第 6 章 ハードウェア説明 23
7.1 回路構成図
入力用 FIFO
（2045× 32ビット）
PCI Express ブリッジ
(DMA 転送機能) 出力用
FIFO
（2045×
32ビット）
データ入力 タイミング
制御
インターバル タイマ
割り込み 制御
CN1
パターン一致 確認機能
32ビット データ出力
タイミング 制御 4ビット〜
32ビット
32ビット 32ビット
4ビット〜 32ビット
入力 用バ ス幅 変換 4ビット〜32ビット
入力選択機能出力選択機能
出力 用バ ス幅 変換 4ビット〜
32ビット
PCI Expressブリッジ回路
PCI Express
IN32/OUT32〜IN1/OUT1
本製品は、バスマスタと呼ばれるDMA転送機能を搭載したデジタル入出力製品です。
コンピュータ(CPU)に負荷を掛けることなくデジタル信号の入出力を高速(最大20MHz※)に行うこ とができます。
注意
！
※ コンピュータのDMA転送能力によって最高周波数は制御され、20MHzで連続転送 できない場合があります。
本製品は大まかに下記の6つの機能により構成されています。
入力/出力選択機能
外部入出力信号(IN1/OUT1〜IN32/OUT32)を入力信号として使用するか出力信号として使用 するか選択します。
データ入力タイミング制御
取得を行うタイミングの制御を行い、入力選択機能により設定された外部入出力信号
(IN1/OUT1〜IN32/OUT32信号)からデータを取得し、入力用FIFOに出力します。
データ出力タイミング制御
出力を行うタイミングの制御を行い、出力選択機能により設定された外部入出力信号 (IN1/OUT1〜IN32/OUT32信号)にデータを出力します。
入力用FIFO・入力用バス幅変換
取得したデータを一時的に記憶し、PCI Express(メモリ)へ出力します。
出力用FIFO・出力用バス幅変換
PCI Express(メモリ)からの出力データを一時的に記憶し、外部入出力信号に出力します。
DMA転送機能
入力用FIFOに一定量以上のデータが蓄えられた場合にデータを自動的にPCI Express(メモリ) へ転送します。出力用FIFOに一定量以上の空きができた際にデータを自動的にPCI Express(メ モリ)より転送します。
データ入出力 待機 DMA転送機能，
データ入出力タイミング制御 有効
DMA転送機能，
データ入出力タイミング制御 無効
データ入出力 動作
データの入出力を行う際には、入力/出力選択,データ入出力開始/終了条件等を設定した後、
DMA転送機能,入出力タイミング制御を有効にし、データの出力を行います。データ入出力の 流れは下記のようになります。なお、データ入出力動作終了時、自動的にDMA転送機能,デー タ入出力タイミング制御が無効となります。
Interface Corporation - 32 -
<データ入力時>
①入力選択機能により、入力に使用する外部入出力信号(IN1/OUT1〜IN32/OUT32信号)を選択しま す。
②データ入力タイミング制御により、外部入出力信号(IN1/OUT1〜IN32/OUT32信号)を取得するタ イミングを制御し、取得したデータを入力用FIFOに転送します。
③入力DMA転送機能により、入力用FIFOに一定量のデータが蓄えられた時点で入力用FIFOの データをPCI Express(メモリ)へ転送します。
P CI
E xp r e s s
入力用 FIFO (2045×
32ビット) DMA
転送機能
データ入力 タイミング
制御
32ビット 入力選 CN1
4ビット〜択機能 32ビット 32ビット
IN32/OUT32〜
IN1/OUT1
①
③ 入力 ②
用バ ス幅
変換 4ビット〜
32ビット
<データ出力時>
①出力DMA転送機能により、出力用FIFOに一定量の空きができた時点でPCI Express(メモリ)から
出力用FIFOへ出力データを転送します。
②データ出力タイミング制御により、データを出力するタイミングを制御し、出力するデータを 出力用FIFOより転送します。
③出力選択機能により選択した外部入出力信号(IN1/OUT1〜IN32/OUT32信号)からデータを出力 します。
P C I Ex p r e s s
出力用 FIFO
（2045×
32ビット） DMA
転送機能
データ出力 タイミング
制御
出力選 CN1 択機能 4ビット〜
32ビット
IN32/OUT32〜
IN1/OUT1
①
③ 出力 ②
用バ ス幅
変換 4ビット〜
32ビット
32ビット 32ビット
7.1.1 入力 / 出力選択機能
入力/出力に使用する外部入出力信号(IN1/OUT1〜IN32/OUT32)を選択します。
