PAC - MSR - Host-System & Remote-I/O Controller

 SEPIA Offenes Bus-System, einfach programmieren 
und sicher messen, steuern, regeln, automatisieren !

SEPIA in Vollausstattung, 63 TE breit mit 13 Steckplätzen

Bild: SEPIA Host-System im 4 HE TGH-Vollausbau mit 13(14) Steckplätzen bei 63 TE
CPU Karte SEPIA - Bus Ethernet VGA PS/2 IDE-ATA + CF/SD DC/DC Power
MEM Memory Karte COM-LPT-RTC-WDC Clock Bus & Diagnose 8-fach UM-Relais 8-fach Opto-Input
A/D 16BIT Messkarte D/A  Analog-Karte Counter-Karte 2x24BIT 32-fach Opto-Input 32-fach Opto-Output
RS422 / RS485 / TTY SIO COM Port DIO 16+16 E/A Netzteile RAM-Disk SD-Copy
Weitere Baugruppen in Vorbereitung

SEPIA steht für: "Secure Embedded Platform for Industrial Automation"
Immer mehr Anwender wünschen sich wieder verlässliche Microcomputer mit soliden Bus-Systemen zurück, mit denen man auf Anhieb etliche MSR- und Automationsaufgaben unproblematisch und zeitnah lösen konnte. Dies ist aber nur ein Grund, warum SEPIA entwickelt wurde.

Synergien nutzen
SEPIA ist eine sehr flexible, skalierbare PAC Host/Remote Platform. Ganz gleich, ob Sie über 100 Kanäle messen, steuern oder regeln möchten, direkt vor Ort programmieren, oder per Remote-I/O über größere Entfernung fernsteuern und vielfältige Messdaten über ein Netzwerk sammeln möchten. SEPIA versteht sich zudem als eigenständiger Industrie-Rechner und autarkes Field-I/O Kommunikationssystem. Eine offene Struktur bietet die Gelegenheit, etliche Vorteile aus verschiedenen "Technik-Welten" zu kombinieren, oder in vorhandene Systeme einzubinden. Unter 
diesem Aspekt entsteht ein völlig transparentes Rechnerkonzept. Dabei werden möglichst viele Schnittstellen mit moderner Technik gekoppelt und in ein zukunftweisendes PAC-System integriert, welches auf Robustheit, Sicherheit, Kompaktheit, sowie für permanenten 24/7-Betrieb ausgelegt wurde. Der erweiterte Temperaturbereich, sowie eine hohe EM-Immunität ermöglichen zudem den industriellen Einsatz bei widrigsten Bedingungen.

Die max. Ausbaustufe umfasst folgende Standard-Schnittstellen:
- 7x COM serielle Ports mit 16C550, je nach Karte RS232, RS422, RS485 oder TTY
- 1x SIO RS232 Kommunikations-Port mit Z84C4010 UART
- 3x LPT (1x LPT1 für par. Centronics® Drucker, 2x LPT-AUX über 82C55)
- 1x CF-Card, 50 pol. Anschluss an Frontplatte zugängig 
- 1x IDE int. 40 pol., spec. gem. ATA, für SD-Card oder HDD im True IDE-Mode (PIO 0..6)
- 1x SRAM-Disk als virtuelle 1 MB Floppy unter CP/M, optional SD-Kopierstation i.V. 
- 1x RJ45 10Base- T/100Base-TX Ethernet LAN mit XPort® TCP/IP ser. COM Konverter
- 1x VGA 15 pol. für ext. Monitor (analog) und int. VGA LCD/TFT Display-Schnittstelle
- 1x PS/2  6 pol. Mini-DIN Anschluss für Standard PC-Tastatur
- xx Freie Steckplätze für analoge MSR- und isolierte E/A-Erweiterungen

Weitere Features sind:
Prog. WatchDog, Power-Fail, Clock-Fail, HALT-Alarm, RTC Echtzeit Uhr, CPU Temperatursensor, Beeper, Echtzeit-Interrupt Controller, Auto-Reset, sowie Boot-Manager für RT-ZBAS Programmierung, CP/M IPL Loader über MEM-Karte, oder Direkt RIO (REMOTE I/O) über seriellen COM-Port.

Einfache & schnelle Integration
Der modulare Aufbau erlaubt eine vielfältige Zuordnung unterschiedlicher, prozeßnaher Systemschnittstellen und ermöglicht eine einfache Integration in eigene MSR-Applikationen. Durch den suksessiven Ausbau mit Erweiterungskarten (Europa-Format) ist das System äußerst variabel und kann mit nur wenigen Handgriffen auf verschiedene Anwendungen zielgenau errichtet werden. Dabei kann SEPIA sowohl eigenständig als Host- Rechner, oder je nach Zuweisung als Endgerät betrieben werden. Einer der Schwerpunkte liegt desshalb in der Verwendung als leicht programmierbarer Feldbus- Slave über Serielle COM oder Ethernet Remote Anbindung. Somit lassen sich alle Baugruppen problemlos fernsteuern und in weitere Programme zur Visualisierung (z.B.: DASYLab®, Profilab-Expert, LabView®, Agilent HP-Vee®, LabWindows®/CVI, MathLab® u.a.) ohne zusätzliche SYS-Treiber komfortabel einbinden. Da im Gegensatz zu anderen IPC, SPS und Remote-I/O Systemen keine spezielle Automatisierungssoftware, oder fremde Betriebssysteme benötigt werden, kann der Anwender über sämtliche Funktionen frei verfügen. Somit unterliegt die Programmgestaltung nicht länger der Begrenzung von produktspezifischen Bausteinen, oder einzubindenden Bibliotheken.

Virenfrei mit SEPIA RT-ZBAS programmieren
In der Grundversion wird neben dem BIOS ein leistungsfähiger Debugger-Monitor für Maschinensprache, sowie ein komfortabler Real-Time BASIC Interpreter mit HDD-Unterstützung startfertig mitgeliefert, sodass man sofort mit der Programmierung beginnen kann. Dazu werden weder Windows, noch andere Betriebssysteme, oder Hochsprachen-Compiler benötigt. Das gesamte Betriebssystem ist samt Boot-Manager bereits im ROM fest integriert. Dadurch wird eine hohe Datensicherheit gewährleistet, da sich dieser spezielle Speicherbereich nicht wie bei anderen Betriebssystemen überschreiben oder manipulieren lässt. Schadsoftware und Viren wie Stuxnet, Flame, DUCU, Trojaner und Würmer haben desshalb keine Chance, da die gesamte SEPIA-Konstruktion nicht x86-konform ist und das Datei/Filemanagement sich grundsätzlich von PCs unterscheidet. Damit ist das SEPIA-System ebenso vor Viren und unerlaubten PC-Zugriffen auf Wechselmedien wie CF/SD-Karten wirksam abgeschirmt.

Energieeffizienz und Sparsamkeit
SEPIA verbraucht wesendlich weniger Energie, als ein herkömmlicher PC. Damit fällt die Wärmeentwicklung ebenfalls günstig aus, so dass auf eine aktive Belüftung im normalen Umfeld verzichtet werden kann. Die Kompaktsteuerung ist in der "Economy" Industrial-Version für 0 ...+70 Grad oder -25 ...+70 Grad Celsius spezifiziert. Die Heavy Industrial-Version ist hingegen für -25 (-40)...+85 Grad Celsius spezifiziert. Das hier verwendete Schaltnetzteil (Einsatz in Verbindung mit Tischgehäusen) ist jedoch bei beiden Varianten "nur" für -25...+70 Grad Celsius zugelassen. Falls höhere Anforderungen bestehen, können wir Ihnen gerne ein spezielles Angebot erstellen. In Höhen ab 2000 m kann sich ggf. eine eingeschränkte Kühlung ergeben, die eine Reduzierung der oberen Betriebstemperatur, sowie Lüftereinsatz erforderlich macht. Für alle Modelle bieten wir entsprechende Lüftereinschübe optional an.

Gehäuse und Baugruppenträger - Versionen
Neben Einzelkomponenten, wird die Grundversion in mehreren Aufbaustufen angeboten: Als 3HE - 63/42 TE komfortables Labor-Tischgerät und 
als Baugruppenträger ohne Gehäuseschale zur Montage als 19 Zoll Rack- Einschub für Europakarten Trägersysteme. Die Trägersysteme können zudem wahlweise mit, oder ohne, Montagewinkel für Schaltschrank- und Wandmontage geliefert werden. Die mit 14 Steckplätzen bestückte Platine nutzt eine Breite von 31,5 cm. Dieser Bus wird gleichermaßen für 84 TE und 63 TE Systeme verwendet. Die Aufteilung der Teil-Frontplatten ist wie folgt festgelegt: 11x 4 TE + 1x 4/6 TE + 1x 12 TE sowie 1x Expandersteckplatz, falls weitere Steckplätze über einen Zusatzbus benötigt werden. Der kleine Bus bietet hingegen 8 Steckplätze und ist zur Montage in 42 TE Baugruppenträgern vorgesehen. Alle Ausbaustufen sind sowohl in der Standard-, als auch in der HEMV (Heavy EMV) Version lieferbar. 

Hoher EMV-Schutz
Die Standardversion kann bei Serverschränken Einsatz finden, die bereits allseits EMV-geschirmt sind. Alle Baugruppen können wahlweise in der HEMV-Version gefertigt werden. Dazu sind die ALU-Frontplatten mit seitlichen Schrimkontakten (auf beiden Seiten) versehen. Die breite 19" Zoll Variante kann zusätzlich mit einem TFT/LCD Farb-Display im Frontbereich ausgestattet werden, um Programmierungen und/oder Eingaben vor Ort zu tätigen, oder Messergebnisse zu visualisieren. In besonderen Fällen können Baugruppenträger vorab schock- und schwinggeprüft werden. Diese entsprechen dann der Norm IEC 60297-3-101 sowie IEEE 1101.1. Ebenso sind auf Wunsch spezielle Baugruppenträger mit extrem hohen EMV-Schutz (Option HEMV) für die Schwerindustrie gem. EN50155, Schiff- oder Bahnanwendungen gem. BN 411002 lieferbar. SEPIA erfüllt die EMV für Industriesteuerungen. Spezielle Zertifikate (bsp. MIL, VG, Medizin IEC 60601-1-2...), oder zertifizierte Tests mit Angaben zur funktionalen Sicherheit sind gegen Aufpreis bei Übernahme der jeweiligen Prüfungskosten möglich.

Time-to-Market
Zeit ist Geld! Das hier mitgelieferte RT-ZBAS ist speziell auf die Automation angepasst und ein ideales Werkzeug, denn man benötigt nur wenige Grundkenntnisse, um bereits nach kurzer Einarbeitung komplexe Abläufe, Steuerungen und Messdaten bei nur minimaler Projektierungszeit zu verarbeiten. Viele Probleme, die früher sehr zeitaufwendig und umständlich in C oder C++ auf PCs gelöst werden mussten, können durch diesen modernen Interpreter blitzschnell mit wenigen Befehlen erledigt werden. Damit macht die Informatik wieder richtig Spass. Wer möchte, kann zudem den Interpreter als Grundmodul erwerben und nach seinen eigenen Vorstellungen selbst ergänzen. Die Bezugsquelle ist: Dr. Hans Hehl.

Flexibilität 
Der SEPIA-Rechner bootet innerhalb einer Sekunde und gibt dabei die wichtigsten Initialisierungen aus. Im Start-Menue wählt man je nach Anwendung ein weiteres Untermenue aus, oder startet gleich den Interpreter. BIOS und Interpreter sind auf größtmögliche Betriebssicherheit und Flexibilität ausgelegt. Der Interpreter ermöglicht zudem einen Kalt- oder Warmstart. So können residente Programme (die sich noch im SRAM der CPU-Karte befinden) selbst nach einem Hardware-RESET gleich gestartet werden. Das hier verwendete Real-Time-BASIC unterstützt neben den HDD-Befehlen zusätzliche Spezialbefehle wie XDELAY, XPOKE, XPEEK, XSEG, XCIN, XCOUT, XGETIME, XGEDATE. Mit dem CALL-Befehl lassen sich zusätzliche Programmroutinen im SRAM aufrufen, oder beispielsweise einen CPU-HALT erzwingen um den Alarm-Ausgang zu testen. Werden zum BASIC zusätzliche Routinen in Maschinensprache programmiert, lassen sich diese gemeinsam mit SAVE abspeichern, sodass sie später wieder mit LOAD in den gleichen Arbeitsspeicher 1:1 zurückgeladen werden. RT-ZBAS Advanced-BASIC enthält zudem sehr genaue, umfangreiche 12-stellige Mathematikfunktionen wie auch fast alle trigonometrischen Funktionen. 

Komplexe Dinge handhabbar machen
Durch die High-Level-Programmierung mit RT-ZBAS Advanced-BASIC konnte das Ziel von leicht programmierbaren Steuerungen sehr praxisgerecht für den Anwender umgesetzt werden. SEPIA bietet zudem eine klare, transparente Struktur (durchgängiges Konzept mit Front-End-Controls) und bietet nicht zuletzt dank Single-Task-Betrieb eine wirklich stabile, sowie hohe Performance bei Echtzeitprozessen. Daher eignet sich SEPIA insbesonders bei kritischen Anwendungen (beispielsweise zur Messdatenerfassung auf Prüfständen, oder zur Kommunikationsübertragung und Datenvorverdichtung an Industriemaschinen).


CPU-Karte, BIOS, I/O Schnittstellen und Bus-Treiber
  Datenblatt / Manual zur Karte

Kurzbeschreibung
Durch Verlagerung vieler I/O- und Grundfunktionen auf umliegende, intelligente Peripherie und Prozessoren (bsp. ATMEL® Risk-Prozessor, x86 Net-Controller, PARALAX® Propeller, diverse CPLD mit integrierten Statmachines) wird der SEPIA- Hauptprozessor entsprechend stark entlastet, so dass selbst bei einer niedrigen Taktung dennoch eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit besteht. Die CPU-Baugruppe kann auch ohne Bus-System mit verschiedenen Quarzoszillatoren bis 8 MHz direkt als SBC betrieben werden. Bei höherer Taktung > 8 MHz werden die Peripherieschnittstellen über einen zuschaltbaren Waitstate-Generator von der Bus-Platine aus gesteuert und ein schneller Zilog® Prozessor verwendet. Die CPU-Taktrate hat keinen Einfluss auf die Baudrate der ser. Kommunikation von Schnittstellen, da diese unabhänig zum Systemtakt aufbereitet wird. DIP-Schalter geben während des Bootens die erste Grundinitialisierung vor. Da für SEPIA selbst keine Treiber verwendet werden, kann durch direktes überladen der Register der entsprechende UART auch für andere Baudraten oder Handshake-Protokolle einfach umprogrammiert werden.

Die SEPIA-CPU wurde für ein Bus-System entworfen, dass einem reduzierten VMEbus für 3HE Europakarten mit 100x160mm Maßen entspricht. Abwärtskompatibel zum legendären ECB-Bus wurden jedoch noch zusätzliche Leitungen in die Schaltung eingebracht, um eine höhere Perfomance und I/O-Flexibilität zu bieten. Um die CPU-Karte bus-fähig zu gestalten, werden u.a. vier Leitungstreiber vom Typ. 74245 verwendet. Der interene Taktoszillator wird für den Stand-alone-Betrieb verwendet. Im Busbetrieb wird hingegen die CPU-Karte über einen externen Master-Clock am CLK-Pin. als Senke angesteuert. Dazu muss künftig ein Jumper ein- gestellt werden, da der Oszillator für die int. RESET-Aufbereitung und zur Initialisierung von weiteren Bauteilen benötigt wird. Durch diese Maßnahme liegen alle weiteren Steckkarten parallel in Phase mit dem Clock-Signal und können zudem bis in den unteren Hz-Bereich getaktet werden, um beispielsweise CPU-Einzelschritte bei der Programmanalyse zu verfolgen. Die CLK-Karte (letzte Steckeinheit rechts am Bus) verfügt zusätzlich über eine variable Terminierung ähnlich SCSI, die bei Industrie-Applikationen immer vorhanden sein sollte, um HF- Reflektionen, Transienten oder Glitches zu verhindern, oder wirksam zu bedämpfen. Ein Übersprechen der Signalleitungen lässt sich z.B. durch Nutzung einer doppelseitigen- oder Multilayer-Bus-Platine, welche über durchgängige HF-Kupferflächen verfügt, am besten vermeiden. Mit diesen, einfachen, schaltungstechnischen Maßnahmen wird bereits eine sehr hohe EMV-Störsicherheit verwirklicht.

Viel Wert wurde zudem auf eine recht aufwendige RESET-Schaltung im CPLD gelegt, um einen sehr sicheren Kaltstart bei zuschalten der Spannungsversorgung, oder bei Bedienung des RESET-Tasters zu gewährleisten. Über einen Watch-Dog (auf der SER-PAR-RTC-Karte enthalten) kann der RESET bei Time-Out erfolgen, da diese Signalleitung auf dem Bus anliegt. Dieses Signal (GND schaltend) kann zudem für eine Meldeleitung Verwendung finden, oder angeschlossene Geräte neu mitinitialisieren (save-mode für Wiederanlauf). Eine LED gibt Auskunft über die erfolgreiche Initialisierung der Karte. Ein kleiner Piezo-Lautsprecher dient als akustisches Quitierungssignal und kann mit dem Befehl XPBELL in Tonhöhe und Tonlänge variiert werden. Daneben gibt es den Befehl BEEP, welcher einen einfachen Ton erzeugt, sowie RINGBELL, welcher zusätzlich den Steuercode 07h (ASCII-Zeichen für BEL) auf COM1 überträgt. Ein im Sockel angebrachter Sensor misst die Temperatur direkt am Chip-Gehäuse mittig unter der CPU. Die Impulsauswertung des Sensors (TMP04) übernimmt dabei der CPLD-Baustein mit einer triggerbaren Statemachine in 50ms Abständen. Zur Messung sind daher nur wenige Codezeilen nötig, um die Temperatur in Grad-Celsius zu berechnen.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM CPU-Temperatur ausgeben
110 CLS 
120 LOCATE 10,5
130 PRINT "CPU-Temperatur = "; : XGETEMP

Die Programmierung der CPU-Karte erfolgt über die frontseitige V24-Schnittstelle, welche als Modem mittels 9pol. SUB-D 1:1 Kabel mit einem  Terminal, PC oder Notebook verbunden wird. Ist am Rechner kein RS232- Anschluss vorhanden, kann ein USB-RS232-Adapter als vituelle COM-Schnittstelle eingesetzt werden. Über entsprechende PC-Terminal-Software wird die CPU-Karte direkt mit RT-ZBAS programmiert. Dazu gibt es verschiedene Terminal-Software (z.T. auch kostenlos) im Internet. Zur seriellen Kommunikation dienen zwei zusätzliche Handshake-Leitungen: RTS und CTS. Mit DIP-Schalter 1+2 lässt sich die Baudrate der Konsole auf 1.200, 9.600, 19.200 oder 115.2 kBaud vor dem Booten einstellen. Die parallele LPT-Schnittstelle (25pol. Buchse) dient als normale Druckerschnittstelle gemäß Centronics® nach IEEE1284. Sie arbeitet beispielsweise als Protokollschnittstelle (ua. mittels Print# -Befehl), womit sich auch das BASIC-Listing oder andere Bildschirmausgaben einfach ausdrucken lassen. Da sich hinter der LPT-Schnittstelle ein PPI-8255 verbirgt, können diese Anschlüsse auch für andere E/A-Aufgaben herangezogen werden.

Ein Diagnose-Tool hilft bei der Prüfung, Kontrolle und Zuordnung von Schnittstellen:

Die systemspezifische Adressvergabe wurde in der MapAll.ASM festgehalten.

