はじめに：
パルスマグネット電源制御や電源監視などのアプリケーションでは、多数の同時入力でデータをキャプチャする必要がありま
す。短パルス機では、データ収集を高速トランジェントモードで実行し、ワンショットキャプチャで1ショットすべてのデータを取得してから、このデータをMDSplusなどのデータアーカイブシステムに保存するのが便利な使い方でした。しかしながら、機械サイクルが長くなり連続運転に向かう傾向があるため、このアプローチは実用的ではなくなります。粒子加速器などの既存の連続オペレーションプラントは、典型的にはEPICSなどの連続オペレーションプラント制御システムを使用し、プロセス変数は一般により低い速度で走査されます。ここでは、ネットワーク化したインテリジェントデジタイザを使用して、データを高速でローカルメモリに連続的に取り込むハイブリッドアプローチを提案します。
オンボードのEPICS IOCは、低いサブレートで各チャンネルのアナログ入力データを平滑化し間引きデータを出力します。デジタイザが外部イベント、例えば電源トリップによってトリガされると、フルレートデータがEPICSまたは特に長いデータセットのためのMDSplusのいずれかのデータアーカイバにアップロードされます。デジタイザは、組込みコントローラとしても機能し、多数の既製の拡張カードを管理します。その結果、非常に多数のアナログ、デジタルIO、およびオプションでタイミング高速アクセスを備えたコンパクトな制御システムになります。
MDSplusかEPICSか：
● MDSplus – 主にショットベースのシステムでデータを制御およびアーカイブするために使用されます。
主な強みは、自己記述型データをアーカイブすることです。数式に複雑な関係が取り込まれている大規模なデータセットには非常に優れています。プリショット構成をサポートしています。
● EPICS – 主に連続制御用のSCADAシステムとして使用されます。
主な強みは、プロセス変数をネットワーク上に分散させることです。複数のコントローラからの膨大な数のPVをサポートします。波形タイプをサポートしていますが、これは一般的に長さが短く、ほとんどのPVはスカラと見なすことができます。フィードバックを使いやすいシーケンスをサポートします。
どちらのシステムも分散型ネットワークベースのシステムで機能し、D-TACQ製インテリジェントデジタイザは別々にまたは同時に、両方のシステムをサポートできます。どちらのシステムでも処理できるアプリケーションは多数ありますが、実装の選択はサイトの優先順位/機能によって異なります。
インテリジェントデジタイザがプログラマブルオートメーションコントローラになる：
D-TACQ製ACQ196、ACQ132、ACQ216デジタイザは、一連の同時アナログ入力、大容量FPGAデバイス、およびメモリへの広帯域パスを備えています。それらはまた、オープンスタンダードのメモリ保護されたオペレーティングシステム（Linux）を実行する組込みマイクロプロセッサを使用しています。Linuxを実行するということは、デジタイザをTCP/IPネットワークに接続するのが簡単であることを意味します。イーサネットを使用するということは、システムの拡張性が高く、データ転送が低コストで標準化されていることを意味します。Linuxを実行するということは、MDSplusやEPICSなどのオープンソース、オープンスタンダードの管理、データ管理ソフトウェアを利用できるということです。大容量のオンボードメモリにより、組込みプロセッサ上でソフトウェアをネイティブに実行することが可能になります。これにより、同じソフトウェアを実行している他のユニットに簡単に接続できます（ドライバ不要）。コンパクトなPCIシステムスロット機能は、追加の機能や接続性が必要な他のサードパーティ製カードを制御することが可能であることを意味します。デバイスにオープンソースのデバイスドライバが提供されている場合、これは一般的には簡単ですが、公開されていない場合は簡単ではありません。
短パルス：AI、AO、DO、タイミング：
● アプリケーションには同時アナログ入力が必要 => ACQ196
● アンプを駆動するためのAWGも必要
● DO出力は 64ビットプログラマブルパルスジェネレータ
● マルチプルDIとDOはサードパーティ製DIOモジュールを使用する
● サードパーティのタイミングモジュールを使用してシステムタイミングにリンクする
● ネットワークマスタコンピュータとしてACQ196を使用した4スロットソリューション
● PCやエンベディッドPentiumへのバス延長は不要
電源障害モニタリング：
● ACQ196はデータを監視します
● サードパーティDIOモジュール
デュアルレートモニタリング
● 10Hz連続出力
● ローカルメモリへの100kHz連続キャプチャ、トリップ検出時にフルレートのプリ/ポストデータを提供します。
このシステムはEPICSによって制御され、一時的なアップロードはかなり短いので（チャンネルあたり64Kポイント以下）、正常に機能します。トランジェントが長い場合、MDSplusはトランジェントアップロードに適しています。
精密電源コントローラ：
● ACQ164 24ビットカード
● AO32-ER 18ビット出力
● インシステムキャリブレーション用のリレースイッチングカードとイーサネットDVM
● EPICSシステム EPICSは、インシステムキャリブレーション、AOの線形化、およびデータ変換を処理します。
● ACQ196は1つのスロットで最大同時チャンネルを提供し、さらにCOTSカードで追加機能を追加する可能性もあります。
プラズマ制御システム：
● ACQ196は、低レイテンシ専用の専用シングルスレッド制御ループを実行します。
● HOSTコンピュータがシーケンスを制御します。
● 100kHzの繰り返し周波数に役立ちます。
● 最小限の待ち時間に最適化されたシステム
連続データキャプチャシステム：
● 長パルスデータ収集に適しています。
● シングルクレートは200 kHzで2 x 96チャンネルを連続的にキャプチャ
● 連続データアーカイブを担当するホストコンピュータ
● スループットが最適化されたシステム
ソナーシステム：
● 3秒ごとにショットを走らせる。
● ACQ196はデジタルダウンコンバーターを実装し、データをベースバンドに抽出し、データ量を8分の1に削減します
● AWG機能はショットの開始時にソナーチャープを生成します。
ACQ196のシステムスロット機能を実証します。 RFMモジュールは、リモートホストコンピュータへの低遅延、高帯域幅のリンクを提供します。このシステムはACQ196で動くターンキープログラムによって制御されます。Fusionとの関連性 – 最大約1Hzでショットを走らせる実験はこのテクニックを使うことができます。 RFMはPCSの代替トランスポートです。より速いフレームレートのために、Repeating Gate Modeが利用可能です – 単一の、セグメント化されたショット。
まとめ：
D-TACQデジタイザは複数の同時入力を提供します。イーサネット上のオープンスタンダードインターフェース、ローカルLinux OSにより、主要なデータ管理システムとシームレスに接続できます。バックプレーンのオープンスタンダードインターフェース、Linuxデバイスドライバの幅広い可用性により、COTSカードを使用したIOの拡張とカスタマイズが可能です。デジタイザはプログラマブルオートメーションコントローラになります。
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原文ドキュメント：D-TACQ社
tm2009-poster.pdf
Embedded Controller combines Machine Control and Data Acquisition using EPICS and MDSplus
関連製品
D-tAcq社の製品を使用したMISHオリジナルの収集装置です。
D-TACQ社について
D-TACQ Solutions社は、1999年に設立されプラズマフュージョン研究の診断用途にネットワーク化されたトランジェントレコーダを供給してきました。それ以来、世界中の研究施設に高速診断実験用の多チャンネルシステムを提供してきており、多チャンネル密度、同時取得能力、オープンソースソフトウェアプラットフォームのサプライヤとして高く評価されています。D-TACQ社の詳細については、http://www.d-tacq.com/を参照してください。