本製品では、外部入出力信号32点(IN1/OUT1〜IN32/OUT32)4点ごとに未使用,入力信号,出力信号, リードバック可能を設定することができます。
このため、入力:4点/出力:28点,入力:12点/出力:20点等様々な設定にてデータの入出力を行うことが できます。また、入力用,出力用それぞれに2045×32ビットのFIFOを搭載しているため、入力/出力 が同時に動作する際にも高速な転送を行うことが可能です。
CN1
データ入力 タイミング
制御
IN32/OUT32〜
IN29/OUT29 入力選択機能
無効/有効 出力選択機能
無効/有効
IN4/OUT4〜
IN1/OUT1 入力選択機能
無効/有効 出力選択機能
無効/有効
IN32/OUT32〜IN1/OUT1
データ出力 タイミング
制御 入力用
（2045×FIFO 32ビット）
出力用 FIFO
（2045× 32ビット）
入力 用バ ス幅
変換 4ビット〜
32ビット
出力 用バ ス幅
変換 4ビット〜
32ビット
入出力信号機能選択
入力機能
無効 有効
無効 未使用 入力信号
出力機能
有効 出力信号 出力信号 (リードバック可能)
データ入力を行う場合、入力機能を有効に設定します。有効に設定した外部入出力信号 (IN1/OUT1〜IN32/OUT32)のデータを取得できます。
データ出力を行う場合、出力機能を有効に設定します。有効に設定した外部入出力信号
(IN1/OUT1〜IN32/OUT32)に、データを出力できます。無効にした外部入出力信号は+5Vにプルア ップ(入出力バッファハイインピーダンス)となります。
入力機能・出力機能を同時に有効に設定することにより、出力したデータを確認することができ ます。また、入力機能・出力機能を同時に無効に設定する(未使用)ことにより、不要なデータの転 送を抑えることができ、バスへの負荷を軽減することができます。
注意
！
出力機能を有効にした場合、外部回路にて出力信号同士が衝突しないように接続してくだ さい。データ入力を行う場合、出力機能を無効に設定してください。
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7.1.2 データ入出力機能
■データ入出力制御
DMA転送機能,データ入出力機能を有効にすることによりデータ入出力を動作させることができ ます。データ入出力動作中の制御は下記のように“データ入出力開始”,“データ入出力終了”,“デー タ入出力停止”を用いて行います。データ入出力中およびトリガディレイ中にデータの取得もしく はデータの出力を行います。データ入出力終了後、FIFOのデータを出力した時点でDMA転送機能, データ入出力機能が無効となり、データ入出力は待機状態となります。
データ入出力動作 DMA転送機能，
データ入出力機能 有効
DMA転送機能，
データ入出力機能 無効 データ入出力
開始待ち
トリガ ディレイ中 データ入出力
開始
データ入出力 開始 データ入出力
停止
データ入出力
終了 トリガディレイ有効時
データ入出力終了
指定件数データ 入出力完了 データ入出力
待機
データ入出力 停止中
データ入出力 中
■データ入力機能
データ入力機能有効時、選択された入力モードに従いデータの取得を行います。
データの取得のタイミング、外部とのインタフェースの制御方法として下記の4つのモードから1 つを選択することができます。(『43ページ 7.2 データ入力タイミング』参照)
・サンプリングモード
・ゲート付きサンプリングモード
・ストローブ入力モード
・リクエスト入力モード
データ入力中に入力を停止することができます。また、データ入力終了後、データ入力機能が無 効となります。
■データ出力機能
データ出力機能有効時、選択された出力モードに従いデータを出力します。
データの出力のタイミング、外部とのインタフェースの制御方法として下記の4つのモードから1 つを選択することができます。(『59ページ 7.3 データ出力タイミング』参照)
・パターン出力モード
・ゲート付きパターン出力モード
・ストローブ出力モード
・リクエスト出力モード
データ出力を停止することにより、外部入出力信号への新たなデータの出力を停止することがで きます。また、出力用FIFOの全てのデータを外部入出力信号に出力した時点で、自動的にデータ 出力機能が無効となります。データ出力終了と同時にデータ出力機能を無効にすることも可能で す。
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7.1.3 入力用 / 出力用 FIFO ・バス幅変換