SPS Betrieb
Möchte man den Rechner wie eine SPS nutzen, wird im Remote-Betrieb die COM1 Schnittstelle nur mit einem Null-Modem Stecker versehen. So wartet das Boot-Menue nicht mehr auf eine Anwender-Eingabe über die Konsole, sondern kann über die IDE-Schnittstelle direkt eine AUTOBAS Datei von der CF-Karte laden (File 1) und eigenständig starten, so dass das dort hinterlegte Steuerprogramm unverzüglich ausgeführt wird. Diese Start-Funktion ist ebenso nach einem Stromausfall mit Wiederanlauf, einem manuellen RESET, oder nach dem ein WatchDog Time-Out Ereignis stattgefunden hat (= Systemrückstellung), gewährleistet.

Neustart-Phase
Während der Neustart-Routine ermittelt das BIOS den Bestückungsausbau einiger, wichtiger E-/A-Baugruppen und gibt den Status auf den Bildschirm an COM1 aus. Sie informieren den Benutzer darüber, das diese Schaltungen erkannt wurden und ordnungsgemäß funktionieren.

Sicher und stabil 
Um die Stabilität des Systems bereits im Vorfeld zu testen wurden harte Stressprüfungen unter extremen Temperaturen sowie CPU- und Bus- Belastungen bei Übertaktung erfolgreich durchgeführt. Mit dieser Methode lassen sich Schwächen im Konzept und Schaltungsdesign, oder in der Kommunikation sofort aufdecken. Dies soll jedoch nicht Anlass geben, das System, oder die CPU-Karte von Anfang an zu übertakten. Das Timing wurde für 20 MHz Systemtakt mit einem Waitstate für I/O-Controller ausgelegt. Tests beweisen jedoch, das die Schaltung auch mit 20% (24 MHz)  Übertaktung noch einwandfrei funktioniert. 

Anmerkungen zum Extrem-Test
Laut CPU-Datenblatt ist die E-Version für eine Betriebstemperatur von -40 bis +100 Grad Celsius spezifiziert. Die Militär-Version kann noch mehr. Im Test war die gesamte CPU-Karte (-I Version) zwischen -48 und +121 Grad jedoch noch über 10 min. voll funktionstüchtig. Der Test wurde wegen Geruchentwicklung abgebrochen. Die Karte funktioniert weiterhin in meinem Laborrechner zu Testzwecken. Weiterhin wurde ein Kältetest mit der Standard-Version (0...70 Grad C) unternommen. Hier konnte der gesamte Rechner noch bei -32 Grad ohne Ausfälle über mehrere Stunden sicher betrieben werden. Danach wurde das gesamte System auf +91 Grad erhitzt. Dabei fielen zwei Relais aus, da diese lt.Hersteller wohl auch "nur" bis +85 Grad spezifiziert sind. Der Rechner lief problemlos weiter und konnte die ausgefallenen Relais über den jeweiligen Zweitkontakt rückmelden. 

  Z80 CPU Datenblatt (c) byZilog®
  Z80 Dokumentation (c) by Zilog®
  Z80 Funktionsschaltbild (c) by Zilog®
  Z80 undokumentierte Befehle (c) by Sean Young 

 
Grundeinstellung und Betrieb mit Erweiterungen
Eine zweite Erweiterungskarte bietet neben einem WDC + RTC (WatchDog und Echtzeit-Uhr), zusätzlich je einen COM 2 und LPT 2 Port, die der Nutzer frei programmieren kann. Zusätzlich kann das System sukzessiv um weitere Funktionen mit Baugruppen ergänzt werden. Beispielsweise ermöglicht ein IDE-Interface den Zugriff auf Festplatten oder andere, moderne Speichermedien (bsp. SSD, CF, SD...) gem. ATA Spezifikation, um eigene Programme komfortabel abzuspeichern. Eine zusätzliche Netzwerkkarte mit VGA, PS/2 Tastatur- und serieller TTL-COM für LCD-Displays ermöglicht den vollkommen unabhängigen Host-Betrieb. 

NEU: Der neue Boot-Manager übernimmt fortan weitere Start-Optionen. Über die I/O-Adresse 1Bh mit Flag-Bit D7 wird der DIP-Schalter 4 abgelöst. Somit ist der Schalter ab BIOS-Version 4.x jetzt für die Direkt-Remote-Einstellung zuständig. Mit DIP-Schalter 4 = "OFF" wird der Boot-Manager normal gestartet, mit "ON" wird das System unmittelbar in den Remote-I/O-Betrieb überführt. Dies erleichtert die Programmierung, falls externe Programme (bsp. Profilab-Expert, LabVIEW®...) die Programmsteuerung übernehmen und auf weitere Initialisierungen verzichtet werden soll.


Was auch noch möglich ist:
Mit der MEM-Karte werden z.B. größere Programme (oder ggf. CP/M) über die externe 1MB Speicherkarte wie eine virtuelle Floppy ladefähig. Diese Adressleitungen (A16..A19) werden durch ein Segmentregister + BANKEN-Signal auf OUT0 und Bit7 erzeugt. Wer gleich mehrere Programme in der EPROM-Bank ablegen möchte, kann die Umschaltung über dieses Register selbst vornehmen und per Jump-Befehl anschließend aufrufen. Hierzu  sind jedoch spezielle  Fachkenntnisse in der Programmierung von Mikroelektronik erforderlich. Die max. Speichergröße der Karte beträgt 512k x 8 (EPROM) plus 512k x 8 (SRAM), sowie zusätzliche 32k oder wahlweise 128k für das IPL Boot-EPROM, welches nach dem Start ab Adresse 100h wieder ausgeblendet wird. Diese Vorgehensweise ist für spätere Betriebsysteme oder Änderungen (bsp. auf CP/M, ZDOS...) notwendig.

Hier finden Sie einige CP/M-Tools: SEPIA_CPMTOOLS.ZIP nur für CP/M 


SEPIA VG64 A/C Bus-System

Bild: 8 Slot SEPIA-MINI-BUS für 42 TE Baugruppenträger

Bild: 13(14) Slot SEPIA-STANDARD-BUS für 63 TE Laborgehäuse und Baugruppenträger
  Dokumentation / Manual
  SEPIA Bus-Belegung
  Datenblatt: VG64 Buchse
  Datenblatt: VG64 Stecker
  SEPIA-All-MED.GIF

Bus-System
In der Automatisierungstechnik reduziert der Einsatz von Buslösungen nicht nur die aufwendige Verkabelung, sondern erhöht gleichzeitig den Anwenderkomfort, sowie die Betriebssicherheit des gesamten Systems. Dabei tragen Bus-Konzepte mit leicht austauschbaren Komponenten generell zu einer drastischen Reduzierung von Servicezeiten bei. Die richtige Wahl des verwendeten Bus-Systems ist immer von zentraler Bedeutung, denn je nach Konzept kann sie für eine hohe EMV-Störsicherheit und Flexibilität später entscheidend sein. Somit haben wir uns nach vielfachem Abwägen sämtlicher Fakten für einen relativ kostengünstigen  - aber dennoch - kontaktsicheren  64pol. VG-Bus mit 3 HE Europakarten entschieden, um nicht zuletzt die technischen und mechanischen Vorzüge von professionellen 19" Zoll Baugruppenträger und Gehäusen nutzen zu können. Das Grundkonzept aus steckbaren Elektronikkomponenten garantiert einen leichten und schnellen Zugriff auf alle Baugruppen und ermöglicht zudem einen unkomplizierten, frontseitigen Ein-, Aus-, oder Umbau.

Aufbau
Das Grundsystem besteht aus mindestens 3 Einheiten: CPU-Karte, SEPIA-Bus und CLK-Karte. Alle anderen Steckplätze sind individuell für Erweiterungskarten nutzbar. Um eine gut funktionierende Einheit zu bilden, sind neben Netzteil oder Power-Interface weitere Komponenten wie IDE-Karte und RTC-Karte von Vorteil. Kleinere, kostengünstige Remote-I/O-Systeme werden mit dem SEPIA-MINI-BUS und einem EMV-gerechten 42 TE Baugruppenträger realisiert. Diese gibt es neben 63 TE Laborgehäusen ebenso als Einschub-, Wand- oder Schaltschrankgehäuse.

Technik
Damit in einer stark belasteten EM(V)-Umgebung keine unerwünschten Stör-Effekte auftreten, wurde der gesamte Systembus in 6-Lagen Multilayer- Technik entwickelt. Die jeweils obere und untere Schicht besitzt eine durchgängige Kupferfläche, welche die eingebetteten Leiterbahnen wirksam vor elektromagnetischen Störfeldern schützt. Da im Innern der Bus-Platine die jeweils zweite Leiterbahnlage für den A- und C- Bus getrennt verwendet wird, ist zusätzlich eine gute HF-Entkopplung gegen Übersprechen erreicht. Die beiden mittleren Schichten dienen als zusätzliche Trennschirmung, sowie zur Anbindung des CPLD Controllers für Waitstate- und Interrupt-Funktionen. Das Layout wurde für Frequenzen von DC bis 33 MHz ausgelegt. Tests mit verschiedenen Signalen, Impedanzen und Logik-Pegeln zeigen bereits im Vorfeld, dass dieser Bus aus technischer Sicht für weitaus höhere Frequenzen geeignet ist. 

Passiv-Terminierung
Durch den Einsatz von starken Bustreibern mit erhöhter Treiberleistung (auf der CPU-Baugruppe enthalten) ist es dennoch notwendig, Busleitungen am Ende des Busses (auf der CLK-Karte) abzuschließen (zu terminieren). Dadurch werden Bus-Signale leicht bedämpft und ein unzulässig hohes Überschwingen durch Fehlanpassung vermieden. Diese Maßnahme ermöglicht eine hohe Qualität der zu übertragenen Signale, um die Funktionsfähigkeit jeder Baugruppe bei voller Taktung zu gewährleisten.

Sicherheit
Die SEPIA-Bus-Platine beinhaltet eine galvanisch getrennte Shut-Down-Schaltung mittels Optokoppler. Somit kann beipielsweise eine USV-Anlage ihre Meldung an die CPU-Karte weiterleiten und je nach Programmierung laufende Programme oder Daten sichern (Fail-Save). SEPIA selbst kann ebenfalls eine Meldung oder einen RESET für Fremdgeräte über den Bus absetzen. Hierzu sind zwei dig. programmierbare Ausgänge vorgesehen, die beispielsweise ext. Relais oder Optokoppler ansteuern können. Betrachtet man alle Sicherheits-Features wie WatchDog, Temperatursensor, Wiederanlaufschutz, Rückfallebene, Brown-out, Clock-Fail, Power-Fail und Fail-Save..., so erhöhen diese FEMA-Eigenschaften erheblich die gesamte Betriebssicherheit des Systems (siehe: Redundanz).

Waitstate und Interrupt-Matrix
Der Bus beinhaltet je eine Interrupt- und Wait-State-Schaltung. Der Wait-State-Generator kann nach Bedarf über einen DIP-Schalter für I/O, MEM-Memory und M1 mit Clock- Wartezyklen aktiviert werden. Der im CPLD integrierte Echtzeit-Interrupt-Controller bietet der CPU-Karte die Möglichkeit einer vor-vectorisierten Interrupt- verabeitung. Diese Vorgehensweise erhöht die Prozessorleistung bei der Verwaltung, da die suksessive Rückfrage mittels Daisy-Chain über IEI/IEO-Anschlüsse zu den jeweiligen Bus-Einheiten komplett entfallen kann. Jeder Steckplatz besitzt dazu einen nummerierten Kanal, den der Controller auf der I/O-Adresse 0001h abspeichert und gleichzeitig an die CPU in Echtzeit überträgt. Die internen Interruptanforderungen werden in sog. „Interrupt Request Latch Registers“ in Echtzeit zwischengespeichert. Der Anwender kann nun zu jeder Bus-Einheit (falls diese eine Interruptsteuerung unterstützt) eine Verarbeitung für seine Anwendung programmieren. Mit jedem eingehenden Interrupt-Impuls wird nach Durchlauf des Prioritätenencoders das Übergaberegister wieder neu beschrieben (D-Latch). Somit werden immer kürzeste CPU-Reaktionszeiten auf verschiedene Ereignisse in Echtzeit individuell verarbeitet. Bei einem CPU-Clock von 10 MHz liegt die Periodizität unter 2 µs. Dabei werden alle Interrupts bereits ab einer Pulsbreite von 10 ns sicher erfasst und durch einen Impulsformer an die CPU (auf Steckplatz 0) weitergeleitet. Jede Interruptleitung ist auf dem Bus mit einem 2k2 PullUp Widerstand versehen und somit (ähnlich wie bei ISA PC-Karten) für Open-Drain-Ausgänge aktiv low schaltend ausgelegt.

Die DIP-Schalter sind auf der Bus-Platine wie folgt festgelegt:

1=OFF + 2=OFF = 1x I/O Waitzyklus
1=ON  + 2=OFF = 2x I/O Waitzyklen
1=OFF + 2=ON  = 4x I/O Waitzyklen
1=ON  + 2=ON  = 8x I/O Waitzyklen
3=OFF / 3=ON  = 0x oder 2x MEM Waitzyklen
4=OFF / 4=ON  = 0x oder 2x M1 Waitzyklen

Interrupt-Priorität
Die hardwareseitigen Prioritäten sind jetzt wie folgt eingeteilt: Mit ansteigender Bus-Nummer fällt die Interrupt- Priorität. D.h. INT 8 besitzt beispielsweise eine höhere Priorität als INT 12. Die Auswahl bzw. Vorgabe der Priorität erfolgt somit direkt über den verwendeten Karten-Steckplatz. Auf Bus 0 (erster Bus links) ist die CPU-Karte jedoch fest vorgegeben, da dieser Steckplatz schaltungstechnisch als Interrupt-Receiver dient. Die Interupterzeugung arbeitet hier nach dem Verdrängungsprinzip. Beipiel: Wenn zwei Interruptsignale zur absolut gleichen Zeit (auf die Nanosekunde genau) erfolgen, wird das Signal mit höherer Priorität an die CPU-Karte  gesendet. Eine Besonderheit ist die Interruptzuweisung für den externen USV-Eingang. Bei einer positiven Flanke oder Dauerimpuls am Optokoppler-Eingang, wird hierzu der Interrupt 0 zwangsweise erzeugt. Dieser Kanal hat die höchste Priorität und kann beipielsweise für einen Fail-Save dienen, um das Speicherbild vor einer möglichen Spannungsunterbrechung zu sichern. Der Interrupt umgeht dabei intern den Decoder und sperrt die anderen IRQ-Kanäle, damit keine weiteren Unterbrechnungen den Datentransfer gefährden können. Das Register kann auch unabhängig von einem Interrupt ausgelesen werden. Ist beispielsweise nach dem RESET noch kein Interrupt erfolgt, lautet der Inhalt 80h. Nach einem Interrupt wird das Bit 7 gelöscht und der jeweilige Kanal (0..0Fh) in das IRQ-Register übertragen. Tritt noch während der INT-Verarbeitung ein weiterer Interrupt eines Bus-Teilnehmers auf, wird dieser im Register (unabhängig davon, ob die CPU bereit für neue IRQs ist) zwischengespeichert. Diese Maßnahme ermöglicht am Schluss einer ISR-Routine eine nochmalige Nachfrage, ob sich der Zustand des IRQ-Registers inzwischen verändert hat, um so gleich in die nächste ISR-Unterroutine zu springen.

Bild: Steckplatz mit Interrupt-Zuteilung

IRQ, NMI und WDC Anzeigen (CLK-Karte)
Damit andere ECB-Karten zu einem aktuell bestehenden Interrupt keinen unnötigen IRQ absetzen, kann das Signal zusätzlich über den Bus (quasi als Listener) vorgeprüft werden. Dazu wurde die IEO-Leitung mit dem exklusiven CPU-Interrupt verknüpft. Somit werden alle IRQs und der NMI auf dem Bus nun auch über die Master-Clock-Karte mit angezeigt. Da Interrupts sehr schnelle Signale sind, wurde für die gelbe LED-Anzeige zusätzlich ein FlipFlop mit Zeitverzögerung integriert. Da weiterhin das IEI-Bus-Signal durch die komfortable Interruptkaskadierung nicht mehr benötigt wird, wurde hier das WDC-Signal aufgelegt. Diese Schaltung bietet zwei Vorteile: 

1) Andere Karten können den WDC selbst mit auswerten und technische Sicherheitsvorkehrungen treffen (bsp. shutdown, Lastabwurf...) 

2) Das WDC-Signal wird über den Bus zur CLK-Karte übertragen und kann dort angezeigt werden, sowie das zentrale Alarm-Relais 
   (nach Freigabe durch DIP-Schalter) mit auslösen, um ggf. externe Geräte zu informieren bzw. zu schützen (bsp. Not-Aus, Bedienerschutz)


IDE - ATA Interface für HDD und CF-Karten
  Datenblatt / Manual zur Karte

Kurzbeschreibung
Die IDE-Karte stellt die Verbindung zwischen der SEPIA-CPU und einer Speicherkarte als Wechselmedium her. Es können auch größere CF/SD-Karten (bsp. 2, 4 oder 16 GB) verwendet werden. Dabei sind jedoch nur max. 528 MB (netto 504 MB) mittels FAT16 Partition je Laufwerk adressierbar, welche sich wie folgt multiplizieren lässt: 1024 Cylinder * 63 Sectors * 16 Heads * 512 Byte. Die Mindestanforderungen sind jedoch: 255 Cylinder, 63 Sectors und 5 Heads. Da jedes BASIC-Programm immer mit 32KB als kompl. Speicherbild linear abgespeichert wird, können bei 255 low- und 255 high-Cylinder (nur bei EIDE) insgesamt 65280 Programme verwaltet werden. Die max. Anzahl der Verzeichnisse ist nur durch das Speichermedium selbst (CHS-Eintrag von Cylinder High) begrenzt. Programmnamen können bis zu 32 Zeichen enthalten. Im Directory werden zusätzlich Uhrzeit und Datum eingetragen (RTC-Karte muss vorhanden sein). Alle Programme werden ab Nr.1 durchnummeriert (Nummer = Cylinder-Low) und können über diese Nummer später bearbeitet werden. Nr.0 ist für das Directory int. reserviert und enthält die Dateinamen zu den Einträgen. Dies erhöht den Komfort bei der Dateiverwaltung und macht das Directory sehr übersichtlich. Die gesamte Kommunikation erfolgt über insgesamt 9 von 16 I/O-Adressen im unkomplizierten PIO-Mode mit 16-bit Zugriff. Über ein zusätzliches I/O-Register kann ein Soft-RESET das Device neu initialisieren, ohne einen echten RESET durchführen zu müssen. Mit diesem Interface lassen sich normale Datenträger gem. ATA-Spec  verwalten. Es wurden mehrere Lochbilder zur Montage unterschiedlicher SD/CF-Adapter von verschiedenen Herstellern vorgesehen. Der zweite IDE-Steckplatz ist für ein weiteres Medium als Drive Nr.1 (Slave) vorgesehen. Weitere Infos finden Sie z.B. unter: http://www.win.tue.nl/...

Infos zu CP/M  Betrieb nur mit MEM-Karte, min. 64 kB SRAM und SEPIA IPL Urlader möglich:
Unter CP/M 2.2 wird IDE0 als Laufwerk B: und IDE1 als Laufwerk C: geführt. Dabei wird CP/M 2.2 direkt von B: "gebootet". B: und C: besitzen dazu 22 reservierte Sektoren für die entsprechenden Systemspuren. Die Plattengröße bzw. Partition beträgt max. 32 MB für Laufwerk B: und 16 MB für Laufwerk C:. Laufwerk A: ist bereits im BIOS implementiert und kann z.B. durch eine 1 MB SRAM-FLOPPY später eingebunden werden. Alle Laufwerke unterstützen zudem USER 0...15. 

