 컴퍼레이터를 링크하는 등의 특정 목적을 위한 추가 포트가 있습니다.플러그인 유닛은 일반적으로 클럭 신호 전달, 신호 극성 반전, 신호 감쇠 또는 증폭 등의 단일 태스크를 수행합니다.

님

가장 간단하고 초기의 상자형 모듈 표준 중 하나는 NIM(Nuclear Instrumentation Module) 표준입니다.NIM 상자는 백플레인 전원만 공급되며 데이터 버스 또는 데이터 커넥터는 없습니다.NIM 백플레인 커넥터는 개별 핀이 상자 내의 소켓에 불규칙하게 배치되어 있습니다.일반적으로 NIM 모듈 전면에는 여러 개의 단일 로직 블록이 있으며 전면 패널에는 입력과 출력이 모두 있습니다.일반적인 NIM 모듈은 예를 들어 전면 패널에 4개의 식별자 또는 3개의 AND 게이트가 있습니다.뒷면에 데이터 커넥터가 없기 때문에 NIM 모듈을 핫 스왑할 수 있습니다.

카메라

CAMAC [2]모듈은 NIM 모듈보다 훨씬 얇습니다.CAMAC 모듈의 백플레인 커넥터는 카드 엣지 커넥터입니다.플러그인 시 커넥터가 잘못 정렬될 수 있기 때문에 CAMAC 모듈은 핫스왑할 수 없습니다.CAMAC 백플레인에는 crate 컨트롤러가 모듈 내의 레지스터 값 설정(설정용) 및 레지스터 값 읽기(데이터 수집용)를 위한 시그널링 프로토콜이 포함되어 있습니다.백플레인에서의 데이터 통신 속도가 느리기 때문에 FASTBUS가 발명된 후 CAMAC 모듈은 주로 컴퓨터 구성이 필요하지만 데이터 수집에는 사용되지 않습니다.

패스트 버스

FASTBUS는[3] 고속 병렬 데이터 [4]수집을 위해 다른 두 개보다 늦게 개발된 상자/모듈 표준입니다.FASTBUS 모듈은 개별 컴포넌트가 아닌 전면에 입력 커넥터가 많은 데이터 수집 모듈인 반면 저장된 데이터는 백플레인으로 읽히는 경향이 있습니다.FASTBUS 모듈 뒷면에 있는 커넥터는 모듈의 2개의 병렬 핀소켓과 백플레인에서 핀이 돌출되어 있습니다.FASTBUS 상자의 메인 커넥터는 모듈 바닥의 약 2/3을 커버합니다.백플레인 뒷면에 패스스루 핀으로 구성된 상부 커넥터도 있습니다.이것에 의해, 커스텀 모듈을 접속할 수 있습니다.

FASTBUS 모듈은 다른 유형의 상자형 모듈보다 훨씬 높기 때문에 상자형 모듈도 그에 상응하는 높이입니다.

FASTBUS 백플레인은 모든 모듈이 버스의 마스터가 되도록 네고시에이트하여 데이터를 송수신할 수 있는 풀 데이터 버스입니다.

VME

ADC 모듈, 스케일러 모듈 및 프로세서 모듈을 왼쪽부터 탑재한 VME64 상자

VME(VMEbus)는 원래 Motorola 68000 시리즈 프로세서의 확장 버스를 제공하기 위해 설계된 버스이지만 모듈 전자 기기의 표준 규격이 되기도 했습니다.VME의 첫 번째 에디션은 폭이 3핀으로 모듈에 핀소켓이 있고 백플레인에 핀이 있습니다.이후 에디션에서는 물리 규격에 따라 커넥터가 확장되어 접지를 위해 가장자리에 핀/소켓이 2줄 더 늘어났습니다.

VME는 대부분 컴퓨터 버스로 설계되어 있기 때문에 모듈식 전자기기가 아닌 데이터 수집 모듈로 구성되어 있습니다.

PXI

PCI eXtensions for Instrumentation(PXI)은 현재 사용되고 있는 모듈러형 전자 계측기 플랫폼 중 하나입니다.이러한 플랫폼은 전자 테스트 장비, 자동화 시스템 및 모듈러 실험실 기기를 구축하기 위한 기반으로 사용됩니다.

고급.TCA

Advanced Telecom Computing Architecture는 상자의 오픈 스탠다드입니다.전원장치 및 데이터 버스 외에 관리 인프라스트럭처도 정의합니다.이를 통해 일련의 유지보수 작업을 원격으로 수행할 수 있습니다.이 표준은 PICMG 컨소시엄에 의해 관리된다.[5] Advanced에서 사용하는 카드의 요건TCA 상자는 Advanced Mezzanine Card(AMC; 어드밴스드 메자닌 카드)라고 불리며 자체 [6]표준으로 개별적으로 지정되어 있습니다.

마이크로TCA

MicroTCA는 Advanced를 기반으로 한 개방형 모듈러 표준입니다.TCA이지만 폼 팩터가 작습니다.처음에는 통신 분야 응용용으로 개발되었지만, 이후 군사, 항공우주 [7]및 과학용 모듈을 개발함으로써 당초의 목적을 벗어났습니다.어드밴스로서TCA는 AMC를 사용하여 카드를 교환할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Fabre, R.; Gallice, P.; Raoult, N.; Robin, G. (1967). "Renatran Basic Functional Units". IEEE Transactions on Nuclear Science. IEEE. 14 (1): 170–188. Bibcode:1967ITNS...14..170F. doi:10.1109/TNS.1967.4324413. Retrieved 5 October 2020.
  2. ^ "AN INTRODUCTION TO CAMAC". FNAL. Archived from the original on 23 September 2013. Retrieved 21 September 2013.
  3. ^ "AN INTRODUCTION TO FASTBUS". FNAL. Archived from the original on 23 September 2013. Retrieved 21 September 2013.
  4. ^ Barsotti, Edward J. (1981). ""FASTBUS" - A DESCRIPTION, A STATUS REPORT, AND A SUMMARY OF ONGOING PROJECTS" (PDF). FNAL. Retrieved 22 August 2018.
  5. ^ "PICMG AdvancedTCA".
  6. ^ "PICMG Advanced MC®".
  7. ^ "PICMG MicroTCA".