データ転送の高速化を図るため、取得した(出力する)複数のデータを組み合わせて32ビットのデー タを作成し、PCI Expressバス(メモリ)⇔入力用/出力用FIFO間のデータ転送を行っています。
このため、使用する点数(入力/出力選択にて選択)によりメモリ上のデータの配置が異なります。
メモリ上のデータの配置は下記の条件に従います。
条件1:データはIN/OUT番号の小さい順に並べられる。
条件2:使用していない信号情報はデータから削除する。
例)IN1/OUT1〜IN8/OUT8,IN17/OUT17〜IN20/OUT20,IN29/OUT29〜IN32/OUT32の信号を使用す る場合
IN32/OUT32
〜 IN29/OUT29
IN28/OUT28
〜 IN25/OUT25
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN20/OUT20
〜 IN17/OUT17
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN12/OUT12
〜 IN9/OUT9
IN8/OUT8
〜 IN5/OUT5
IN4/OUT4
〜 IN1/OUT1 使用 未使用 未使用 使用 未使用 未使用 使用 使用
データ IN32/OUT32
〜 IN29/OUT29
IN20/OUT20
〜 IN17/OUT17
IN8/OUT8
〜 IN1/OUT1
条件3:データは32ビットに並ぶ限り、複数のデータを組み合わせて32ビット単位にする。
(未使用領域は不定値となる)
条件4:データは指定されたアドレス(ベースアドレス)から、取得した(出力する)順番に配置す る。
例)IN13/OUT13〜IN16/OUT16,IN21/OUT21〜IN24/OUT24の信号を使用する場合
ベースアドレス+03h ベースアドレス+02h ベースアドレス+01h ベースアドレス+00h 4回目に取得した
(出力する)データ
3回目に取得した (出力する)データ
2回目に取得した (出力する)データ
1回目に取得した (出力する)データ IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13 ベースアドレス+07h ベースアドレス+06h ベースアドレス+05h ベースアドレス+04h
8回目に取得した (出力する)データ
7回目に取得した (出力する)データ
6回目に取得した (出力する)データ
5回目に取得した (出力する)データ IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
IN24/OUT24
〜 IN21/OUT21
IN16/OUT16
〜 IN13/OUT13
・ ・
・
例)IN1/OUT1〜IN8/OUT8,IN29/OUT29〜IN32/OUT32の信号を使用する場合 入力点数が合計12点の場合は、間に4ビットの不定値が入ります。
ベースアドレス+03h ベースアドレス+02h ベースアドレス+01h ベースアドレス+00h
未使用 2回目に取得した(出力する)データ 未使用 1回目に取得した(出力する)データ
不定値
IN32/OUT32
〜
IN29/OUT29 IN8/OUT8〜IN1/OUT1 不定値
IN32/OUT32
〜 IN29/OUT29
IN8/OUT8〜IN1/OUT1
ベースアドレス+07h ベースアドレス+06h ベースアドレス+05h ベースアドレス+04h
未使用 4回目に取得した(出力する)データ 未使用 3回目に取得した(出力する)データ
不定値
IN32/OUT32
〜 IN29/OUT29
IN8/OUT8〜IN1/OUT1 不定値
IN32/OUT32
〜 IN29/OUT29
IN8/OUT8〜IN1/OUT1
例)IN1/OUT1〜IN4/OUT4,IN9/OUT9〜IN20/OUT20,IN25/OUT25〜IN28/OUT28の信号を使用する 場合
ベースアドレス+03h ベースアドレス+02h ベースアドレス+01h ベースアドレス+00h
未使用 1回目に取得した(出力する)データ
不定値
IN28/OUT28
〜 IN25/OUT25
IN20/OUT20〜IN9/OUT9
IN4/OUT4
〜 IN1/OUT1 ベースアドレス+07h ベースアドレス+06h ベースアドレス+05h ベースアドレス+04h
未使用 2回目に取得した(出力する)データ
不定値
IN28/OUT28
〜 IN25/OUT25
IN20/OUT20〜IN9/OUT9
IN4/OUT4
〜 IN1/OUT1
・ ・
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