Weitere Info zu CP/M unter: 
http://www.kolter.de/faq21.html
http://www.gaby.de/cpm/manuals/archive/cpm22htm/ch1.htm#Section_1.4.6
http://www.cpm.z80.de/manuals/cpm22-m.pdf

IDE Technik intern
Diese IDE-Karte arbeitet (inkl. der Adressfolge) ähnlich wie bei einem PC-AT ISA-Rechner. Man könnte mit einer anderen Adresslage diese Schaltung auch direkt auf einem ISA-Bus anwenden und dort eine CF-Card bzw. HDD genauso ansteuern wie unter CP/M. Man müsste dazu nur ein kleines Treiber-Programm schreiben, um auf diese Daten zuzugreifen. Die CPU transferiert ihre Daten so schnell sie kann in zwei (von insgesamt 4) 8-bit-Register. Anschließend übernimmt eine Statemachine im CPLD die Steuerung und puffert das 16-bit- Datum synchron in einem zweiten Registersatz, während die CPU weitere Daten an die ersten Register liefert. Dies entkoppelt das CPU-Timing vom IDE-Transfer. Die Statemachine erzeugt dabei CPU-unabhängig das gesamte Timing inkl. Datenfluss auf der IDE-Schnittstelle. Die Ansteurung von Sektoren wird mit den üblichen CHS-Parametern übergeben. Das Timing ist an "schnelle" IDE-Medien angepasst. Uralt-HDDs, oder ultra- langsame CF-Karten, funktionieren hiermit nicht mehr. Genauso können keine reinen DMA/UDMA-Medien verwendet werden, die den PIO-mode 0...6 gem. ATA nicht unterstützen. Wer mehr über die IDE-Schnittstelle und/oder ATA erfahren möchte, schaut bitte hier: http://www.repairfaq.org/filipg/LINK/F_IDE-tech.html

Inbetriebnahme und IDE Zugriff
Mit diesem Interface wurden bereits mehrere Medien positiv getestet und freigegeben. Externe Laufwerke werden über die üblichen HDD- Standard-Kabel (40poliges 1:1 Flachbandkabel) direkt mit dem IDE-Interface verbunden. Da SEPIA intern nur + 5 Volt benötigt, müssen Festplatten mit +12 Volt Anschluss von einem DUAL-Netzteil versorgt werden. Insgesamt können zwei Basis-Adressen über den DIP- Schalter voreingestellt werden. Unser SEPIA-System unterstützt hardware-seitig maximal zwei IDE-Karten mit insgesamt 4 Laufwerken: je 2x als Master und 2x Slave. DIP-Schalter 1=OFF und 2=ON adressiert IDE-Karte 0, DIP-Schalter 1=ON und 2 =ON adressiert IDE-Karte 1. Zwei LEDs auf der ALU- Frontplatte zeigen den Zugriff auf das Speichermedium an. Das SEPIA BIOS unterstützt intern  ein Laufwerk als Master (IDE0-Stecker vorne) und ein Laufwerk als Slave (IDE1-Stecker hinten). Neben CF-Drives und normalen IDE-Festplatten können auch SD, IDE- Flash oder SSD-Festplatten  verwendet werden, solange diese dem ATA-Standard mit PIO-Mode 0...6 entsprechen und FAT Formatiert werden können. Empfehlenswert sind durchweg alle Industrial CF-Karten der Fa. Transcend®, wie TS512MCF100I-P, da diese Performance Medien neben DMA- ebenso den PIO-Mode und Auto-Detect Mode voll unterstützen. 

Erweiterungen mit IDE-Geräten
Wenn kleine 2,5" Notebook Festplatten verwendet werden sollen, ist eine elektr.- mechanische Adaption mittels Trägerplatine notwendig. Die Stromversorgung erfolgt dazu über die Bus-Platine. Die Schnittstelle wird mit einem ca. 15cm langen 40pol. HDD-Kabel verbunden. Der Einschub hat eine Breite von 8TE (8x 5,08mm = 40,6mm) und eignet sich zum Einbau vor dem int. Bus-CPLD, da diese Lücke exakt 8TE beträgt. 

Möchte man anstatt einer Festplatte (nur als Master möglich) lieber eine SD-Memory Karte als Slave-Laufwerk verwenden, reichen bereits 4TE für den Einbau aus. (siehe Bild)

Künftig werden noch zusätzliche 3HE-Einschubkarten zur Aufnahme von weiteren Festplatten angeboten. Diese mech. Adapter-Karten verwenden eine 1,5 mm dicke Aluminiumplatte anstatt der Leiterplatte und weisen verschiedene Lochbilder für div. Winkelbleche auf. Damit ist gewährleistet, daß auch künftige IDE SSD / CF / SD... Adapter von unterschiedlichen Herstellern in das System integriert werden können. 

Spezielle Frontblenden in Aluminium im typ. SEPIA-Design runden das Gesamtbild auf. Je nach DIN-Norm oder Kundenanforderung werden für den industriegerechten Einbau entsprechende Zwischenelemente aus Gummi zur Schock- bzw.  Vibrationsdämpfung mit unterschiedlichen Shore-Härten verwendet. Da wir über eine hauseigene, programmierbare Vibrations-Testanlage (bis zu 25 kg Prüfgewicht) verfügen, können wir diese Prüfungen individuell vornehmen und entsprechend nach DIN u.a. verschiedenen Prüfschärfen im Vorfeld auch nach Kundenwunsch testen.

Jetzt auch mit SATA - Adapter
Der Zugriff auf SATA-Festplatten (z.B.: Seagate® Baracuda 7200.7) ist jetzt ebenso möglich, jedoch müssen Festplatte und IDE-Konverter den PIO-Mode auch wirklich unterstützen und slave-fähig sein. Ein Adapter der Firma Conrad® Electronic ist hierzu in der Lage: siehe Bestellnummer: 974497-62. Die Stromversorgung muss jedoch von einem PC-Netzteil übernommen werden, da diese Festplatten zusätzlich 12 Volt benötigen. Weitere Infos zu SATA und IDE Konverter unter: http://www.topfield-europe.com...


(c) Foto: Fa. Conrad. IDE-Adapter mit SATA-Festplatte
CF-Karten und SD-Konverter
Zwei weitere IDE-Adapter konnten jetzt erfolgreich getestet werden. Gleiches gilt für den Einsatz mit SD- und CF-Card-Adaptern. Auch hier konnten zwei verschiedene IDE-Adapter mit SD-Karten problemlos genutzt werden. Positiv verlief ebenso ein Adaptertest der Fa. DELOCK, mit dem sämtliche CF/SD Speicherkarten auf Anhieb funktionierten. Zugriffsprobleme gibt es hingegen mit speziellen Konvertern, welcher lediglich den DMA/UDMA Mode unterstützen. Dabei wurde festgestellt, dass jene Adapter betroffen sind, die den FC1306 Controller verwenden. Dieser IDE-Chip birgt offensichtlich noch einen Fehler in der Programmierung der CHS-Parameter. Da der IDE-Controller von SEPIA ausschließlich im PIO-Mode arbeitet (True ATA IDE-Mode), werden Speicherkarten und Festplatten, welche ausschließlich DMA oder UDMA bereitstellen, folgerichtig nicht erkannt. Dies gilt auch für uralte Festplatten, die mit dem schnellen Timing von SEPIA nicht mithalten können. Zudem muss der IDE SD-Adapter slave-fähig sein (über Jumper umschaltbar). Alle SD-Konverter mit PS3002 Controller haben damit i.d.R. keine Probleme.

Neu: Es gibt nun doch CF-SD-Card Adapter die den PIO-Mode jetzt voll unterstützen. Tests zeigten, das eine herkömmliche 4 GB SD-Karte im CF-Konverter neben SEPIA-BASIC auch unter CP/M funktioniert. Als Laufwerk C: lassen sich nach FORMATL insgesamt 15 MB adressieren.


Bild: CF-SD-Adapter für SEPIA. Nur die rote Version unterstützt den PIO-Mode !
(da hat wohl jemand unseren Artikel gelesen ;-)

Festplatten, SSD und PIO-Mode
Die hier verwendeten Massenspeicher sollten min. 5 MB/s oder PIO-Mode 3, Wear Leveling, sowie die ECC-Fehlerkorrektur unterstützen zum Beispiel CF150 von Transcend®. Da betagte 3.5" Zoll Festplatten sehr groß sind und viel Strom verbrauchen (extra +12 Volt Spannungsversorgung), Geräusche verursachen, anfällig für Head-Crashs sind und i.d.R. eine immense Hitze entwickeln, sollte man auf diese Technologie besser ganz verzichten, zumal der gemischte Betrieb von CF/SD mit HDDs auf Grund des verschiedenen Timings nicht empfehlenswert ist. Der kleine Temperaturbereich bei Festplatten von typ. 5..55 Grad Celsius ist ein weiterer Grund, diese Medien in der industriellen Automation nicht mehr zu verwenden. CF/SD-Karten und Flash-Module sind in diesem Umfeld die bessere Wahl, da wesentlich schneller, relativ unempfindlich, leicht  austauschbar und stromsparend. Speicherkarten werden zudem für den erweiterten Temperaturbereich von -25(-40)°C bis +85°C angeboten.

Folgende Medien sind auf SEPIA uneingeschränkt einsetzbar:



(sowie weitere CF-/SD-Karten verschiedener Hersteller)

Robuste Ladehilfe für CF-Karte
Für die CF- Speicherkarte gibt es optional zum IDE-Interface eine spezielle Ladehilfe aus ALU-Vollmaterial, welche ein Verkanten verhindert und zudem bei starken mechanischen Vibrationen für einen sicheren Sitz der Speicherkarte im Ladeschacht sorgt. Damit ist SEPIA nun auch für mobile Anwendungen unter schwierigen Bedingungen (bsp. KFZ und Bahntechnik) voll einsatzbereit.

SEPIA inkl. HDD-OS (mini BDOS)
Flash-, CF- und SD-Karten werden im SEPIA RT-ZBAS mit folgenden Befehlen unterstützt:

- DIR...... Directory anzeigen
- ERASE.... Programm löschen
- LOAD..... Programm laden
- LOADGO... Befehl läd über Nummer eine Datei und startet das Programm*
- SAVE..... Programm abspeichern
- RENAME... Dateiname umbenennen
- RESET.... Befehl stetzt die IDE-Schnittstelle und alle Drives zurück
- DRIVE0... 0 schaltet Drive auf Master um
- DRIVE1... 1 schaltet Drive auf Slave um
- DRIVES... Scan IDE-Ports, ob Master und Slave im System vorhanden sind
- DRIVET... Interner Test
- DRIVEP... Festplatte parken (sleep-mode)
- XROOT.... Eingabe gefolgt von Verzeichnisnummer (0..255)  0 = Root

* Mit LOADGO(x) können auch mehrere Dateien abwechselnd vom Medium geladen und gestartet werden. Somit lassen sich mehrere Programme über eine eigene Menuestruktur verwalten, oder ggf. auch größere Programme in mehrere, kleine Unterprogramme zerlegen, die dann je nach Bedarf nachgeladen werden.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Beispiel fuer LOADGO(&xx)
110 CLS : LOCATE 2,3
120 PRINT " Menue mit Unterprogrammen "
130 PRINT " 1 - MASTER-SLAVE          "
140 PRINT " 2 - ZIDE6                 "
150 PRINT " 3 - RELAIS TEST           "
200 :
210 INPUT W$
220 ON VAL(W$) GOTO 260,270,280
230 :
260 LOADGO(&06) : REM Starte Dateinummer
270 LOADGO(&04) : REM Starte Dateinummer
280 LOADGO(&15) : REM Starte Dateinummer

Im SEPIA-MENUE des Debuggers werden zusätzlich noch weitere IDE-Funktionen angeboten:

IDE Editor
- V... Laufwerk wechseln (Master / Slave umschalten)
- I... IDENTIFY (ASCII & Hex-Dump der Festplatteneinträge)
- M... MBR auslesen (Master-Boot-Record Hex-Dump lesen)
- E... Error/Status (CHS Werte, Error und Status-Register auslesen)
- X... Drive INIT
- Y... IDE-RESET
- Q... Sektor lesen, in RAM ablegen und anzeigen
- R... Sektoren lesen
- T... Sektoren schreiben
- O... Sektoren überschreiben
- D... Directory lesen
- J... Verzeichnisnummer? (neue Eingabe in Hex 00-FF)
- F... FORMAT (VORSICHT: aktuelles Verzeichnis formatieren)
- N... DIR-Einträge löschen und ändern
- L... Datei laden
- P... Programm starten
- S... Datei speichern
- H... Hardcopy EIN/AUS
- Z... Zurück zum Debugger
<Esc> = Neustart, K = Kaltstart, W = Warmstart

Die BASIC-RAM-Bereiche und Programme in Maschinensprache können beliebig abgespeichert oder geladen werden. Die Directory-Struktur, welche ursprünglich auf FAT aufbaute, unterstützt je Medium insgesamt 255 Dateien, welche ab Cylinder 01 - aufsteigend - mit je 32 KB den gesamten RAM-Inhalt abspeichert. Damit belegt jedes BASIC- Programm (unabhängig seiner tatsächlichen Größe) einen, durchnummerierten Cylinder. Diese Methode bietet gleich mehrere Vorteile für den Anwender:

- keine Verschachtelung über mehrere Sektoren oder Cylinder hinweg (weniger Op-codes)
- linearer Dateiaufbau mit exaktem RAM-Speicherabbild
- einfache und schnelle Formatierung
- sehr kurze, gleichmäßige Speicher- und Ladeszeiten (mit CF/SD-Karten, oder SSD)
- keine Defragmentation nötig
- schnelle Directory-Ausgaben beim DIR-Befehl

Einstellbare Waitstates und Start-Up-Delay bei langsamen HDD Festplatten
SEPIA wurde für den Einsatz mit schnellen Medien optimiert. Damit, wenn man nur CF-Karten verwendet, keine unnötige Wartezeit beim Booten verbringt, ist die BootUp-Time jetzt mit einem DIP-Schalter (3) auf der IDE-Karte einstellbar. HDD-Festplatten müssen im Vergleich zu CF und SD-Karten erst auf Drehzahl kommen bevor man auf das Device zugreifen kann. Diese Zeit liegt je nach Speichermedium bei einigen Sekunden. Sie kann jedoch bei CF- o. SD-Karten entfallen, da hier keine mechanischen Teile bewegt werden müssen. Somit schaltet man auf der IDE-Karte bei Festplatten-Betrieb DIP-SW.3 einfach auf "OFF".

SSD o.k. keine Probleme

Normale HDD, recht langsam

SSD-Laufwerke (Solid State Drives) nutzen die Flash-Speichertechnologie und bieten hohe Übertragungsraten (Lese-/Schreibgeschwindigkeiten). Diese "Laufwerke" enthalten keine beweglichen Teile, sodass sie im laufenden Betrieb wenig Energie verbrauchen und geräuschlos arbeiten. Durch ihren Aufbau sind diese Medien recht stoß- und erschütterungsfest, sodass sie auch in problematischen Umgebungen (im Gegensatz zu herkömmlichen Festplatten) gut eingesetzt werden können.

Zur weiteren Diagnose wurden jetzt noch weitere Signale an das CPLD geführt und zur Abfrage auf Register 7Fh in das BIOS eingebunden. Mit DIP-SW3= OFF wird gleichzeitig der langsamste PIO-Mode 0 mit ~600ns Zykluszeit aktiviert. DIP-Schalter SW4 hat noch keine Verwendung. Die DIP-Schalter sind auf der IDE-Karte wie folgt festgelegt:

1=OFF/ON = Basisadresee 070h / 080h                 OFF = default
2=OFF/ON = Verwendung für werksinterne Diagnosen    ON  = default
3=OFF/ON = HDD BootUp-Time EIN / AUS                ON  = default
4=OFF/ON = z.b.V.                                   OFF = default

IDE mal ganz einfach: Diagnose mittels BASIC-Programm

Die "AUTOBAS"  Startdatei im Hauptverzeichnis (Root)
Eine Besonderheit kommt der ersten Datei auf dem Datenträger (Drive0) zu, denn sie kann ähnlich einer .bat Batch-Datei ein BASIC-Programm 
direkt nach einem RESET ausführen, ohne weitere Benutzereingaben zu tätigen. Dazu muss das Programm zwingend unter dem Namen AUTOBAS in Großbuchstaben als Datei 01 abgespeichert sein. SEPIA prüft während des bootens, ob die IDE-Karte nebst Speichermedium (IDE0) und diese Datei vorhanden sind. Falls ja, wird das Programm unmittelbar vom System geladen und im SEPIA RT-ZBAS - Interpreter gestartet. Das AUTOBAS BASIC-Programm ermöglicht somit ein Wiederanlauf von individuellen Programmen, beispielsweise nach einem Stromausfall. Mit LOADGO können ebenso weitere Programme aus AUTOBAS heraus gestartet werden, sowie COM-Schnittstellen und/oder I/O-Ports neu initialisiert werden. Bei der Nutzung von AUTOBAS gilt die Verwendung des WDC (WatchDog) zu berücksichtigen. Auch hier wird bei einem RESET die AUTOBAS-Datei automatisch geladen und gestartet. 

Da in AUTOBAS der gesamte Befehlsvorrat des BASIC-Interpreters verwendet werden kann, sind ebenso Protokollausgaben z.B. auf einem Drucker möglich, welcher dann Zeit, Datum, sowie andere Angaben zu diesem Ereignis schriftlich festhält. Mit AUTOBAS lässt sich ebenso leicht eine Anlaufverzögerung (siehe XDELAY Befehl), oder zusätzliche Abfragen (bsp. Optokoppler-Input = 1 wenn Pumpe = AN...) programmieren. Wird keine AUTOBAS Datei abgespeichert, startet SEPIA das ursprüngliche Standard-Menue (Boot-Manager) zur Abfrage weiterer Benutzereingaben.

Weitere Bilder:
IDE-Karte mit zwei CF-Karten bestückt
IDE-HDD Adapter für 2,5" Festplatte
PCMCIA - Adapter für frontseitige CF-Karte
SATA-IDE-Adapter für SATA-HDD an IDE-Port
CF-IDE-Adapter für frontseitigen Einbau


Ethernet-Netzwerk, VGA, PS/2- und LCD-Interface
  Datenblatt / Manual zur Karte

Kurzbeschreibung
Das Netzwerk-VGA-Interface beinhaltet mehrere Funktionen auf einer Karte. Die Kommunikation erfolgt über zwei serielle COM-Schnittstellen, die wahlweise kombiniert werden können. So kann die Tastaturschnittstelle mit dem int./ext. LCD-Anschluss beispielsweise als COM1 verschaltet werden, wenn zuvor auf der CPU-Karte die COM1 (Konsole) zur COM3 entsprechend umgeleitet wurde. Damit wird SEPIA automatisch als Host-PC nutzbar. Wer diese Funktion lieber über den Ethernet-Anschluss nutzen möchte, kann dies durch umschalten des DIP-Schalters ebenfalls nach o.g. Muster zuweisen. Die serielle Schnittstelle steht in diesem Fall als virtueller COM Port auf einem Windows-PC bereit (per Redirect-Software), so dass die Daten über Ethernet getunnelt werden, ohne die Anwendung extra anpassen zu müssen. Die Karte stellt dem System quasi ein komplettes, serielles Terminal zur Verfügung, so dass alle Daten von der Konsole mit maximaler Baudrate verarbeitet werden können. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Verzögerungen im System für die Ein-/Ausgabe von Zeichen entstehen, oder wertvoller RAM-Speicher für den Bildinhalt verschwendet wird. Gleichzeitig kann mit der variablen Zuweisung von COM-Kanälen eine größtmögliche Flexibilität erreicht werden, um serielle Daten auf anderen Schnittstellen umzulenken.

