Verbesserungen gegenüber Interlock_V3

• Höhere Geschwindigkeit der Datenübertragung Controller <-> Slaves durch Sternstruktur; Abwendung von Busstruktur
• Geringere Anfälligkeit gegen EMV-Störeinwirkungen durch differentielles Protokoll
• Skalierbares Protokoll Controller <-> Slaves
• Selbstorganisation des System, Vermeiden von Adreßkonflikten
• Vollständiges Hardwaretracking mit Hilfe von ID Chips
• Integration der Signalvorverarbeitung in das Crate (ehemals externe Distribution Panel) als RearIO
• System Neustart (System soll in der Lage sein, einen vollständigen Neustart durchzuführen)
• Softwareupdate / Firmwareupdate / Manueller Reboot (Factory Default Images auf den Slaves)
• Selbstdiagnose / Integritätsprüfung (Reboot der Slaves / des Controller mit Factory Default Image | CRC Fail Selfcheck in FPGAs, Recovery Strategie | Resettable Slaves <-> Slaves resetfähig für Firmware reboot)
• Verarbeiten von bis zu 512 Eingangs- und bis zu 512 Ausgangssignalen (Bei Protokollerweiterung bis zu je 1024 Eingängen und Ausgängen möglich (Update-Rate pro Kanal halbiert sich dabei))

System Crate

• 3U-Crate, aufgebaut aus Standardelementen
• Backplane mit seriellen, differentiellen Übertragungskanälen
• Netzteil (Moduleinschub, 8TE | Einfache Austauschbarkeit durch Steckverbindung | Standard Kaufprodukt)
• 1 Controller Steckplatz, zentral
• 16 Slavemodul-Steckplätze (8 Slavemodule links vom Controller | 8 Slavemodule rechts vom Controller)
• Signal Conditioning Panels, von hinten („rear“) steckbar als I/O Erweiterung der Slavemodule. Diese erfüllen die Aufgaben einer Signalkonvertierung

Backplane

• Serielle, differentielle Datenübertragung
• Vom Controller zu allen Slaves 4 serielle Kanäle (zentraler Bustakt, Sync-Signal und 2 Datenkanäle) als Multidrop-Konfiguration
• Je Slave ein Rücksendekanal zum Controller
• Stationskodierung: jedes Modul erhält seine Adresse durch feste Kodierung über seinen Steckplatz (17 Steckplätze = 5Bit).
• Vom Controller I²C Verbindung zur Monitorierung/Steuerung des Netzteils

Controller

• Master in der Interlock-Hierarchie
• FPGA realisiert die Kommunikation und den Datentransfer mit bis zu 16 Slavemodulen über die Backplane und realisiert die Interlock-Funktion.
• Ein Mikrocontroller auf Basis eines ARM9-Prozessor auf dem Board realisiert die Kommunikation mit dem Kontroll-System (über Ethernet). Er liest den aktuellen Interlock-Status von der FPGA und sendet diesen aufbereitet an das Kontrollsystem.
• Weitere Aufgaben der ARM9-Prozessors: (System-Test und Initialisierung des Systems nach Power-on sowie Fehlerbehandlung | Einstellungen | in den angeschlossenen Slave-Modulen („Fine-Tuning“ des Interlock-Systems) vornehmen | Remote Firmware Update)

Slave Module und RearIO Interfaces

• 1x Onewire Interface zu Identifikation und Typenerkennung
• 5x Codierung Slave-Adresse
• Digital Slaves (Max. 32 digitale Signale (Input or Output))
• Analoge Slaves (Max. 16 analoge Kanäle)
• SPI Interface für optionale Steuerungsaufgaben / Erweiterungen
• Pro Slave eine „Service Request“- Leitung zum Controller
• Display des aktuellen Status aller Input-Kanäle durch LED auf der Frontplatte der Slave-Module

Es gibt 2 verschiedene Slave-Typen:

1. 32ChDigiIO: 16 oder 24 digitale Input-Kanäle und 16 oder 8 digitale Output-Kanäle
2. 2ChDigiIO: 16 oder 24 digitale Input-Kanäle und 16 oder 8 digitale Output-Kanäle

In Verbindung mit den Rear-IO Boards können damit eine große Vielzahl von unterschiedlichen Signalquellen angeschlossen werden.

Rear-IO Module

Aktuell gibt es 4 verschiedene Typen:

1. I4RIO_AICL: 8 analoge Input-Kanäle 0 .. 10 V und 8 analoge Input-Kanäle mit 4 ..20 mA Current Loop
2. I4RIO_PT100: 4 analoge Input-Kanäle 0 .. 10 V und 12 analoge Input-Kanäle für Temperaturmessung (PT100)
3. I4RIO_DigiIO: 24 digitale Input-Kanäle via Optokoppler und 8 digitale Output-Kanäle via Optokoppler
4. I4RIO_extBoard: 16 digitale Input-Kanäle und 16 digitale Output-Kanäle zum Anschluß eines externen Light-IO Panels

Externes 1HE LightIO Panel

Jeweils 15 Light-IN- bzw. Light-OUT-Kanäle bilden ein Panel. Das Panel wird in einen 1HE Einschub montiert.