FASTBUS - FASTBUS
FASTBUS (IEEE 960) é um padrão de barramento de computador , originalmente destinado a substituir a Medição e Controle Automatizado por Computador (CAMAC) na aquisição de dados em grande escala e alta velocidade. É também um padrão eletrônico de engradado modular comumente usado em sistemas de aquisição de dados em detectores de partículas .
Descrição do ônibus
Um sistema FASTBUS consiste em um ou mais segmentos. Cada segmento pode ser um "segmento de caixa" ou um "segmento de cabo". Os segmentos são conectados entre si usando uma interconexão de segmento (SI). Um segmento de caixa normalmente consiste em um painel traseiro com slots para acomodar até 26 módulos, montados em um rack de 19 polegadas . Cada módulo é normalmente uma placa de circuito impresso com um painel frontal, semelhante a um blade PC . Os módulos têm fisicamente cerca de 14 polegadas por 15 polegadas e podem ocupar um ou mais slots adjacentes.
Sistemas pequenos podem consistir em apenas um segmento de caixa ou um pequeno número de segmentos de caixa independentes conectados diretamente a um computador central em vez de usar interconexões de segmento.
O FASTBUS usa o padrão elétrico de lógica acoplada de emissor (ECL), que permite uma velocidade maior do que o TTL e gera menos ruído de comutação. Os segmentos implementam um barramento de dados / endereço multiplexado de 32 bits, que permite um espaço de endereço maior do que o CAMAC. Um módulo pode ser mestre ou escravo. Pode haver vários mestres em um segmento; mestres arbitram o controle do barramento e, em seguida, realizam transferências de dados de ou para escravos. Isso permite uma leitura muito rápida de um segmento inteiro fazendo uma leitura de bloco encadeado de um mestre com uma CPU de uso geral. Cada placa de E / S assumirá o domínio, enviará seus dados e, em seguida, passará o domínio para o próximo cartão em uma sequência, tudo sem o overhead da placa supervisora com a CPU de uso geral.
Os segmentos de cabo são implementados usando cabos de par trançado paralelo de 32 bits e um esquema de sinalização diferencial. O padrão elétrico permite chips receptores ECL regulares, mas requer circuitos transmissores personalizados que permitem que as linhas sejam conduzidas com segurança tanto altas quanto baixas ao mesmo tempo - esse recurso é exigido pela lógica de arbitragem.
As caixas de tamanho real acomodam 26 módulos. Cada módulo pode dissipar até 70 W, dando uma carga de calor total da caixa de 1750 W. Os módulos requerem uma fonte de −5,2 V para a interface ECL, geralmente uma fonte de −2 V separada para terminação ECL, e muitas vezes uma fonte de +5 V para TTL ou lógica CMOS. O padrão FASTBUS também tem pinos de +15 V e -15 V no painel traseiro, que normalmente são alimentados com fontes de alimentação muito pequenas, já que a maioria dos módulos usa muito pouco +/- 15 V (ou nenhum). Fontes de alimentação especiais de alta capacidade com grandes fontes de 15 V teriam que ser usadas se os módulos puxassem grandes quantidades de corrente nesses trilhos. Os caixotes normalmente têm fontes de alimentação comutadas de 200 A ou 300 A, fornecendo corrente aos módulos por meio de vários pinos no conector do painel traseiro. Uma grande instalação normalmente tem vários racks, cada um com três caixas. O resfriamento e o manuseio do ar são um problema significativo, assim como o design seguro da distribuição de energia de alta corrente.
Descrição física
Uma caixa FASTBUS é um pouco mais alta do que outros tipos de caixas de eletrônicos. A fonte de alimentação para uma caixa FASTBUS é normalmente montada abaixo da caixa, em vez de ser parte integrante da própria caixa, ocupando ainda mais espaço vertical no rack.
História
O FASTBUS foi concebido como um substituto do CAMAC em sistemas de aquisição de dados. As limitações do CAMAC eram uma velocidade lenta do ônibus, largura limitada do barramento, controlador de barramento único e comunicações complicadas entre caixas (a rodovia secundária CAMAC). O FASTBUS buscou melhorias em todas essas áreas usando uma lógica de barramento mais rápida (ECL), um protocolo de barramento assíncrono e um design multissegmentado sofisticado. Na época, parecia óbvio que a maneira de obter maior velocidade era um barramento paralelo largo, uma vez que a lógica para cada bit já era tão rápida quanto a eletrônica permitia. Desenvolvimentos posteriores mudaram para protocolos seriais de alta velocidade, como o SATA, deixando designs como o segmento serial FASTBUS como um beco sem saída tecnológico.
O padrão IEEE foi aprovado originalmente em maio de 1984.
O FASTBUS foi usado em muitos experimentos de física de alta energia durante a década de 1980, principalmente em laboratórios envolvidos no desenvolvimento do padrão. Isso inclui CERN , SLAC , Fermilab , Laboratório Nacional de Brookhaven e TRIUMF .
O FASTBUS agora foi amplamente substituído pelo VMEbus em sistemas de menor escala e por designs personalizados (que têm menor custo por canal) em sistemas grandes.
Os problemas de fabricação de chips transmissores de segmento de cabo de maneira confiável, juntamente com os problemas de manuseio de cabos do barramento paralelo amplo, contribuíram para o baixo uso de segmentos de cabo. Os módulos de interconexão do sistema também eram complexos e caros, novamente desencorajando o uso do segmento de cabo. Esses problemas, juntamente com o desenvolvimento tardio de chips de protocolo de baixo custo, impediram a expressão de todo o potencial da arquitetura multissegmentar FASTBUS.
Padrões
O FASTBUS é descrito no padrão IEEE 960-1986: "Sistema de Aquisição e Controle Modular de Dados de Alta Velocidade IEEE Padrão FASTBUS"
O sistema no qual o padrão IEEE é baseado (Departamento de Energia dos EUA Relatório DOE / ER-0189) foi desenvolvido pelo comitê NIM do Departamento de Energia dos EUA. Representantes do comitê ESONE de laboratórios europeus e de outros laboratórios na Europa e Canadá também contribuíram para a norma.