VGA-Standard-Anschluss
Nutzt man den VGA-Anschluss, kann die Programmierung unmittelbar am SEPIA-System ohne weitere Hilfsmittel erfolgen (wie bereits erwähnt: Host-Mode auf COM1). Die reine Textausgabe erfolgt mit 80 x 36 Zeichen bei 640 x 480 Pixel, so dass jeder herkömmliche VGA-Monitor mit 15pol.HD-Anschluss verwendet werden kann. Für die Terminalemulation wird ein separater 160 MIPS 8x 32-Bit-Prozessor von Parallax® verwendet, damit der Hauptprozessor vollständig entlastet wird und ein schnelles positionieren von Zeichen, oder scrollen von Textblöcken erfolgt. Da der VGA-Prozessor einen eigenen Bildspeicher nutzt, werden dem Hauptsystem keine weiteren Ressoucen entnommen. Zur Programmierung der jeweils 10 Textfarben (im VGA-Text-Mode) wurden folgende BASIC-Befehle erweitert:

XTCOLOR V,H    ; Textfarben 0..9 setzen, V = Vordergrund, H = Hintergrund
XRSTCOL        ; Alle Farben rücksetzen, org. Boot-Ausgabe Weiß auf Blau
XINVERT        ; Textfarben V und H invertieren (rücksetzen mit XRSTCOL)

und Zusätzlich:
XSTSON         ; blendet serielle Terminal-Einstellungen der VGA-Karte ein
XSTSOFF        ; und wieder aus

Grafik auf VGA-Monitor
Die Ausgabe von einfachen Diagrammen und Kurven erfolgt über einen gesonderten VGA-Mode mit 640x240 Pixel in 2 von 64 Farben. Die Übergabe von Farben erfolgt byte-weise, die von X-Y-Koordinaten mit 16 Bit. SEPIA konvertiert diese Daten intern in kurze Text-Strings mit ESC-Sequenzen um, welche der Prozessor dann für den VGA-Bildspeicher aufbereitet. Damit die Programmierung für den Anwender möglichst übersichtlich bleibt, wurden dazu folgende Advanced-Befehle erweitert:

XGRON                 ; schaltet VGA-Monitor in den Grafik-Mode
XGROFF                ; schaltet VGA-Monitor wieder in den Text-Mode zurück
XGRESCOL              ; setzt die Farbpalette zurück (Originalzustand)
XGRCLS                ; löscht die gesamte Grafik bzw. kompletten Bildinhalt
XGRSTCOL V,H          ; legt Vordergrund-Farbe und Hintergrund-Farbe fest
XGRTEST               ; erzeugt ein statisches Testbild mit Farbbalken
XGRPSET X,Y           ; zeichnet einen Pixel an der Koordinate X,Y 
XGRLINE X1,Y1,X2,Y2   ; zeichnet eine Linie von X1,Y1 nach X2,Y2

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM VGA-Testbild
110 XGRON             : REM Umschalten in Grafik-Mode 
120 XGRTEST           : REM Testbild mit Farbtreppe generieren
130 XDELAY(50000)     : REM Warten
140 XPBELL 255,255    : REM Beep ausgeben 
150 XGROFF            : REM Wieder in Text-Mode umschalten

LCD-Anschluss (seriell) 
In Gegenrichtung zur Tastatur werden Bildschirmausgaben der Konsole u.a. auf TxD als TTL-Signal erzeugt, um ein serielles LCD Grafik-Display zu steuern. Die Baudrate beträgt 115.200 kBaud. Ein Steckverbinder mit 2,0 mm Rastermaß ermöglicht den Anschluss über Flachbandkabel, um int. oder ext. Anzeigen zu bedienen. So können kleinere Displays beispielsweise fest in die Frontplatte des 19" Systems integriert werden. Hierzu empfiehlt sich der Einsatz von 84 TE Baugruppenträger.

VGA & LCD im (seriellen) Parallelbetrieb 
Nutzt man den VGA-Anschluss zur direkten BASIC-Programmierung im Host-Betrieb, kann das LCD-Display parallel betrieben werden. Die Programmierung des Display erfolgt i.d.R. mittels spezieller ESC-Sequenzen die der jeweilige Display-Hersteller vorgibt.

NEU: VGA-Extended
Diese Variante erlaubt einen zusätzlichen Monitor (VGA 2) anzuschließen. Dazu bietet die NET-Extended Karte mittels 16 pol. Stecker in Kombination mit einer Zusatzplatine (DC/DC-Wandler mit VGA-Verstärker) alle notwendigen Signale. Die Versorgung kann dauerhaft 400 mA bei 12 Volt liefern (kurzzeitig 750 mA, 9 Watt), um beispielesweise 12 Volt LCD/TFT-Displays direkt an 5 Volt zu betreiben. Ausgleichwiderstände verteilen die Ströme zu gleichen Teilen auf bis zu 3 DC/DC-Wandler. Der VGA-Verstärker erlaubt einen gleichzeitigen und  störungsfreien Parallelbetrieb mit zwei analogen VGA-Ports: z.B. int. 7" Display + ext. Monitor.


Bild: NET - VGA Extended mit Anschluss für ext. ZVGA-ADAP Platine

NEU: 7" Zoll LCD/TFT VGA-Display (mit LED back-light)
Das neue VGA-Display wird betriebsfertig mit einer 3HE 40TE ALU-Frontplatte geliefert. Auf der Rückseite befindet sich eine weitere Adapterplatine, welche die Signale von der VGA-Extended-Karte aufbereitet und die Stromversorgung von 5 Volt DC auf 12 Volt DC anhebt.


7" Zoll (17,78 cm Diagonal) LCD TFT VGA-Display auf 40 TE ALU-Platte, zur Montage in 3 HE 19" Gehäuse
Daten: Physik. Auflösung 800 x 480 Pixel, Farben 16.7M, Helligkeit: 250 cd/m2, Kontrast: 500:1
Betriebstemperatur: -25 ~ +75 °C, Betrachtungswinkel (h/v): 140 ° / 120 °
Hintergrundbeleuchtung / Lebensdauer: LED / typ. 20.000 Stunden
Verbrauch ~4 Watt, Lieferung inkl. OSD IR-Fernbedienung
(kann auch für andere Systeme mit VGA-Port verwendet werden)

Tastatur-Anschluss für Standard PC-Tastaturen
Als Tastatur-Prozessor dient ein ATMEL® ATTiny85 Chip, der die spez. PS/2 - Scancodes in einen seriellen Datenstrom mit 115.2 kBd nach ASCII umwandelt. Der umfangreiche ASCII-Zeichensatz unterstützt sowohl deutsche Umlaute, als auch spez. Zeichen aus dem US / Engl.- Zeichensatz (bsp.: \ [ ] ~ ), sowie vorbelegte F-Tasten mit häufig genutzten Befehlen. Tastaturen mit USB-Anschluss können nur über entsprechende Adapter angeschlossen werden, wenn sie lt. Hersteller als "Combo Tastatur" ausgeschrieben sind. Diese Tastaturen unterstützen demnach beide Modi: USB und PS/2. Sie können über passive USB-Adapter an PS/2-Anschlüssen direkt betrieben werden.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Tastatur ASCII-Zeichencode anzeigen
110 CLS
120 LOCATE 2,2
130 B = ASC(INKEY$)
140 PRINT "ZEICHEN "; CHR$(B); "  DEZ.:";B
150 IF B = 5 THEN STOP ELSE GOTO 130

Ethernet-Anschluss (mit Treiber für Windows®)
Der Ethernet -Netzwerkanschluss (LAN) unterstützt 10Base-T und 100Base-TX mit "Auto-Sensing" über einen RJ45 Connector als virtuellen Port, sodass die serielle COM-Verbindung weit entfernt über ein Netzwerk (bsp. Intranet) stattfinden kann (Fernwirken). Der hier verwendete Server nutzt die Protokolle TCP/IP, UDP/IP, ARP, ICMP, SNMP, TFTP, Telnet, DHCP, BOOTP, HTTP, und AutoIP auf Basis eines SoC Network - Processors (Enhanced 16-bit, x86 CPU). Der XPort® Netzzugang kann mit einem Passwort, oder optional mit einer 256-bit Verschlüsselung nach AES Rijndael Encryption geschützt werden. Die Konfiguration erfolgt über einen Web-Browser und einer mitgelieferten Windows-Software für den Host-Rechner, welcher mit SEPIA über die LAN-Netzwerkleitung als Client verbunden werden soll. Da die individuelle Zuweisung der COM-Schnittstellen durch den Anwender erfolgt, kann die Ethernet-Anbindung als Programmierschnittstelle, oder als Standard-Port mit MODEM-Funktion verwendet werden. Realisierbar sind ebenso Konfigurationen, die gleichzeitig beide Kommunikationswege in einem System nutzen. Damit werden beispielsweise alle Ein.- und Ausgaben der Konsole via Ethernet als "Programmable Remote I/O" fernsteuerbar. Ein BASIC-Programm kann ebenso als "Macro" eingesetzt werden. Mit dieser simplen Methode lassen sich ganz individuell neue Sub-Befehle für die Kommunikation zwischen Ethernet und beispielsweise einer Steuereinheit herstellen.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 DIM A$(80)        : REM Ethernet -> Konsole
110 A$ = XSTRIN$(6)   : REM lese String auf Ethernet-Anschluss COM6
120 Print A$          : REM nach <CR> den String auf Konsole (COM1) ausgeben
- - -
100 DIM A$(10)        : REM Konsole -> Ethernet
110 A$ = "Hallo..."   : REM Zeichenkette nach A$
120 XSTROUT(6),A$     : REM String in A$ auf COM6 Ethernet-Anschluss senden

Vernetzung mehrerer SEPIA-Einheiten (max. 255)
Sollen mehrere SEPIA-Rechner über einen Windows-PC-Rechner verwaltet werden, so kann jede Ethernet- Schnittstelle als COM-Port in andere Programmiersprachen bequem eingebunden werden, da die serielle Kommunikation wie eine RS232 anzusprechen gilt. Damit Windows den jeweiligen COM-Port erkennt, erfolgt der Datenverkehr über einen Re-Director-Treiber. Hiermit lassen sich bis zu 255 virtuelle COM-Ports (abzügl. der bereits verwendeten COM-Schnittstellen) im System erweitern. Wenn man bedenkt, dass SEPIA in der maximalen Ausbaustufe bereits 352 dig. Kanäle bietet, werden selbst Großprojekte mit tausenden Kanälen plötzlich ganz klein. Den Treiber kann man beim Hersteller Lantronix runterladen: http://www.lantronix.com

  Info zum XPort® Modul
  XPort® Konfiguration

Zu XPort® kann man die IP-Adresse fest, oder automatisch zuordnen lassen. Alle Eingaben (betreffend dem XPort-Modul) werden über eine HTML- Maske mit dem Bowser als Editor vorgenommen. Hier lassen sich auch Sub-Net-Adresse, UDP/TCP-Port und weitere Parameter zur Netzwerkverbindung bequem verändern. Ebenso kann die Eingabe über ein Passwort gegen unbefugten Zugriff geschützt werden. XPort® ist zusätzlich in der Lage, eine EMail abzusetzen. Hierzu müssen dann noch weitere Angaben zum Provider eingetragen werden.
Weitere Info, siehe: http://www.heise.de/ct/artikel/Bruecken-bauen-289414.html


1 MB EPROM / SRAM - Erweiterung
  Datenblatt / Manual zur Karte

Kurzbeschreibung
Die MEM-Karte erweitert den Memory-Bereich der CPU-Karte für speicherintensive Anwendungen, oder um andere Betriebssysteme einzubinden. Dazu besitzt diese Karte ein Boot-EPROM vom Typ. 27256/27512 bzw. wahlweise einen FLASH-Speicher. Als Speicher-Memory können EPROMs von 128k x 8 bis max. 512k x 8 und SRAMs von 32k x 8 bis 512k x 8 verwendet werden. Zur Adressierung der unterschiedlichen Speicher werden Steckbrücken verwendet, die der aktuellen IC-Bestückung entsprechen. DIP-Schalter teilen zudem der CPU-Karte auf Anfrage die eigene Grundeinstellung (I/O-READ auf 0003) mit. Die max. Ausbaustufe beträgt insgesamt 1MB. Eine Mischbestückung von SRAM und EPROMs oder FLASH-Prom ist ebenso möglich.

RAM Speicher mit weiteren 64k Segmenten (nur unter RT-ZBAS nutzbar)
Damit das SEPIA RT-ZBAS auf den erweiterten Speicher zugreifen kann, wurde zusätzlich eine kleine MMU in das MEM-CPLD integriert. Sie ermöglicht eine Segmentadressierung mit 16k-Pages zu je 4 Blöcken pro 64k Segment. Die Speicherverwaltung wird über die I/O-Adresse 0000h direkt gesteuert. Hier wurden neben den Adressleitungen A16...A19 und BANKEN ein PG0-Bit und PG1-Bit für das Mapping erweitert, welche vier 16k- Pages je nach Bedarf in den Speicher einblendet (umschaltet). Der Grund für diese Maßnahme war, dass man größere Datenmengen (z.B. Messdaten) nicht in das eigene BASIC-RAM ablegt, sondern in einen weiteren Schattenspeicher, welcher genügend Platz bietet. Ein weiterer Vorteil bietet sich dadurch, dass man wichtige Daten (ähnl. wie bei einer SPS) aus dem laufenden BASIC-Programm permanent zwischenspeichern kann, sodass man diese Ergebnisse selbst nach einem Stromausfall wieder über ein Programm in den Hauptspeicher rückladen kann. Diese Funktionen sind jedoch nur mit Puffer-Akku möglich und muss technisch im Quell-Programm berücksichtigt werden.

Damit der Programmierer sich nicht um die lästige Umschaltung der einzelnen Pages kümmern muss, wurden im SEPIA RT-ZBAS zwei weitere Befehle integriert: „XPOKE“ und „XPEEK“. Hiermit lassen sich direkt 64k Schreib- und Leseoperationen je Segment komfortabel handhaben. Die Segementumschaltung erfolgt zuvor über den Sonderbefehl: „XSEG 1...15“.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 CLS : LOCATE 2,2
110 PRINT "SEPIA SRAM & MEM-CHECK 32/512/1MB "
120 PRINT "================================= "
130 PRINT
140 POKE (&F000),&A5
150 B = PEEK(&F000)
160 IF B = (&A5) THEN PRINT "32 KB Programmspeicher o.k."
170 PRINT
200 :
210 FOR X = 1 TO 15
220 XSEG(X)
230 XPOKE (&F000),&A5
240 B = XPEEK(&F000)
250 IF B = (&A5) THEN PRINT "Test 64k Segment ";X
260 NEXT X

Weitere Hintergrundinformationen finden Sie unter: http://www.netzmafia.de/skripten/bs/bs3.html#3.2


IPL Urlader, Bootstrap... 
Um einen Bootloader zu aktivieren, wird DIP-SW4 auf der CPU-Karte auf OFF gestellt und der 2.te DIP-SW1 (auf der Memory-Karte) auf ON. Damit sind die Vorkehrungen für das automatische Hochladen des Monitors bzw. BIOS oder OS gegeben, welcher anschließend die Umschaltung des RAMs (von 08000-0FFFFh nach 00000-0FFFFh) vornimmt und dabei das Boot-EPROM (CPU-Karte) bei Zugriff auf Adresse 07FFF ganz abschaltet. Diese einfache Maßnahme ermöglicht ein nachladen von Programmen, oder von BIOS-angepassten Betriebssystemen wie beispielsweise CP/M 2.2 in den 64k Hauptspeicher der MEM-Karte. Optional kann SEPIA mit CP/M® maximal 3 Laufwerke verwalten. Auf A: kann beispielsweise eine zusätzliche 1 MB RAM-DISK, auf B: (32MB) und C: (16MB) je eine HDD als Partition eingerichtet werden. Zusätzlich können sich USER 0..15 diesen Speicher ähnlich wie bei Benutzerkonten oder Sub-Verzeichnissen teilen. CP/M®  wurde hier lediglich zu Kompatibilitätszwecken auf SEPIA geprüft und ist nicht Teil des Lieferumfangs. Diese Testvariante soll nur die Funktionsvielfalt aufzeigen und zu weiteren Entwicklungen anregen. Die Memory-Map entspricht dabei in etwa dem Model: KAYPRO CP/M-Computer. 

NEU: Boot-Manager
Das SEPIA-BASIC-ROM verfügt ab BIOS Version 4.0 über einen neuen Boot-Manager. Über das erste Boot-Menue (n.d. Einschalten) kann künftig mit Taste "C" ein weiterer Urlader auf der MEM-Karte gestartet werden, falls ein min. 64 kB großes SRAM auf der Karte bestückt ist. Enthalten die im zweiten EPROM hinterlegten Daten den SEPIA IPL CP/M-loader, wird das Betriebssystem ab Adresse 0 neu gestartet. Der Start-Vector wird im CPLD der CPU-Karte auf I/O-Adresse 1Bh DATA-Bit 0 so lange zwischengespeichert, bis eine Spannungsunterbrechung (kompl. abschalten des Rechners) das Boot-Flag zurücksetzt oder ein Programm das Flag überschreibt. Verschiedene Utility-Programme (CP/M) können beispielsweise einen echten Hardware-Reset auslösen, oder den Boot-Vector neu beschreiben. So kann ein "fliegender Wechsel" zwischen SEPIA RT-ZBAS mit Boot-Menue und CP/M stattfinden. Einzig die im IDE-Schacht enthaltene CF-Karte gilt dabei auszutauschen, da beide Systeme mit verschiedenen Sektor-Speicherstrukturen arbeiten. Während dieser Konfiguration können jedoch die im BASIC enthaltenen Speicherfunktionen wie XSEG, XPEEK und XPOKE nicht genutzt werden. Erwähnenswert ist, das alle Sektoren auf dem CP/M-Datenträger mit dem SEPIA-Debugger betrachtet und verändert werden können, sowie die Möglichkeit besteht, unter CP/M ein anderes BASIC, Turbo-Pascal, C, Fortran o.a. Programmiersprachen (bei entsprechenden Lizenzen) zu nutzen. Weitere Info unter: http://www.digitalresearch.biz/CPM.HTM

Neues Boot-Hauptmenue ab BIOS Rev. 4.x:


** SEPIA PAC Industrie Computer **
__________________________________

BIOS 4.011  (C) H.Kolter & Dr.Hehl
26.12.2013

COM Init ..... fertig
ZRD RAMDISK .. 1 MB       <- NEU
MEM CP/M ..... ja         <- NEU
SIO Init ..... fertig     <- NEU
PIO Init ..... fertig
IDE Master ... ja
IDE Slave .... nein
IDE Init ..... fertig

14:26:09   26.12.2013  Donnerstag

CPU +036 Grad C.

<Esc> = Neustart
  C = CP/M Boot >> MEM-Karte   <- NEU  (siehe unten)
  D = Debugger
  L = RAM loeschen
  K = RT-ZBAS Kaltstart
  W = RT-ZBAS Warmstart
  R = Remote I/O
>_
 

Maximale Flexibilität
Eine weiteres Merkmal ist bei dieser "DUAL-Memory-Konstellation", das nach dem BASIC-Befehl "BYE" ein im SRAM befindliches Programm (auf der CPU-Karte) nach Umschaltung mit Menue-Taste "C" in den CP/M-Mode, komplett erhalten bleibt, da die gesamte CP/M-Speicherverwaltung nur auf der MEM-Karte behandelt wird. Mit "GOBAS.COM" kann anschließend im CP/M-Mode wieder in das SEPIA-Hauptmenue zurück gesprungen werden, von wo aus mit einem Warmstart (Taste "W") das zuvor eingegebene BASIC-Programm weiter verwendet werden kann. Eine gelbe LED (BANK AKTIV auf MEM-Karte) zeigt an, ob zur Zeit die ext. Speicherverwaltung genutzt wird. Sie wird ebenfalls über das Boot-Flag gesteuert, wenn die Speicherumschaltung zwischen CPU- und MEM-Karte greift.

IPL Boot-Loader für CP/M (EPROM und SRAM auf MEM-Karte)


IPL SYSTEM-LOADER Rev. 2.202
____________________________

ZRD RAMDISK .. 1 MB       <- NEU
Init COM ..... fertig
Init PIO ..... fertig
Init ZSIO .... fertig
IDE Master ... ja
IDE Slave .... nein
IDE Init ..... fertig 

Load System Track.....

ADVANCED CP/M 2.2   BIOS 1.29 

B0>A:
A0>DIR
DUMP    .COM | DD      .COM | MODEM   .COM | TURBO   .COM 
TIME    .COM | ZSID    .COM | STAT    .COM | RESET   .COM
PIP     .COM | SCHACH  .COM | MENU    .COM | IOMAP   .COM
ASM     .COM | IDECHK  .COM | MEMMAP  .COM | RAMMAP  .COM
SYSGEN  .COM | GOBAS   .COM | KERMIT  .COM | FORMATL .COM
A0>_

GOBAS.COM  Programm setzt das Boot-Flag im CPLD zurück und führt einen Neustart mit Boot-Menue aus, nur für CP/M 


SRAM Floppy - CP/M Erweiterung
NEU:  Z80 SRAM-DISK - ZRD

Technische Daten:
- Virtuelles 512k / 1MB Floppy-Laufwerk (Silicon-Disk)
- Mit 40pol. Option-Bus für SD-Card Kopierstation
- Stütz-Akku schützt Daten bei Stromausfall
- Schneller Speicherzugriff mit wenigen Befehlen
- LED-Anzeige für READ / WRITE auf SRAM Datenträger
- Einfache Register-Programmierung 80h - 84h
- Vorbereitet für ext. VBat.-Versorgung (Jumper)
- Int./ext. Clock-Aufbereitung für universellen Bus-Betrieb
- Kann als Laufwerk A: unter CP/M betrieben werden

In Vorbereitung: SDI  (Foto rechts)
- SD Copy-Station für RAM Speicher-Image auf SD-Karte
- Schnelle Kommunikation, minimaler Code, mit zusätzlicher CPU
- LED-Kontrolle und Taster für READ/WRITE Image
- SPIN Programmier-Schnittstelle über 9pol. COM-Port
- Wird einfach mit 40pol. Stecker über die ZRD-Karte montiert
- Taster (optional) für Testzwecke am PARALLAX® Propeller-Chip 


COM - LPT- RTC - WDC - Erweiterung
Datenblatt / Manual zur Karte

RS232 COM-Port Kurzbeschreibung
Diese Karte ist eine Schnittstellenerweiterung mit zweiter, serieller COM, zweiter LPT und einem RTC-Chip für Uhrzeit und Datum. Die serielle COM ist hier als Host-Schnittstelle (9pol. 'M' Stecker) ausgeführt, damit z.B. externe Messgeräte über ein Programm direkt angesteuert und einbezogen werden können. Weiterhin kann sie als Punkt-zu-Punkt-Kopplung mit anderen Automatisierungsgeräten dienen. 

Insgesamt lassen sich vier Baudraten unabhängig von der CPU-Karte über den DIP-Schalter "1" und "2" auf der Karte (zunächst) voreinstellen. Da wir in unserem System keine Treiber verwenden, kann durch einfaches "Überladen" der UART-Register die Start-Grundinitialisierung der jeweiligen COM-Schnittstelle jeder Zeit wieder neu initialisiert werden. So können Baudraten von 50 Bd bis 115,2 kBaud, andere Wortlängen, sowie Stoppbits und auch Handshake-Leitungen bedarfsgerecht angepasst werden. Die Teiler-Faktoren und Line-Control-Register können dazu aus dem Datenblatt vom 16C550 entnommen werden. 

  Datenblatt zum 16C550

Da bei SEPIA kein plug-and-pray zum Einsatz kommt, werden dazu die vorgegebenen Hardware-Adressen direkt aus der I/O-Map verwendet. Die Basisadressen der COM-Ports befinden sich im SEPIA-System unter 0x10h, 0x20h, 0x40h und 0x50h... Da man die Adressierung der COM-Schnittstellen durch die Einstellung der DIP-Schalter vornimmt, können die Ports auch untereinander vertauscht werden. Dies macht insbesonders Sinn, wenn man beispielsweise das System als Host umkonfiguriert, oder Ein- und Ausgaben über andere COM-Schnittstellen vornehmen möchte (bsp. PC-Taststatur, Grafik-Display, RS485...).

Einfaches Programmierbeispiel mit XCIN und XCOUT:

100 REM Daten von COM2 empfangen und als Echo zuruecksenden
105 :
110 Z = XCIN(2) : REM ein Zeichen als Byte von COM-Port Nr.2 empfangen
120 IF Z > 0 THEN PRINT CHR$(Z); : XCOUT(2),Z
130 IF Z = 13 THEN PRINT : REM LF bei CR ausgeben
140 GOTO 110

Echtzeit-Uhr mit Datum
Die RTC (Real-Time-Clock) besitzt einen 3,6 Volt Akku als Puffer, der während der Betriebsdauer aufgeladen wird. Die Jahresgrenze wird lt. Datenblatt des EPSON-Chip mit 2099 angegeben. Der RTC-Chip besitzt bereits einen integrierten Uhrenquarz mit einer sehr geringen Zeitdrift von nur 10ppm (Ta 25 C). Neben der Zeit- und Datum-Funktion verfügt er über eine 12 / 24h-Uhr mit Schaltjahrfunktion, sowie eine  30 Sekunden Nachstell- Funktion. Durch seine sehr geringe Stromaufnahme von nur max. 10µA (CMOS-Technik) ist eine sehr lange Backup-Bereitschaft über den Akku gewährleistet.

  Datenblatt zum Uhrenchip

Beim Booten des Rechners wird (ähnlich wie unter DOS) eine Datum-Zeitangabe direkt am Anfang auf die Konsole ausgegeben. Uhrzeit und Datum können im Debugger-Menue mit der Taste "U" manuell eingegeben bzw. verändert werden. Die RTC ist für die IDE-Karte notwendig, damit Dateien mit Datum und Zeitstempel angelegt werden können. Mit dem Befehl: XGETIME und XGEDATE können jetzt die aktuelle Uhrzeit und das Datum unter BASIC direkt ausgegeben werden.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Uhrzeit & Datum ausgeben
110 CLS
120 LOCATE 10,10
130 PRINT "Uhrzeit "; : XGETIME :?
140 :
150 LOCATE 30,10
160 PRINT "Datum "; : XGEDATE :?

Die neuen Befehle: XGETSEC, XGETMIN und XGETSTD erlauben nun auch die Weiterverarbeitung als BASIC- Variable zur programmbedingten Zeitsteuerung von Abläufen im Sekundentakt. Die absolute Systemzeit berechnet sich wie folgt:  T = (XGETSTD(0) * 3600) + (XGETMIN(0) * 60) + XGETSEC(0). Damit lassen sich nun sehr leicht Zeitstempel für Protokollaufgaben generieren.

WatchDog-Überwachung
Genau genommen sollte eine WatchDog-Funktion überflüssig sein, denn gut programmierte Software stürzt in der Regel nicht ab. Doch in der komplexen Realität gibt es mit unter Zustände, die eine WatchDog-Funktion unentbehrlich macht und im Fehlerfall das Schlimmste verhindern kann. Die neue Karte verfügt daher über ein steuerbares Relais mit einer klassischen Time-Out-Watchdog-Funktion.

Abhängig vom Master-Clock wird dazu ein Frequenzteiler mittels Vergleicher im CPLD vorprogrammiert, um verschiedene Time-Out Zeitfenster zu bestimmen. Ein weiteres Kontroll-Register schaltet die WatchDog- Funktion ein bzw. aus. Danach muss auf einem I/O-Port ein regelmäßiger Zugriff durch das Hauptprogramm erfolgen. Unterbleibt der Zugriff innerhalb des programmierten Zeitfensters (bsp. Softwarefehler), schaltet das Relais den RESET-Vorgang ein, damit der Rechner automatisch starten kann. Dabei schaltet das Relais mittels Ruhestrom als Öffner (Fail-Safe). Der anschließende RESET-Vorgang setzt die Watch-Dog-Funktion wieder zurück in eine neutrale Ausgangsposition (Rückfallebene), bis erneut eine gewollte Freigabe durch das Programm erfolgt. Der Relaiskontakt kann zudem für eine Weiterschaltung (bsp. als Folgerelais, Alarmkontakt, Meldelinie..) genutzt werden. Die RESET-Leitung (zur CPU) kann zusätzlich durch einen Jumper je nach Bedarf unterbrochen werden, so dass der Relaisausgang für andere Zwecke nutzbar ist.

Die gesamte WDC-Programmierung erfolgt über drei I/O-Register: OUT &2C,x (0..15) setzt 16 verschiedene Zeitfenster für den Time-out, OUT &2D,1 erzeugt die Freigabe der WDC-Funktion, und mit OUT &2F,0 wird ein Re-Trigger programmiert, welcher vor Ablauf des Zeitfensters erfolgen muss, damit kein RESET ausgelöst wird. Das Relais schaltet mit einer Haltedauer von ca. 1 Sekunde (bei 8 MHz CPU-Takt) und löscht dabei das Time-out-Flag im CPLD, sodass keine Rückkopplung mit der RESET-Logik entsteht. Die RESET-Schaltung der CPU-Karte übernimmt anschließend alle Aufgaben der Neuinitialisierung (Warmstart). Der WDC-Befehl OUT &2D,0 schaltet die Funktion manuell ab und setzt das Time-Out-Flag wieder auf Null, so dass man gezielt Routinen mit - oder - ohne WDC-Unterstützung programmieren kann. Bei einer gewollten Unterbrechung durch den Anwender (Tastenkombination "CTRL-E") wird über das BIOS das WDC-Flag ebenfalls rückgesetzt, da sonst bei jeder Umprogrammierung des BASIC-Quellcodes ein unnötiger CPU-RESET durchgeführt würde.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM WDC-TEST (Watch-Dog)
110 OUT (&2C),6  : REM Timeout Zeitbasis waehlen 0..15
120 OUT (&2D),1  : REM 1=Enable 0=Disable WDC
130 :
140 OUT (&2F),0  : REM Re-Trigger vor Timeout
150 :
160 REM ab hier steht ein eingekapseltes Hauptprogramm...
170 XDELAY(2000) : REM Delay simuliert qusi die Programmdauer
180 :
190 GOTO 140     : REM WDC-Schleife

TIME.COM  Dienstprogramm für RTC Uhrzeit lesen und auf Konsole ausgeben, nur für CP/M 


Master-Clock Bus-Terminierung Diagnose-Adapter
  Datenblatt / Manual zur Karte

Kurzbeschreibung
Diese Karte ist in zwei verschiedenen Längen lieferbar. Die kurze Variante eigent sich zum Einbau hinter einem Display, oder als Diagnosekarte auf einem Testadapter. Ein abgesicherter Steckverbinder kann zur Entnahme oder Einspeisung der +5 Volt Versorgungsspannung dienen. Zwei TTL-Quarz-Oszillatoren werden am CPLD mit verschiedenen Teilern per DIP-Schalter (SW1) für den Bus-Takt vorprogrammiert und erzeugen so wahlweise Frequenzen zwischen 0,3 und 20 - 32 (max. 40) MHz. An einem zweiten DIP-Schalter werden weitere Teiler bis in den Hz-Bereich eingestellt, um beispielsweise die Einzelschrittverfolgung von kleinen Assembler-Routinen taktgenau zu beobachten. Am NMI und IRQ-Eingang können weitere Taster für Interrupt- ereignisse angeschlossen werden. Diverse Service-LEDs dienen zur einfachen, visuellen Diagnose.

Mehr Safety mit Alarm-Kontakt
Die lange Version (mit Frontplatte) verfügt über weitere Fail- und Diagnose-Funktionen. Zusätzlich sind zwei ICs integriert, welche Clock- und Power-Fail permanent überwachen. Über eine 9pol. Sub-D-Buchse dient ein potentialfreier UM-Kontakt zur Signal-/Alarmausgabe, um ggf. Sicherheitsmaßnahmen bei angeschlossenen Geräten zu ermöglichen (zb. Fail-Save). Diese Buchse dient gleichzeitig als Eingang für das Clear-Signal, um den Alarmkontakt rückzusetzen, ohne dass das Programm unterbrochen wird. Per RESET-Taster ist der Alarmspeicher ebenfalls rücksetzbar, jedoch muss das Programm anschließend wieder neu gestartet werden. Eine zusätzliche Sicherheitsschaltung im CPLD prüft das Alarm-Relais kontinuierlich über den Schleifenstrom. Bei einer Unterbrechung der Relaisspule wird die Störung über eine blinkende, rote LED angezeigt. Diese Meldung erzeugt noch keinen NMI.

Bus-Terminierung
Da die Quelle (CPU-Karte) über leistungsstarke Treiber-ICs verfügt, können steckbare Widerstand-Arrays den gesamten Adress.- Daten.- und Steuerbus wirkungsvoll terminieren, so dass stabile Pegel selbst bei hohen Taktraten ohne Reflektionen erzeugt werden. Die hier verwendete Schaltung nennt sich Thevenin-Terminierung. Dieses Verfahren ist zwar etwas aufwendiger (da Doppelterminierung), zeigt jedoch erhebliche Vorteile im gesamten Übertragungsverhalten gegenüber herkömmlichen Terminierungen. Dies setzt jedoch voraus, dass Quelle, sowie Senke, in einer bestimmten Anordnung verbleiben. Somit sind die Bus-Steckplätze 0 (für CPU) und 12 (für CLK-Karte) fest reserviert.

LED Anzeigen & Taster-Funktionen
Insgesamt zeigen 10 LEDs den Betriebszustand von SEPIA an. Zwei Taster ermöglichen einen manuellen Reset, IRQ, Single-Step-Clock, Alarm-Test oder NMI- Eingaben. Die jeweilige Funktion wird dazu über einen Jumper auf der Karte vorgegeben. Ein IDC-Stecker bietet zusätzlich eine Anschlussmöglichkeit, Clock-Fail, Power- Fail, sowie zwei weitere Test-Pins vom CPLD, intern für andere Aufgaben zu nutzen. Die beiden Taster befinden sich aus Sicherheitsgründen hinter der Frontplatte und können nur durch ein kleines Loch mit einem spitzen Gegenstand (< 3mm Durchmesser) bedient werden. An der 9pol. SUB-D Buchse kann zusätzlich eine externe Schaltung mit versorgt werden. Die hierfür benötigte 5 Volt Betriebsspannung ist dazu über eine zusätzliche 0,5 Ampere Polyswitch-Sicherung (selbstrückstellend) auf der Karte abgesichert.

Die LED-Anzeigen sind (von links nach rechts) wie folgt beschaltet:

- PWR  Leuchtet nur wenn beide Fail-ICs nicht ansprechen und 5 Volt am Bus anliegen
- CLK   Zeigt synchrones Flackern, wenn das Taktsignal an der CPU anliegt
- RST   Erlischt kurz, wenn ein RESET erfolgt (bsp. WDC), oder RESET-Taster gedrückt wird
- RAM  A15 flackert, wenn die Speicheradressierung von ROM auf RAM umschaltet
- INT    Kontrolle des Interrupt-Tasters, oder kurzer Blink wenn IRQ vom Bus kommt
- NMI   Kontrolle des NMI-Tasters, oder kuzer Blink wenn NMI-Signal vom Bus kommt
- PFL   Leuchtet dauerhaft, wenn Spannung kurz unterbrochen wurde, oder <4,65 Volt ist
- CFL   Leuchtet, wenn Spannung oder Taktleitung unterbrochen wird, blinkt bei Notbetrieb
- HLT   Leuchtet dauerhaft, wenn das CPU-HALT-Signal im Fehlerfall ausgegeben wurde
- ALM  Oder-Verknüpfung von Power-Fail / Clock-Fail / HALT, schaltet ALARM-Kontakt
    oder blinkt (einzeln) permanent, falls ALARM - Relais defekt ist (bsp. Spulenunterbrechung)

EN ISO 13849-1
Damit Hersteller, welche SEPIA an einer Maschine anschließen und programmieren möchten auch die DIN bzw. EN ISO13849-1 Norm wirklich einhalten können, wurden bereits Maßnahmen zur Sicherheit in die Hardware vorintegriert. Die wichtigste Schnittstelle ist somit ein Sammel-Alarm (potentialfreier Meldekontakt), dessen Kontrollanzeige über eine rote LEDs erfolgt, sowie die Möglichkeit, ausgegebene Schaltbefehle (bsp. Relais-Kontakt EIN) über den rückgeführten Zweitkontakt per Software abzufragen. Alle weiteren Maßnahmen dienen zur eigenen Systemsicherheit, um im Fehlerfall entsprechend zu reagieren, Gegenmaßnahmen zu ergreifen (WatchDog, Power-, Clock-Fail..); oder zumindest unmissverständlich sichtbar für den Benutzer anzuzeigen. Damit wurde von unserer Seite aus bereits ein großer Beitrag zur Risikominderung unternommen, die der Hersteller für seine Gefährdungssituation bzw. dessen Beurteilung zur Berichtserstellung verwenden kann. Neben qualitativen Anforderungen an die Gestaltung von Sicherheitssystemen ist es ohnehin erforderlich, auch systematische Fehler zu vermeiden. Aus diesem Grund verwendet SEPIA kein fremdes Betriebssystem und ist mit etlichen Zusatzfunktionen versehen, welche u.a. die Programmierung betreffen. Dennoch können Fehler nie zu 100% vermieden werden, selbst wenn die Entwicklung und Einarbeitung von noch so vielen Standards und  Sicherheitsmaßnahmen einbezogen werden. Bei sicherheitsgerichteten Steuerungen sollte daher die Schaltung von Antrieben immer über zwei Schütze mit zwangsgeführten Kontakten erfolgen, sowie durch eine manuelle Unterbrechung (NOT-AUS) oder einen Todmannschalter jederzeit Systemunabhängig in einen sicheren Zustand überführt werden können. Einige Hersteller von Sensoren, Aktoren, Logik- und Teilsystemen bieten zu ihren Produkten einen Safety Calculator an (Software), damit die Bestimmung des Sicherheitslevels von Maschinen und Anlagen zu einem Kinderspiel wird. Auf diese Hilfmittel sollte man schon aus eigenem Interesse vor dem Hintergrund der Rechtssicherheit bei der Planung und Umsetzung von Anlagen nicht verzichten. 

Link zu Hintergrundinformationen. Siehe auch http://www.zvei.org

Ebenso empfehlenswert:
http://www.vde-verlag.de/buecher/483305/funktionale-sicherheit.html (siehe auch: Leseprobe)

Power-Fail und Brown-out
Eine kurze Unterbrechung der Hauptversorgungspannung kann i.d.R. jeden Rechner zum Absturz bringen, oder aber zur Weiterverarbeitung mit verfälschten Werten führen. Desshalb ist diese Funktion für echte IPCs eine Pflicht. Die Brown-out Detection ermöglicht die permanente Überwachung der internen +5 Volt Spannungsversorgung und kann bei einem kurzzeitigen Spannungseinbruch von wenigen Millisekunden auf eine mögliche Vorstufe eines Fehlers in der Stromversorgung aufmerksam machen. Wird eine Schwellspannung von +4,65 Volt unterschritten, wird beispielsweise ein NMI-Interrupt ausgeführt. Um eine hohe Sicherheit hinsichtlich der Fehlerbearbeitung zu erreichen, wurde die PFL-Schaltung doppelt ausgelegt. Erst wenn beide ICs die gleiche Fehlermeldung erzeugen, wird das Signal ausgelöst, um weitere Maßnahmen einzuleiten. Die NMI-Leitung wird bei Alarm durch DIP-SW2 Schalter Nr.4 = ON erst vom Anwender freigegeben (disable/enable).

ALARM - Zusatzfunktion bei WDC-Time-Out
Bei DIP-SW2 Nr.3 = ON wird der WatchDog ebenfalls auf das Alarm-Relais zugeschaltet. Zur besseren Unterscheidung der Meldelinien bleiben alle roten LEDs an, bis die Quitierung durch den Anwender mit der Löschtaste (Pin.8 + 3 auf 9pol.Sub-D-Buchse) erfolgt. Diese Funktion wird dauerhaft gespeichert und arbeitet unabhägig vom RESET. Spätestens hier wird klar, warum dieser Industrierechner "SEPIA" genannt wird und damit über einzigartige Sicherheitsmerkmale verfügt, welche weit über die von üblichen Embedded-Lösungen hinaus gehen. SEPIA ist zudem ein offenes System und es gibt fast nichts, was der Anwender nicht programmieren, einstellen, oder für seine Bedürfnisse entsprechend umstellen oder anpassen kann.

Permanente Power-Fail und Clock-Fail Überwachung
Damit nicht fälschlicherweise ein Alarm bei Zuschalten der Versorgungsspannung (power-up-sequence) erfolgt, startet im CPLD eine kurze Zeitverzögerung, sodass während dieser Phase noch kein Fail-Signal ausgewertet wird. Alle Fail-Signale und Sicherheitsabfragen wurden im CPLD durch mehrere Statemachines realisiert. Daher arbeitet die Fail-Überwachung, Ein- und Ausgabe, sowie der Relais- Alarmkontakt CPU- unabhängig, wenn die Freigabe nach der Startunterdrückung einmal erfolgt ist. Die Fail-Überwachung des Clock-Signals wird als Schleife über das gesamte System vorgenommen. So auch bei einem Defekt /Totalausfall des Takt- Oszillators, sowie der CPU-Karte hinsichtlich der Taktaufbereitung (oder Entfernen aus dem System), sowie einem generellen Kurzschluss auf dem Bus. Bei allen diesen Szenarien würde die Takt-Schleife unterbrochen und entsprechend als Fail-Signal für das Alarm-Relais ausgewertet, da die CLK-Karte unabhänig von der CPU-Karte arbeitet.

Clock Notbetrieb
Diese spezielle Sicherheitsfunktion schaltet auf einen langsamen Quarzoszillator, wenn der Hauptoszillator ausfällt bzw. ein Clock-Fail erfasst wurde. Somit ist ein Notbetrieb mit der halben Taktferquenz möglich. Aus Gründen der Sicherheit sollte das Programm jedoch neu geladen werden. Den Notbetrieb erkennt man an der blinkenden CFL-LED, die abwechselnd mit der halben Taktfrequenz der CLK-LED aufleuchtet. Das ALARM- Relais wird im Notbetrieb ebenfalls geschaltet. Diese spezielle Sicherheitsfunktion wird jedoch erst mit dem linken DIP-Schalter Nr.1 = OFF aktiviert (default).

Absurde Situationen wurden ebenso berücksichtigt:
Im sehr unwahrscheinlichen Fall, dass ein Quarzoszillatorausfall gleichzeitig mit einem Power-Fail einhergeht, werden Power-Fail LED aktiv und PWR-LED passiv. Das ALARM-Relais wird ebenfalls geschaltet. Danach folgt ein Shut-Down des Rechners ohne Fail-Save. Geht die Spannung wieder über +4,7 Volt, wird die PWR-LED wieder aktiv. Dabei bleiben PFL- und Alarm-LED beide noch gespeichert, bis der Anwender diese über die Sub-D-Buchse manuell löscht und einen RESET auslöst. Zuvor sollten zur Sicherheit die Baugruppen und insbesonders die Netzversorgung jedoch einer Prüfung unterzogen werden. Ab einer Spannung unter +4,2 Volt sollte der Rechner keinesfalls mehr betrieben werden, da die Signalintegrität stark gefährdet ist. Häufen sich zu viele Fehler (beispiel: CFL leuchtet, der Clock-Notbetrieb ist aktiviert, und WDC löst aus), fährt der Rechner automatisch in einen sicheren Shut-Down-Mode mit Dauer-Reset. Dabei werden alle roten LEDs sowie das ALARM-Relais eingeschaltet, die Reset-LED und CLK-LED werden dazu ausgeschaltet. Danach lässt sich der Rechner nur noch starten, wenn die Versorgungsspannung für ein paar Sekunden unterbrochen wird und ein manueller RESET erfolgt. Sollte dabei der Hauptoszillator nicht funktionieren, verbleibt der Rechner weiterhin im Shut-Down-Mode. Als vorübergehende Gegenmaßnahme kann in diesem speziellen Fall, auf den zweiten Oszillator (DIP-SW1=ON) von Hand umgeschaltet werden, um nach einem RESET eine Art "Notbetrieb" zwangsweise herzustellen, bis Bauteile bzw. Komponenten ausgetauscht wurden. Erst, wenn alle Karten einwandfrei arbeiten, ist ein sicherer Betrieb möglich. Dazu darf keine der roten LEDs blinken oder leuchten. 

CLK und Fail DIP-Schalter

Schalter-Einstellungen (SW1 links):
1 = OFF Hauptoszillator (unten)
1 = ON Zweitoszillator (oben)
2 = OFF Teiler / 0
2 = ON Teiler  / 2
3 = OFF Teiler / 0
3 = ON Teiler  / 3
4 = OFF Teiler / 0
4 = ON Teiler  / 6

Schalter-Einstellungen (SW2 rechts):
1 = OFF Teiler / 0
1 = ON Teiler  / 4194240
2 = OFF Teiler / 0
2 = ON Teiler / 16776960
3 = OFF kein Alarm-Relais bei Time-Out von WDC
3 = ON löst Alarm-Relais aus, wenn WDC
4 = OFF kein NMI, wenn PFL
4 = ON löst NMI aus, wenn PFL

Die Frequenzteiler können ebenso miteinander kombiniert werden. Somit lassen sich für die Programmanalyse sehr lange Taktzeiten für den CPU-Einzelschritt einstellen. Diese Funktion ist besonders für den erfahrenen Entwickler interessant, da sich Bus-Signale mit einem Oszilloskope, sowie ein Maschinenprogramm Schritt für Schritt beobachten lässt.


RL8 Relais-Baugruppe mit 8x 2 Ampere UM-Kontakt
Funktion:
Die 8-fach Relais-Baugruppe verfügt über 2 Ampere Doppelkontakte. Pro Relais ist ein UM-Kontakt über einen 25pol. Sub-D Stecker an der Frontplatte zugängig. Der zweite Relaiskontakt wird der Schaltung zur Erhöhung der Eigensicherheit wieder rückgeführt, sodass der Schließerzustand per Software Bit-weise auf der gleichen Adresse von jedem Relais wieder zurückgelesen werden kann. Zur zusätzlichen Kontolle dient eine I/O-LED rechts neben der Power-LED, welche bei jedem OUT- Befehl eingeschaltet, sowie bei jedem INP-Befehl wieder ausgeschaltet wird. Damit lassen sich Zugriffe auf das Relais-Register optisch mitverfolgen. Die Adresslage der Karte ist variabel einstellbar. Dazu wird ein Byte aus 255 möglichen I/O-Adressen für den Zugriff mit DIP-Schalter (DIP-SW1) ausgewählt.

Sicherheit, Freeze-Mode, RESET, WatchDog, Rückfallebene:
Ein weiterer DIP-Schalter (DIP-SW2) entscheidet mit Schalter Nr.1, ob der System-RESET die Relaisausgabe löschen soll, oder der aktuelle Registerinhalt unabhängig vom RESET beibehalten werden soll (Freeze-Mode). Dies kann bei manchen Anwendungen sehr wichtig sein, die nicht durch einen Rechner-Reset verändert, oder unterbrochen werden dürfen. Die gleiche Möglichkeit besteht ebenfalls, bei einem Time-Out durch den WDC (WatchDog), den 8-Bit Registerinhalt kompl. zu löschen und damit alle Relais in eine ursprünglich stromlose Ausgangsposition zu versetzen. (Enable Funktion durch Schalter Nr.2). Da der Rechner selbst nach einem kompletten RESET den Relais-Zustand der RL8-Karte wieder einlesen kann, sind sehr sichere Applikationen realisierbar die sonst nur teuren High-End-Systemen vorbehalten waren. Zusätzlich wurde ein Start-Up-Timer für den Boot-Modus integriert. Damit werden unerlaubte Zugriffe oder Register-Zustände innerhalb der ersten Einschalt-Sekunde zu 100% verhindert, um beispielsweise Latch-Up-Effekte während des Spannungsaufbau und/oder innerhalb der Bootphase zu unterbinden. Ein weiterer Schutz bietet Schalter Nr.3 = ON. Dabei wird bei einem CPU-HALT das Relais-Register ebenso gelöscht, so dass alle Relais sofort abgeschaltet werden.

Funktionale Sicherheit:
Unabhängig der WDC-Programmierung (RTC-Karte), ist die Relais-Karte in der Lage sich quasi selbst zu überwachen, da ein eigener Timeout-Schutz aktiviert werden kann. Somit fällt DIP-SW2 Schalter Nr.4 eine besondere Sicherheitsfunktion zu. Wird ein Relais mit dem Schreib-Befehl programmiert, ist ab diesem Zeitpunkt die Schutzschaltung über ein Flip-Flop freigegeben. Nun muss fortan innerhalb von 5 Sekunden ein weiterer Schreibbefehl erfolgen (gleicher Register-Wert und Null sind zulässig), so dass der CountDown-Timer rechtzeitig vor einem Timeout (Überlauf) zurückgesetzt wird. Erfolgt innerhalb der 5 Sek. Zeitfrist kein neuer OUT-Befehl, greift die Schaltung aktiv ein und setzt alle Relais unmittelbar auf OFF. Dieser Zustand wird durch rythmisches Blinken der grünen Power-LED im Sekundentakt dem Anwender mitgeteilt. Erst durch einen Hardware-RESET (Kaltstart reicht nicht aus) kann die Schutzschaltung wieder deaktiviert werden, sodass das Relais-Register neu programmiert werden kann, oder mit Setzen auf NULL vor Erreichen eines Time-Outs, damit kein Relais bei Verlassen des Programms versehentlich eingeschaltet bleibt.

Hohe Isolation:
Alle Relais sind auf dieser Karte bis zu 48 Volt einsetzbar und somit unterhalb der Niederspannungsrichtlinie anwendbar. Jedes Relais ist zum Rechner hin ausreichend mit 1,5mm Leiterbahnabstand (Kriechstrecke) galvanisch getrennt. Dennoch wird die Isolierung konservativ als (FELV-Isolierung) bezeichnet. Die kleinste Kriechstrecke (Kontakt-zu-Metallschirm) stellt somit der 25-polige D-Sub Steckverbinder selbst dar. Alle Schaltkontakte wurden unmittelbar 1:1, ohne weitere Schaltungsmaßnahmen (wie Filter oder Snubber), an die D-Sub Steckleiste geführt.

Technische Daten zum Relais:

- Spulenspannung 5 Volt
- 2x UM-Kontakt, getrennt
- Kontaktmaterial AgNi/Au (5µm)
- Id 3 Ampere Dauerstrom
- Is 2 Ampere Schaltstrom
- Un 125 VAC Nennspannung
- Us 250 VAC Schaltspannung
- AC1/AC15 (230VAC) max.125/25VA
- 1,5 kV Spannungsfestigkeit
- Schaltzyklen 100000000
- Anprech.-/Rückfallzeit 6.0/2.0 ms 
- Relais-Schutzart RT III
- Umgebungstemperatur -40...+85 C.
- Zulassungen UL, CSA, GOST
- Prüfspannung 1 kV Spule-Kontakt

  Datenblatt / Manual zur Karte
  Relais-Herstellerdaten
  Datenblatt D-SUB Steckverbinder
 

Kompatibilität:
Die 8-fach Relais-Karte ist ebenso auf anderen 80er-Systemen mit ECB-Bus einsetzbar. Falls erforderlich kann dazu ein Jumper die Interruptschleife für ältere Systeme mit IEI auf IEO brücken. Alle acht Relais, Power-On und die I/O- Freigabe werden über insgesamt 10 LEDs (Aufbau ähnlich wie CLK-Karte) komfortabel angezeigt. Die Programmierung erfolgt direkt in Maschinensprache, oder mit SEPIA RT-ZBAS über INP-/OUT-Befehle.

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM RELAIS-TEST mit XDELAY (Lauflicht)
110 FOR I = 0 TO 7     : REM Relais 1..8 in Schleife testen
120 POW2 = 2 ^ I
130 :
140 OUT &B0,INT(POW2)  : REM Relais gesetzt
150 PRINT "SET RELAIS Nr.:";I+1
160 :
170 XDELAY(500)        : REM 100ms Verzoegern (bei 20MHz CPU)
180 B = INP(&B0)       : REM Kontakt-Zustand zuruecklesen
190 :
200 IF INT(POW2) <> B THEN PRINT "Fehler bei Relais: ";B
210 NEXT I
220 XDELAY(1000)
230 OUT &B0,0          : REM Alle Relais AUS


OI8 Opto-Baugruppe mit 8x Opto-Input 24V
Eingangsschutz:
Die 8-fach Opto-Baugruppe verfügt über bipolare Eingänge, welche untereinander und zum Rechner isoliert sind. Jeder Optokoppler ist zudem mit einem wirksamen Spannungsschutz ausgestattet. Die im Spannungsteiler vorgeschalteten TVS-Dioden vom Typ. P6KE6.8CA bieten somit Schutz vor ESD und Überspannung.

Echtzeit-Interrupt:
Ein mit 20 MHz betriebener ATMEGA 88-PU Prozessor greift die Eingänge vor dem CPLD ab und kann bei Zustandsänderung zusätzlich einen Interrupt für Echtzeitanwendungen über den Bus auslösen. Diese Option wird mit dem kl. DIP-Schalter 4 = ON aktiviert. Da der Sub-Prozessor in dieser Applikation lediglich zu 3..4% genutzt wird, sind noch weitaus umfangreichere Programmierungen möglich.

Perfekte Kontrolle und funktionale Sicherheit:
Alle Eingänge werden wie bei der RL8 komfortabel über LEDs angezeigt. Dazu werden die Signale im CPLD intern zwischengespeichert und anschließend erst zur LED-Anzeige gebracht, damit eine sichere, optische Gegenkontolle der erfassten Signalzustände möglich ist. Ein interner Vergleicher prüft alle eingehenden High- Pegel mit der Anzeige auf Übereinstimmung. Bei Zustandsänderung blinkt die zugehörige Kanal-LED so lange, bis der Rechner mit einem Lesebefehl den Zwischenspeicher übernommen hat. Der Lesevorgang wird durch eine weitere LED angezeigt. Somit ist eine zusätzliche Kontolle zur Übergabe des Registers an die Rechner- CPU gegeben. Der hohe Aufwand an Kontollmöglichkeiten bietet dem Anwender erhebliche Vorteile bei der Programmierung, da jedes einzelne Bit, ob high oder low, während der Erfassung mit verfolgt werden kann.

Spezial Latch-Mode für Impulse:
Mit DIP-Schalter(SW.2)  Schalter 1 = ON werden 8 flankengetriggerte Echtzeit-Register aktiviert, welche nur bei Änderung des jeweiligen Kanals diesen Zustand zwischenspeichern. Die Änderung wird durch rythmisches Flackern der jeweiligen LED auf der Frontplatte angezeigt. Erst nach lesen der I/O Port-Adresse (grüne LED blinkt 1x), wird das jeweilige Bit wieder gelöscht, sodass es erneut auf eine Änderung am Eingang reagieren kann. Somit können einzelne Impulse erfasst werden, selbst bei nicht kontinuierlichem Polling der Karte.

Hohe Isolation:
Optional verfügt die Karte über einen DC/DC-Wandler zur Hilfsspannungserzeugung. Diese Versorgung dient zur direkten Beschaltung von passiven Gebern (bsp. Taster...) mit passiven Optokoppler-Eingängen, ohne eine weitere Spannungsquelle installieren zu müssen. Das Layout der Optokopplereingangsbeschaltung wurde betreffend Kriechstrecken auf größtmögliche Abstände ausgelegt. Die kleinste Kriechstrecke stellt somit der 25-polige D-Sub Steckverbinder (Kontakt-zu-Metallschirm) selbst dar. Ein Grund mehr, bei hoher Isolation keine Micro- oder Nano- Stecker einzusetzen, wenn zudem eine gute EMV-Verträglichkeit bei gleichzeitig hohen Steckzyklen als stabile Verbindung gefordert wird. Gemäß Herstellerangaben liegt die Prüfspannung für den Sub Steckverbinder, sowie die des DC/DC-Wandlers, bei 1000 V. Zur weiteren Risikominderung sind alle spannungssensiblen Bauteile im isolierten Bereich neben hoher Temperaturbeständigkeit UL approbiert.

Technische Daten zur Karte:

- 8 Optokoppler-Eingänge 24 Volt DC
- Jeder Kanal einzeln galvanisch getrennt
- Bipolare Polarität
- 100µs Zykulszeit (ton/toff) 
- 25pol. D-Sub-Steckverbindung
- Komfortable LED-Anzeige
- Echtzeit Interrupt zuschaltbar
- Eingangsschutz mit TVS-Dioden
- ATMEGA 88 als Sub-Prozessor
- Hohe Isolation durch großzügiges Layout
- Port: 1 I/O-Byte von 255 Adressen 
- Option: DC/DC-Wandler
- UL zertifizierte Bauteile -> siehe Text

  Techn. Dokumentation
Datenblatt Optokoppler TLP620
  Datenblatt TVS P6KE6.8CA
  Datenblatt D-SUB Steckverbinder

Kompatibilität:
Die 8-fach Opto-In-Karte ist ebenso auf anderen 80er-Systemen mit ECB-Bus einsetzbar. Falls erforderlich kann dazu ein Jumper die Interruptschleife für ältere Systeme mit IEI auf IEO brücken, oder eine Beschaltung über den zusätzlichen ATMEL® Sub-Prozessor stattfinden (IEI/IEO sind z.Zt. jedoch nicht implementiert). Die Programmierung erfolgt direkt in Maschinensprache, oder mit SEPIA RT-ZBAS über INP-/OUT-Befehle.

UL steht für Underwriters Laboratories Inc.®. Sie ist eine der weltweit führenden Organisationen zur Prüfung und Zertifizierung im Bereich Produktsicherheit.

Einfaches Programmierbeispiel:

110 O = INP(&B8) : REM Register-Eingang lesen
120 :
130 PRINT "OPTO-INPUT HEX = "; HEX$(O)
140 :
150 FOR I = 8 TO 0 STEP -1
160 POW2 = 2 ^ I
170 IF INT(O AND POW2)=INT(POW2) THEN Bin$=Bin$+"1" ELSE Bin$=Bin$+"0" 
180 NEXT I
190 PRINT "OPTO-INPUT BIN = "; Bin$

Spannungen > 30 Volt können über ein Koppel-Relais (bsp.: Fa. FINDER Serie 49...) eingeschleift werden.

  Koppel-Relais für 230 Volt-Eingang


AD1  16 Kanal - 16 Bit Messkarte
Funktion:
Die AD1-Messkarte dient zur Erfassung analoger Messwerte mit 16-Bit Auflösung. Die A/D-Karte wird in mehreren Genauigkeitsklassen und Geschwindigkeiten angeboten. Je nach Bestückung kann die Messkarte Spannung oder Strom (0...20mA) messen. Dazu sind entsprechende Strom-Shunts vorgesehen, welche auch als Spannungsteiler beschaltet werden können. Als high-speed, low-power 16-bit A/D converter dient ein Wandler vom Typ AD976 (Hersteller: Analog-Device®).

Programmierung:
Diese analoge Messkarte benötigt für die gesamte Programmierung nur zwei Bytes im I/O-Adressraum. Um hohe Abtastraten zu erzielen, wurde 
das SEPIA RT-ZBAS mit entsprechenden Real-Time X-Befehlen erweitert. Die R/C (read-convert) Steuerung, EOC (end-of-conversion) Abfrage, sowie low- und high-byte Bildung werden bereits in Maschinensprache intern vorverarbeitet, so dass ein fertiger 16 Bit Wert an eine BASIC-Variable übergeben werden kann. Zur Messung sind daher nur zwei Befehle nötig:

XSETAD1(Port),Kanal     ... stellt den analogen Messkanal ein
D = XGETAD1(Port)        ... gibt das Messergebnis als 16 Bit-Wert an eine Variable zurück
 

Technische Daten:

- 16 Bit A/D-Wandler (14- oder 15-Bit linearität)
- ADC mit 100 oder 200 kHz Abtastrate
- 16 Kanäle, single-ended, bipolar
- Mess-Verstärker für +/- 10, 5, 2.5, 3.3 und 2 V
- Eingangsterminierung mit R-Arrays 
- TZ Dioden Schutzbeschaltung Option
- Peek-Filter über Jumper zuschaltbar
- Gain / Offset für Messverstärker & ADC
- Eigene DC/DC Spannungsaufbereitung
- EMV-gerechtes Schaltungsdesign
- Zugriffsanzeige über LED
- Anschluss: D-SUB 37pol. Buchse
- Beschaltung wie PCI-AD16 (für BNC-Box)
- Adresse über DIP-Schalter einstellbar
- geringe Stromaufnahme
- +5 V Hilfsspannungsausgang 0,5 Amp.
- EOC oder INT Verarbeitung möglich
- CLPD Statemachine mit Echtzeit-Latch

  Datenblatt / Manual zur Karte
  Datenblatt AD976
  Datenblatt Multiplexer
 

Einfaches Programmierbeispiel:

 100 REM A/D-Wandler SEPIA +/- 10 Volt erfassen (Jumper-Adresse 90 hex)
 110 REM --------------------------------------------------------------
 120 Z = 0                            : REM Variable für Zähler nullen
 130 Z = Z + 1                        : REM Zähler soll später Anzahl der Messschleifen anzeigen 
 140 :                                : REM K = Messkanal vorgeben
 150 K = 1                            : REM A/D-Kanal 1 messen
 160 XSETAD1(&91),K                   : REM A/D-Kanal auf Karte setzen
 170 D = XGETAD1(&90)                 : REM Wandlen, normale Variante
 180 X = XRADC(&0190)                 : REM Wandeln, remote Variante mit vorgestellter Kanalvorgabe
 190 V = (X * 3.051804379E-04) - 10   : REM in Messwert umrechnen
 200 PRINT Z,D,X,"V= ";               : REM Ausgabe Messanzahl, dig. Werte ...
 210 PRINT USING"##.###";V            : REM Formatierte Ausgabe in Volt
 220 XDELAY(500)                      : REM Bildausgabe verzögern, da sonst zu schnell
 230 GOTO 130                         : REM Schleife von vorne


CNT 2-Kanal 24BIT Counter-Messkarte

Realtime Up/Down-Zählerkarte für Pulse, Winkelgeber und inkrementale Längenmeßstäbe

Funktion:
Die CNT-Messkarte dient der Erfassung von dig. Impulsen. Beide Zähler können Pulsraten von 0 bis 10 MHz in Echtzeit verarbeiten. Die Impulserfassung erfolgt intern über schnelle Quadraturencoder. Damit keine Impulse ausbleiben werden 3x 8-Bit Latch plus ein Sign-Bit in einem vierten Register immer zwischengespeichert. Die Zähler arbeiten vollkommen unabhängig, können jedoch über einen separaten Triggereingang ebenso synchron betrieben werden. Dadurch können beliebig viele Zählerkarten parallel betrieben werden, um beispielsweise die Ist-Position bei Längenmessungen in Mehrachsensystemen ohne Zeitjitter zu erfassen. Die anschließende Verarbeitung wird mit absoluten Zählerständen vorgenommen. Die Unterscheidung zwischen Single und Differential-Ended erfolgt über die Steckerbelegung, sowie dem Entfernen der beiden RS422 ICs. Jede Eingangsleitung ist zusätzlich mit einem EMV-Filter gegen hochfrequente Störungen abgeblockt.

Auf Grund der int. 20 MHz Zeitbasis ist eine Impulserfassung (up/down-count) bis 10 MHz möglich. Im 4-fach Inkremental-Mode beträgt die Abtrastrate 5 MHz. Diese Einstellung wird beispielsweise für digitale Drehgeber und Encoder (mit diff. TTL/CMOS-Signal) oder inkrementale Längenmeßstäbe an Mehrachsen-Systeme und CNC-Maschinen benötigt. Da Inkrementalgeber i.d.R. weniger als 250 kHz erzeugen, ist der Interface-Eingang dieser Zählerkarte selbst im Quadratur-Modus praktisch 20zig-fach überspezifiziert.

Ein Zähler-Reset kann synchron oder asynchron erfolgen, sowie über die internen Counter als Zählerstand vorprogrammiert werden. Je Zähler werden vier I/O-Register verwendet. Die Zwischenspeicherung erfolgt bei Lesen des Low-Bytes. Während der Datenübertragung der Registerinhalte, zählt der Counter im Hintergrund weiter, damit kein Verlust an der augenblicklichen Position des Gebers entsteht. Über einen DIP-Schalter werden feste Parameter zu jedem Counter separat eingestellt. Die I/O-Basisadresse ist einstellbar. Dazu wird die Adresslage für den Port-Zugriff mit DIP-Schalter DIP-SW1 ausgewählt. Ein abgesicherter Spannungsausgang (0,5 Ampere über selbstrückstellbare Polyswitch) dient zur direkten Versorgung von 5 Volt TTL-Geber und Sensoren, sodass keine weiteren Komponenten benötigt werden. Siehe auch : Poly-Switch®

  Datenblatt / Manual zur Karte

Technische Daten:

- Digitale Zwei-Kanal 24 Bit + 1 Vorzeichen Impuls-Zählerkarte
- DC...10 MHz Echtzeit-Signalerfassung mit int. Latch-Zwischenspeicher (2x 4 Register)
- Geeignet für alle Phi0/90 TTL-Signale von Dreh-/Winkelgeber und Längenmaßstäben
- Erhöhte Störfestigkeit durch Differential-Eingänge (ähnlich RS422)
- Wahlweise auch Single-Ended-Eingänge möglich (TTL)
- 400ns Filter (schützt permanent gegen Signalprellen)
- Signalauswertung 1 - 2 - 4 fach Puls (Quadraturencoder) über DIP-Schalter vorwählbar
- Vorgeschaltetes EMI-Filter für jedes E/A-Signal
- Ext. Trigger-Eingang (TTL pull-up, GND aktiv) für synchrone Zählerübernahme
- Ext. Enable-Eingang (TTL pull-up, GND aktiv) zur Freigabe des ext. Trigger-Signals
- D-Sub 37pol. Buchse (gleiche Beschaltung wie PCI-Counter Karte)
- Power- und Zugriffsanzeige über LEDs
- Hilfsspannungsausgang + 5Volt über Polyswitch-Sicherung (0,5 Ampere) abgesichert
- Kartenadresse über DIP-Schalter einstellbar
- Polling-Betrieb oder INT-Verarbeitung (Option)
- großes CPLD 1032E (skalierbar für weitere Bus-Anpassungen) 
- EMV-gerechtes Schaltungsdesign für echte Industrieanwendungen

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Zaehler 1 auslesen
110 A = INP(&A0) : REM Low, Zugriff speichert gleichzeitig alle Register
120 B = INP(&A1) : REM Medium
130 C = INP(&A2) : REM High 
140 D = INP(&A3) : REM hier nur Vorzeichen-Bit in Data Bit 0
150 :
160 X = A + (B*256) + (C*65535) : REM absoluten Zählerstand berechnen
170 PRINT "Alle Register: "
180 PRINT A;B;C;D
190 PRINT "Counter 1 = ";X


E32 Optokoppler-Input Karte 32-Kanal
Funktion:
Diese Opto-Input Karte besitzt 32 isolierte Eingänge, welche in vier Gruppen (= separate Massepfade) zu je 8 Bit vom Rechner galvanisch getrennt arbeiten. Die I/O-Basisadresse ist einstellbar. Dazu wird die Adresslage für den Port-Zugriff mit DIP-Schalter DIP-SW1 ausgewählt. Insgesamt benötigt die Karte vier Register. Werkseitig verfügt das Interface über eine 37pol. D-Sub Buchse. Die Basisisolierung entspricht (gemäß DIN 0100) der typischen FELV-Spannung. Die hier verwendeten Optokoppler vom Typ. TLP620 arbeiten bipolar (+/- oder -/+). Damit besitzen die Eingänge keine Vorzugspolarität. Andere Eingangsspannungen (5...30 Volt) können durch Anpassung der Vorwiderstände (8-fach Resistor-Pack) individuell vorgenommen werden. Dazu sind alle DIL- Bauteile leicht zugängig und mit Präzisionsfassungen gesockelt.
  Datenblatt / Manual zur Karte
  Datenblatt Optokoppler TLP620

Technische Daten:
- 32 digitale Eingänge, in vier Gruppen zu 8 Bit
- Galvanische Trennung: FELV-isoliert
- Potentialtrennung 200 Volt DC (<1 min.)
- Eingang: typ. 24 Volt DC bipolar  (anpassbar über R-Array)
- Eingangsstrom je Optokoppler < 5 mA bei 24 Volt (Rv = 4k7)
- Datenübertragung DC...10 kHz
- Zugriffsanzeige über LED (Port-I/O)
- Anschluss: D-SUB 37pol. Buchse  (auf Wunsch Stecker)
- I/O-Adresse über DIP-Schalter einstellbar
- Großes CPLD für weitere Optionen (bsp. Interrupt-Timer)

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Opto-Kanal 1..32 einlesen (vier 8-Bit Register) 
120 CLS : LOCATE 2,4 
140 : 
150 A = INP(&B8) 
160 B = INP(&B9)
170 C = INP(&BA) 
180 D = INP(&BB) 
190 : 
200 PRINT "1. BYTE INP = ";A 
210 PRINT "2. BYTE INP = ";B
220 PRINT "3. BYTE INP = ";C
230 PRINT "4. BYTE INP = ";D

Damit die VDE-Vorschriften eingehalten werden, müssen bei höheren Spannungen > 30 Volt, beispielsweise Koppel-Relais der Fa. FINDER (Serie 49.xxx) über eine 24 Volt Quelle eingeschleift werden.

  Koppel-Relais für 230 Volt-Eingang


A32 Optokoppler-Output Karte 32-Kanal
Funktion:
Diese Opto-Output Karte besitzt 32 isolierte Ausgänge, welche in 4 Gruppen (= separate Massepfade) zu je 8 Bit vom Rechner galvanisch getrennt arbeiten. Die I/O-Basisadresse ist einstellbar. Dazu wird die Adresslage für den Port-Zugriff mit DIP-Schalter DIP-SW1 entsprechend ausgewählt. Insgesamt benötigt die Karte vier Register. Jedes 8-bit-Register dient gleichzeitig als Zwischenspeicher, so dass erst durch „überschreiben“ des Bytes ein neuer Wert für das jeweilige Register auf den Ausgang übertragen wird. Werkseitig verfügt das Interface über eine 37pol. D-Sub Buchse. Die Basisisolierung entspricht (gemäß DIN 0100) der typischen FELV-Spannung. Es stehen drei verschiedene Kartenvarianten zur Wahl: P- oder N-schaltend, sowie Photo- MOS Relais bis 350 mA  pro Kanal. Es sind auch Mischbestückungen mit P, N und Photo-MOS möglich. Durch Verwendung einer invertierten Logik mit Freigabe-FF (erster Kartenzugriff), werden keine undefinierten Pegelzustände während der Power-Up- und Reset-Phase erzeugt.

Option: Ein WatchDog-Reset versetzt alle Ausgänge in eine neutrale Ausgangssituation, wie man sie nach dem Einschalten des Rechners vorfindet (alle Ausgänge = OFF).

Die Programmierung erfolgt direkt in Maschinensprache, oder mit SEPIA RT-ZBAS über INP-/OUT-Befehle.
 
Technische Daten:

- 32 digitale Ausgänge, in vier Gruppen zu 8 Bit
- 4 Zwischenspeicher zu je 8 Bit (Latch-Register)
- Galvanische Trennung: FELV-isoliert
- max. Potentialspannung 200 Volt DC (<1 min.)
- Schaltspannung 5...24 Volt DC unipolar 
- max. Schaltspannung 30 Volt DC
- Negative Logik (definierter Power-Up Zustand)
- max. Strom je Optokoppler: 20 mA (P)
- P-Optokoppler: ILD610-3
- max. Strom je Optokoppler: 100 mA (N)
- N-Optokoppler: TLP627-4
- Datenübertragung DC...10 kHz
- Zugriffsanzeige über LED (Port I/O)
- I/O-Adresse über DIP-Schalter einstellbar
- Option: Taktoszillator für eigenen WatchDog
- Option: Reset + shut-down (per DIP-Schalter)
- Option: Photo-MOS-Schalter bis 350 mA
- Anschluss: D-SUB 37pol. Buchse
  (auf Wunsch mit Stecker lieferbar)

  Datenblatt / Manual zur Karte
  Datenblatt Optokoppler TLP627

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Ausgabe Opto-Kanal (1. Register)
110 X = 128               : REM setzte Bit 7 (0x80h) 
120 OUT (&BC), 255-X      : REM Output

Zur Schaltung hoher Spannungen und Lasten werden optische Relais der Fa. CRYDOMTM empfohlen.

  CRYDOM AC Relais
  CRYDOM CW Relais


DA1 Analog-Output Karte 2 / 4 Kanal
Funktion:
Die DA1 Karte bietet je nach Bestückung wahlweise zwei oder vier D/A-Kanäle mit je 12 Bit Auflösung an. Je nach Referenz-Chip (REF01 / REF02) und Jumper-Einstellung können Ausgangsspannungen von +/- 10 Volt, 0...10 Volt, oder +/- 5 Volt, 0...5 Volt erzeugt werden. Die Wandler arbeiten intern mit Latch-Zwischenspeicher, so dass alle Kanäle auch zeitgleich übergeben werden können. Die Grundeinstellung uni. / bipolar erfolgt für jeden Wandler-Baustein getrennt. Da bei dieser Karte Dual-ICs verwendet werden (zwei Wandler in einem DIP- Gehäuse), gilt die Einstellung immer paarweise. 

Die I/O-Basisadresse ist einstellbar. Dazu wird die Adresslage für den Port-Zugriff mit DIP-Schalter DIP-SW1 ausgewählt. Insgesamt benötigt die Karte acht I/O-Register. Zwei Lese-Register dienen zur Übergabe der neuen DAC-Werte, sowie einem schaltbaren Ausgang, welcher während der RESET-Phase abgeschaltet bleibt (disable), um keine ungewollten Spannungszustände zu erzeugen. Alle I/O-Kartenzugriffe werden durch eine LED zusätzlich angezeigt. Werkseitig verfügt das Interface über eine 9pol. D-Sub Buchse. 

Die Programmierung erfolgt direkt in Maschinensprache, oder mit SEPIA RT-ZBAS über INP-/OUT-Befehle.
 
 Technische Daten:

- 2 oder 4 analoge Ausgänge, je nach Variante
- 12 Bit Auflösung, siehe Datenblatt 
- Vout +/- 10, 0...10 o. +/- 5, 0...5 V je nach REF
- Output über Buffer Op-Amp., max. 5 mA Last
- Zwischenspeicher mit DAC Latch-Register 
- DAC Wandler-Rate, min. 8µs, typisch 10µs 
- Ausgänge mit EMI-Filter
- Ausgangsbuffer auf Präz.-Fassung gesockelt
- Output min. 10 Sekunden kurzschlussfest
- Referenz-GAIN über Spindeltrimmer einstellbar
- Spannungsaufbereitung mittels DC/DC-Wandler
- Zugriffsanzeige über LED (Port I/O)
- Power-LED prüft gleichzeitig DC/DC-Wandler
- I/O-Adresse über DIP-Schalter einstellbar
- Anschluss: D-SUB 9pol. Buchse

Datenblatt / Manual zur Karte
DAC-Wandler (2-fach) AD7237

DAC-Referenz wahlweise 10 oder 5 Volt:
REF1: REF102
REF2: REF02

Einfaches Programmierbeispiel:

100 REM Grundinitialisierung
110 REM Bipolar-Mode alle DAC-Kanäle 0 Volt 
120 XDAC(&800),&98    : REM setze Wert auf Kanal 1 
130 XDAC(&800),&9A    : REM setze Wert auf Kanal 2 
140 XDAC(&800),&9C    : REM setze Wert auf Kanal 3 
150 XDAC(&800),&9E    : REM setze Wert auf Kanal 4 
160 XDASET(&98)       : REM DAC Latch & Output Freigabe

...

100 REM Kanal 1 und Kanal 2 gleichzeitig programmieren
110 XDAC(&0A00),&98   : REM setze +2,5 Volt auf Kanal 1 
120 XDAC(&0FFF),&9A   : REM setze +10  Volt auf Kanal 2 
130 XDASET(&98)       : REM DAC Latch & Output Freigabe


RTY RS422/485 + TTY 20mA Loop Schnittstellenkarte
Funktion:
Diese Karte besitzt galvanisch getrennte Schnittstellen vom Typ RS422/485 und TTY 20 mA Loop. Beide COM-Ports können wahlweise von COM1 bis COM7 per DIP-Schalter mit unterschiedlicher Baudrate vor- eingestellt werden. Um Masseschleifen im Dual-Betrieb zu unterbinden, sind beide 9pol. D-Sub Buchsen auch untereinander über je einen DC/DC-Wandler sowie High-Speed Optokoppler isoliert. Die Isolation ist nach FELV mit 200 Volt recht konservativ angegeben. In unserem Testlabor wurden Prüfspannungen mit 500 V bei einer Testdauer von 1 min. bestanden, kurze Pulse sogar bis 650 Volt. Auf Wunsch können auch spezielle  DC/DC-Wandler mit einer höheren Isolation (bis 1 KV) bestückt werden. Die elektrische Optokopplerbarriere des HCPL2630 bzw. TPL 2630 beträgt 2500 Volt, die des CNY 17 typ. 5000 Volt.
 
 Technische Daten:
- 1x RS422/485, einstellbar über DIP-Schalter
- 1x TTY 20 mA, aktiv/passiv je nach Steckerbelegung
- 1x 24 Volt DC, 20 mA Konstantstromquelle 
- 2x Spannungsaufbereitung mittels DC/DC-Wandler
- Galvanische Trennung: FELV-isoliert
- Potentialtrennung bis 200 Volt DC (<1 min.)
- Write Zugriffsanzeige über LED (IOW)
- Power-LED
- COM-Port über DIP-Schalter einstellbar
- 4 verschiedene Baudraten voreinstellbar
- Anschluss: 2x D-SUB 9pol. Buchse

Signale
- RS422: RX+, RX-, Tx+, TX-, GND1
- RS485: RxTx+, RxTx-, GND1
- TTY: Rx-, Rx+, Tx-, Tx+, +20mA, GND2 

Mode
- RS422: halb/voll-Duplex (mit/ohne Echo)
- RS485: nur mit Echo 
- TTY: mit/ohne Echo, je nach Beschaltung 

  Datenblatt / Manual zur Karte
  Datenblatt zum 16C550
 


SIO  RS232 Schnittstellenkarte
Funktion:
Diese Karte stellt einen SIO-Kanal mit RS232 Funktionalität bereit. Die Adressierung erfolgt Byte-weise. Zusätzlich lassen sich die Adressleitungen A0 und A1 über Jumper vertauschen. Damit kann der SIO Port auf jede I/O-Adresse individuell angepasst werden, um beispielsweise unter CP/M 2.2 div. Transferprogramme wie Kermit nutzen zu können. Die max. Baudrate beträgt 115.2. kBaud und wird mit einem 4-fach DIP-Schalter voreingestellt. Die Schnittstelle besitzt echte V.24 Leitungstreiber vom Typ. MC1488, MC1489 mit 12 Volt Pegel. Die Spannungsversorgung erfolgt mittels DC/DC Wandler. Das hier verwendete CPLD besitzt genügend Raum für kundenspezifische Erweiterungen oder Bus-Anpassungen. Ein noch unbelegter DIP-Schalter kann für weitere Einstellungen dienen.

 Technische Daten:
- 1x SIO mit RS232 über V.24 Leitungstreiber
- var. Adressierung 00h...FFh, Registerbelegung: 4 Byte 
- verwendet echten Z80 SIO UART (Z84C4010 Fa. Zilog®)
- Baudrate von 600 Bd bis 115.200 kBaud per DIP-Sw. einstellbar
- Parametrierung über Register (siehe SIO Datenblatt)
- PWR und I/O LEDs zeigen aktuellen Zustand an
- TxD und RxD LEDs zeigen Datenfluss bei Transfer an
- 25 pol. D-Sub Stecker, mit Host-Belegung
- Signale: RxD, TxD, RTS, CTS, DTR, DSR und Ring
- unabhängige Taktaufbereitung mit Quarz-Oszillator
- Polling-Betrieb oder INT-Verarbeitung (Option)
- Jumper für IEI <> IEO Brücke (für Z80® ECB-Bus Systeme)
- großes CPLD 1032E (skalierbar für weitere Bus-Anpassungen)
- EMV-gerechtes Schaltungsdesign für Industrieanwendungen
- Kartengröße: 160 x 100 mm, Höhe: 3 HE, Breite: 4 TE

Preis & Lieferzeit auf Anfrage

Z80 SIO Karte mit V.24 RS232 Schnittstelle
SIO Z84C4010 Controller Datenblatt

SIOTERM.COM  Mini-Terminal Programm, nur für CP/M 

Gute Info-Links zu KERMIT und seriellen Schnittstellen:
http://www.columbia.edu/kermit
http://www.cirsovius.de/CPM/Projekte...
http://www.netzmafia.de/skripten/modem/dfue1.html
http://www.z80.eu/kermit.html
http://susowa.homeftp.net/index.php...
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/hs/terminal/terminal.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Kermit_(Software)


ELZET 80 ®  ECB-24VB  DIO Karte
Technische Daten:
- 16 Eingänge über Optokoppler isoliert
- Pegel für High-Signal 18..30V. Eingangsstrom 4mA bei 24V
- Maximale Eingangsfrequenz 400Hz 
- 16 PNP-Transistorausgänge über Optokoppler isoliert 
- Ausgangsdauerstrom 500mA bei 24V, nicht kurzschlußfest 
- Einschaltzeit 5µs, Ausschaltzeit 15µs. 
- Ausgangswatchdog mit 40ms Retriggerzeit, ein/abschaltbar
- Stecker DIN41612, Bauform F, 48polig 
- Adresseinstellung von 00 bis FEH (belegt zwei Adressen)
- Betriebsspannungen: +5V/400mA ±5%,  Extern 24V ±20% 
- Kartengröße: 160 x 100 mm, Höhe: 3 HE, Breite: 4 TE
- Gewicht: 140g

Hersteller: Firma ELZET 80. Preis & Lieferzeit auf Anfrage
 

Beschreibung:
Die meisten Steuerungen werden mit Schaltgeräten (Schütze, Ventile, Initiatoren) für 24V Gleichspannung ausgeführt. Die meistverkaufte Steuerungskarte ist folgerichtig diese preiswerte Baugruppe mit je 16 Ein- und Ausgängen für 24V DC. Durch die große Schaltleistung von 0,5 A können Schütze und Luftventile direkt angeschlossen werden. Optokoppler ein- und ausgangsseitig verhindern die Verbindung des Schaltgerätepotentials mit dem Massepotential. Die P-schaltende (Source driver) Ausführung der Ausgänge versorgt das auf Nullpotential liegende Schaltgerät mit 24V. Diese Schaltart ist wesentlich sicherer als M-schaltender (Sink) Betrieb, bei dem Schaltgeräte durch Kurz- oder Erdschlüsse außerhalb des Rechners aktiviert werden können. Auch eingangsseitig werden 24V verlangt, wenn der Eingang aktiv sein soll. Die 16 Ausgänge werden über zwei 8-Bit-Ports geschaltet, die keinerlei Initialisierung verlangen. Durch schaltungstechnische Maßnahmen wird gewährleistet, daß die Ausgänge beim Einschalten, nach RESET und ohne Rechner-Betriebsspannung nicht leiten, d.h. daß die Geräte ausgeschaltet bleiben. Zuschaltbar ist darüberhinaus ein Ausgangswatchdog, eine Totmannschaltung, die ein regelmäßiges Auffrischen der Ausgänge verlangt, andernfalls sie abgeschaltet werden. Der Zustand der Ausgänge ist nicht rücklesbar. Die Ausgangstransistoren sind handelsübliche PNP-Transistoren (100V/8A), die im Reparaturfall kostengünstig ausgetauscht werden können. Die 16 Eingänge werden über Spannungsschwellen und Tiefpaßfilter auf Optokoppler geführt, die in zwei Achtergruppen einlesbar sind und ebenfalls keinerlei Initialisierung verlangen. Die Eingänge können keine Interrupts erzeugen. Die Verbindung zu den Geräten erfolgt durch die auf der Baugruppe montierte 48 polige Messerleiste (für hohe Ströme) nach DIN 41612, Bauform F. Passend dazu sind Federleisten mit Handlötanschlüssen, Kabelgehäuse und fertig konfektionierte Kabel optional erhältlich. Ein passiver  aufsteckbarer Testadapter (PER-TEST24V) simuliert Ein- und Ausgangsgeräte (kostenpflichtig). Die ECB-24VB wird mit einer Kunststofffrontplatte geliefert. Die Karte hat ein einfaches ECB-E/A-Businterface ohne Interruptmöglichkeit, daher sind die IEI/IEO-Kette und BAI/BAO-DMA-Kette passiv durchgeschleift. Die Basisadresse ist modulo 2 im Z80-E/A-Bereich einstellbar. Jede Baugruppe belegt nur zwei Adressen, die sowohl für Ein- sowie für Ausgänge genutzt werden.

Die E/A-Karte wurde in SEPIA geprüft und kann problemlos betrieben werden.
Die Programmierung erfolgt direkt in Maschinensprache, oder mit SEPIA RT-ZBAS über INP-/OUT-Befehle.


ECB E/A-Karten der Firma Janich & Klass können ebenso in SEPIA weiter verwendet werden. Zur Anpassung an den SEPIA-Bus müssen die IEI- und IEO-Leitung, sowie der CTC disabelt werden und schnelle Bus-Treiber vom Typ: SN74F245N verwendet werden. 

Hier die Karten aus der Serie JK82 mit 16x OPTO-Output (linkes Foto) und 16x OPTO-Input (rechtes Foto):


In wie fern sich die nachfolgenden ECB-Bus-Karten in SEPIA einbinden lassen, wurde noch nicht überprüft:


Power Netzteil-Karte (wide input range)
Zuverlässige Spannungsversorgung für störungsfreien Betrieb:

Dieser Spannungswandler basiert auf einem weitbereich-DC/DC-Konverter und ist in versch. Leitungsklassen für unterschiedliche Ausbaustufen verfügbar. Die Spannungsversorgung erfolgt direkt über Front-Einschübe mit  Eingangsspannungen für +12 (KFZ), +24, +48, oder +72 Volt DC. Die Karte birgt zusätzlich eine getrennte Spannungsüberwachung (Power-Fail), eine galvanische Trennung, Verpolungsschutz, ESD-Erdungspunkt, Output-Spannungsregler, EMI-Filter, Temperatur- und Überspannungsschutz. Die DC-Versorgung erfolgt über Standard- Tragschienennetzteil, sowie Netzteil mit UPS, mit  Tischnetzteil, oder mittels Akku bzw. Batterie-Betrieb. Zur Sicherheit wurde zusätzlich ein mehrstufiger Spannungsschutz (grob, mittel, fein) mit Gas-Ableitern, mehreren Varistoren und einer TVS-Diode gegen energiereiche Surge-Impulse (siehe EN61000-4-5) integriert. Der weite Versorgungsspannungsbereich bei 12, 24, oder 48 Volt erlaubt zudem ausfallfreie Spannungsschwankungen (Unter- und Überspannung) von min. ±20% der Nennspannung.

Technische Daten:
Eingangsspannung: 12/24/48/ oder 72 VDC je nach Type (max. 75 Volt)
Ausgangsspannung: 5 Volt DC (+/- 0,03%/C bei 0...50 Grad)
Spannungsregler: 10 Gang Spindeltrimmer, Regelbereich 4,95 - 5,15 V
Ausgangsstrom: max. 5 / 6 / 8 / 10 / 12 Ampere je nach Type
Leistungsklasse: 25 / 30 / 40 / 60 Watt je nach Type
Leerlaufstrom: typ. 8 mA @ 24 Volt DC, damit < 0,2 Watt für ErP-Ready
Anzeige: 2 LEDs, für 1x POWER-IN und 1x ERROR (Fuse fail)
Sicherheit: Fail-Out Störmeldung, isoliert, open-collector N-schaltend
Sicherung: Standardsicherung 5 x 20mm
Output int. Anschluss: 4 pol. Phoenix-Stecker mit Sense (max. 10 A)
Output int. Anschluss: M4 Schrauben oder 6,3mm Flachstecker
Input ext. Front-Anschluss: 4 pol. Phoenix-Stecker, verriegelbar
Erfüllt z.T. MIL-STD-704 für 28 Volt DC Bordspannung

Weitere Angaben zum DC/DC-Wandler SDM30
- Kurzschlussfest
- Überspannungsschutz
- Kurzfristig min. 105% overload
- min. 1000 Volt Isolation
- Betriebstemperatur: 0...70 max. -25...+85 Grad Celsius*
- Case Temperatur DC/DC-Wandler: max. 90 / 105 Grad*
- Rel. Luftfeuchte: 0...95%
- EMV Filter zur Einhaltung EN55022 (CISPR22) FCC Class B
* je nach Version "Economy" oder "Heavy" Industrial

Sonstiges
Layout enthält mehrere Lochbilder für verschiedene DC/DC-Wandler.
 

Sehr aufwendiger DC/DC Spannungs-Konverter mit Grob- Mittel und Feinschutz, EMI-Filter und Fail-Anzeige.
Foto: PW2 mit Uin 24 Volt, 60 Watt, Uout 5 Volt 12 Ampere
  Techn. Dokumentation

Weitere Merkmale sind:
- LED Anzeigen für Power-In (grün) und Fuse-fail (rot)
- Lastfreier Ein/Aus-Schalter über Remote-Ctrl.-Eingang am DC/DC-Wandler 
- Kurze Leiterplatte (nur 130mm) für dahinterliegende Kabelmontagen (z.B.: IDE-Kabel für SD-Karte) 
- Sicherer Wiederanlauf nach Spannungsunterbrechung
- Sichere, galvanische Trennung, Aufbau gem. PELV DIN_VDE 0100-410 (großer Leiterbahnabstand)
- Optoentkoppeltes Fail-Signal mit open-collector Ausgang (für abgesetzte Fehlermeldung)
- 5 Volt Ausgang wahlweise über Schraubklemmen, M4 Schraube oder 6,3mm Flachstecker zugängig

Ein Frontseitiger Schutzleiteranschluss dient zur Erdung (für Chassis-Potentialausgleich) und gleichzeitig als ESD-Schutz. Das Layout wurde für verschiedene DC/DC-Wandler mit unterschiedlichen Pin-Out diverser Hersteller ausgelegt. Somit kann die Schaltung je nach Bedarf mit 25, 30, 40 oder 60 Watt Spannungswandler bestückt werden.

  DC/DC-Wandler Typ: SDM30 (25 Watt)

  Techn. Daten zum 4pol. POWER-Stecker

Weitere Info zum Steckergehäuse unter:
http://eshop.phoenixcontact.de/phoenix...


Empfohlenes Schaltnetzteil bei Netzbetrieb:
GS60A24-P1J-SNT

- ~240 VAC Universaleingang 90..264 V (47..63Hz)
- Ausgangsspannung: 24 Volt DC
- max. Strom: 2,5 Ampere, 60 Watt Leistung
- Eingangsstecker C14 (EN60320-1)
- Schutz gegen Kurzschluss und Überlastung
- Schutz gegen Überspannung
- Isolationsklasse I
- Overload max. 105-150% rated power
- niedrige Leerlaufleistung
- Netzteil erfüllt EU Richtlinie ErP-2
- EMC gem. EN55022 class B, 
- EN61000-3-2,3, FCC Part 15,
- EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11 level A

  Datenblatt zum 60 W Schaltnetzteil
Datenblatt zum 120 W Schaltnetzteil



 
STEP POWER von Phoenix Contact
24 Volt  2.5 Ampere Schaltschrank-Netzteil

Nenneingangsspannung 100 V AC ... 240 V AC
Frequenzbereich AC 45 Hz ... 65 Hz
Stromaufnahme ca. 0,4 A (230 V AC)
Einschaltstromstoß < 15 A (typisch)
Netzausfallüberbrückung > 100 ms (230 V AC)
Eingangssicherung 3,15 A (träge, intern)
Zulässige Vorsicherung B6, B10, B16
Schutzbenennung Transientenüberspannungsschutz
Schutzschaltung/-Bauteil Varistor
Nennausgangsspannung 24 V DC ±1 %
Einstellbereich 22,5 V DC ... 29,5 V DC
Ausgangsstrom 2,5 A (-25 °C ... 55 °C)
2,75 A (-25 °C ... 40 °C dauerhaft)
4,4 A (maximaler Ausgangsstrom)
Derating 55 °C ... 70 °C (2,5 %/K)
Restwelligkeit < 80 mVSS (20 MHz)
Verlustleistung Leerlauf maximal < 0,7 W
Verlustleistung Nennlast maximal 9,9 W
 

STEP POWER: Die kompakten Stromversorgungen der neuen STEP POWER-Generation eignen sich aufgrund ihrer Bauform speziell für Installationsverteiler und flache Bedienpulte. Die Netzteile sind mit 24 V DC Ausgangsspannung in unterschiedlichen Leistungsklassen und Baubreiten sowie den Sonderspannungen 5, 12, 15 und 48 V DC verfügbar. Mit ihrem hohen Wirkungsgrad und den geringen Stand-by-Verlusten wird laut Hersteller eine hohe Energieeffizienz erzielt.

  Datenblatt und Approbationen


UL steht für Underwriters Laboratories Inc.®. Sie ist eine der weltweit führenden Organisationen zur Prüfung und Zertifizierung im Bereich Produktsicherheit.


Pofessionelle Case-Netzteile für Bahnanwendungen (Datenblatt auf Anfrage)
Auf den Einsatz in Schienenfahrzeugen zielen die DC/DC-Wandler der Baureihe RSD-300 (300W) von MeanWell® ab. Mit verschiedenen Wattleistungen (100...300W) erfüllen diese Wandler (mit Single Output) die verschiedensten Anforderungen von Fahrzeuganwendungen. Dank modernster PWM-Technik beträgt der Wirkungsgrad bis zu 91%. Die Spannungswandler sind teilgekapselt, so dass Luft frei zirkulieren und die Wärme leicht abgeführt werden kann. Trotz des erweiterten Betriebstemperaturbereichs (-40°C bis +70°C) ist zur Kühlung kein Lüfter erforderlich. Zugleich sind die Wandler staub- und feuchtigkeitsdicht, sowie wärmeableitend ausgelegt. Damit eignen sie sich für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen, dank ihres flachen U-Profils (40mm) auch in platzbeschränkten Anwendungen. Neben dem weiten Eingangsbereich bietet die RSD-300 Baureihe eine hohe E/A-Isolation von 4kV und Stoß-/Vibrationsfestigkeit bis 5g, sowie eine eingebaute Strombegrenzung. Schutz vor Kurzschluss, Überlast, ausgangsseitiger Überspannung, Übertemperatur und eingangsseitiger Verpolung gehört zu den Standardfeatures dieser Serie. Die Konstruktion entspricht den ITE-Standards gem. IEC609050-1 und EN55022. Zudem erfüllen sie die Schienenverkehrs- Zertifizierungen EN50155, IEC60571, IEC61373 und EN50121-3-2. Dadurch lassen sie sich in allen Arten von Schienenfahrzeugen einsetzen, welche direkt mit DC-Gleichspannung versorgt werden. Die Anwendungsbereiche schließen Eisenbahnen, U-/S-Bahnen, Busse, Wohnwagen und Wasserfahrzeuge ebenso mit ein. In Verbindung mit externen Batteriesätzen (als Energiequelle) eignen sie sich auch für den industriellen Einsatz, beispielsweise in Sicherheitssystemen, Gleichstrom-USV-Systemen und Telekommunikationseinrichtungen.


Kundenspezifische Produkte, Kundenbetreuung und Projektsupport:
Für spezielle Anwendungsanforderungen entwickeln wir kundenspezifische Produkte nach Maß.
Teilen Sie uns dazu einfach Ihre Wünsche mit - wir entwickeln und fertigen SEPIA-Baugruppen bereits ab ein Stück.

Bild oben: SEPIA im 63 TE TGH-Tischgehäuse 4 HE, Vollausstattung

Bild oben: SEPIA im 84 TE TGH-Tischgehäuse 4 HE, Sonderanfertigung

Bild: TGH Kompaktgehäuse ohne Griff
Nutzbare Bus-Steckplätze: 8x 4 TE, SEMV-Version

Bild: BGT-Gehäuse, Maße o. Wandhalter BxHxT: 234 x 133,4 x 240 mm
Nutzbare Bus-Steckplätze: 8x 4 TE, HEMV-Version

Sie möchten eine Vorführung?
Kein Problem. Rufen Sie uns einfach an: 02235 - 76707


Individualität
Neben unterschiedlichen Bestückungsvarianten (Sie zahlen nur für Funktionen, die Sie tatsächlich benötigen) bieten wir gegen einen kleinen Aufpreis eine individuelle Frontplattenbeschriftung mit verschiedenen Fonts, in unterschiedlichen Größen, Farben, oder Landessprachen an. Bei OEM-Versionen können zusätzlich kleine Logos auf die Frontplatte gedruckt werden. Diese müssen uns fertig freigestellt als Bild-Datei im TIF oder 24bit BMP-Format gestellt werden. Ein spezielles CNC-Fräs- und Druckverfahren (im eigenen Haus) ermöglicht 3HE 4TE Frontplatten-Prototypen innerhalb von nur 48 Stunden versandfertig herzustellen. Der spezielle Aufdruck wird thermisch fixiert und erhält zum Schluss eine Versiegelung, die vor Abnutzung und UV-Strahlung schützt.


Verbraucherinformation gem. Einheitenverordnung:
2,5" (Zoll) entsprechen 6,35cm und 3,5" (Zoll) entsprechen 8,89cm
4TE entsprechen 20,32mm und 8TE entsprechen demnach 40,64mm
3HE = 133,35mm (Außenmaß von Baugruppenträger, nicht Frontplatte)
19" (Zoll) entsprechen 482,6mm und 63TE (x 5,08) sind demnach 320,04mm
Formel: 1 Zoll = 0,0254 Meter, 1TE = 5,08mm, 1HE = 44,45 mm
"HE" steht für Höhen-Einheiten, "TE" steht für Teil-Einheiten

Danksagung
An dieser Stelle möchte ich mich ganz herzlich für die tatkrätige Hilfe
und Mitarbeit von Herrn Dr. Hans Hehl bedanken.
http://www.hehlhans.de

Datenblätter und weitere Informationen
Fleyer Datenblatt Komponenten RT-ZBAS Verbrauch CE-EMV Gehäuse FAQ
SD® is Trademark by SanDisk®.
Digital Research®, Centronics®, Intel®, Microsoft®, Z80® und Zilog® sind eingetragene Marken ihrer Hersteller.



KOLTER ELECTRONIC ist nicht für die Inhalte fremder Seiten verantwortlich.
Es gelten ausschließlich die AGB der Firma KOLTER ELECTRONIC.
Für die Richtigkeit der Angaben wird keine Gewähr übernommen.
Alle Preisangaben sind gewerblich. Das Zahlungsmittel ist EURO.
Alle Rechte vorbehalten. (c) copyright H.Kolter

[ Zur KOLTER ELECTRONIC® Hauptseite ]