КАМАК

В середине 1960-х годов стоимость вычислительных машин стала достаточно низкой для того, чтобы их можно было достаточно широко использовать в физических экспериментах. Относительное распространение машин создало необходимость в серийном выпуске измерительных устройств, способных работать с системами сбора данных. Из экономических соображений требовалось, чтобы эти устройства отвечали требованиям модульности и унификации способа подключения.

В качестве решения Европейским комитетом по cтандартам в ядерной электронике (ESONE)^[1] в 1972 году был предложен стандарт EUR 4100^[2], часто называемый так же CAMAC-1 (или просто CAMAC).

В технической литературе и стандартах, выпускавшихся на территории СССР, использовалась прямая транслитерация — КАМАК.

Первоначальная попытка наладить выпуск аппаратуры совместимой с КАМАК в СССР не снискала успеха,, в связи с тем, что НИИ Приборостроения, ответственный за разработку и выпуск этой аппаратуры, начал выпуск аппаратуры «Вектор», совместимой с КАМАК по протоколам, но с конструктивом крейтовой системы выполненным в метрических типоразмерах. Результатом стала несовместимость аппаратуры Вектор с уже широко употреблявшейся даже в СССР аппаратурой КАМАК и, как следствие, относительно низкая популярность этого оборудования. В итоге, КАМАК был стандартизирован в СССР только к 1980ому году в качестве ГОСТ 26.201-80^[3]. Впоследствии, отечественный ГОСТ пересматривался, последняя актуальная редакция датируется 1994ым годом.

Стандарт КАМАК описывает способ сопряжения оборудования с вычислительной машиной при помощи магистрально-модульной шины в конструктиве Евромеханика. Шина имеет иерархическую структуру и набирается из следующих блоков:

Крейт представляет собой «ящик» с одной открытой стенкой, через которую в него вставляются функциональные модули^[4].

В крейте предусмотрены позиции для крепления 24 функциональных модулей. Каждый модуль подключается через специальный разъём, расположенный на задней стенке крейта. Все разъёмы, входящие в крейт, соединены параллельной шиной, называемой Dataway. Два правых слота предназначены для подключения контроллера крейта. Разводка шины Dataway для этих слотов несколько отличается.

В нижней части крейта имеется отсек, который может быть использован для установки блока, обеспечивающего питание и охлаждение модулей при помощи встроенных вентиляторов.

Функциональный модуль может занимать один или несколько слотов. Простейший модуль, занимающий один слот, должен иметь два ребра сверху и снизу, вставляемые в направляющие на крейте, предназначенные для точного позиционирования модуля. На задней части модуля располагается разъём, подключаемый к шине Dataway. На передней панели модуля могут располагаться внешние разъёмы, элементы управления или индикации.

Несколько крейтов могут быть объединены на одной шине при помощи канала, называемого Highway. Имеются два типа канала Highway: параллельный и последовательный.

Для подключения к каждому типу каналов требовались особые контроллеры. При этом часть контроллера, работающая с шиной Dataway не менялась, менялся лишь интерфейс взаимодействия с каналом Highway.

Несколько позже стандарта EUR 4100 был подготовлен стандарт EUR 4600, описывающий параллельную ветвь (англ. Branch), содержащую до 8 крейтов, способный вмещать до 176 модулей. Этого количества в большинстве случаев хватало для проведения сложных лабораторных экспериментов.

Шина ветви содержит 65 сигнальных проводников. Для крейтов используется географическая адресация, тогда как для номера модуля, адреса подмодуля и функции используется адресация с дешифрацией. Двусторонняя передача данных осуществляется по 24 параллельным линиям в режиме половинного дуплекса.

В дополнение к стандарту EUR 4600 был также предложен стандарт EUR 6100, описывающий последовательную магистраль, позволяющую объединить 62 крейта, разнесённых на значительные расстояния. Такая система позволяла использовать до 1364 модулей при проведении экспериментов на значительных площадях.

Модули крейта КАМАК управляются определенным набором команд. Команды делятся на:

• адресуемые (предназначенные конкретному модулю)
• неадресуемые (общие).

Все адресуемые команды имеют форму NAF, где N — «адрес» — номер станции, на которой расположен модуль (может принимать значения от 1 до 23), A — «субадрес» — номер адреса устройства (регистра) внутри модуля, принимает значения от 0 до 15, F — код операции (функции), которую должен выполнить модуль. Для кодирования операции отводится 5 двоичных разрядов, то есть, это может число от 0 до 31. Каждый модуль может выполнять ограниченное число операций, и, приступая к работе с конкретным модулем, надо по его описанию ознакомиться со списком его функций и соответствующими кодами (см. подраздел Описание отдельных модулей). Однако существуют общепринятые коды для типичных операций:

Стандарт КАМАК-1 получил широкую популярность и мощную поддержку организаций по стандартизации. Это привело к закреплению стандарта и выпуску огромного числа готовых модулей, предназначенных для выполнения различных измерительных и вычислительных задач.

Тем не менее, имеющиеся в стандарте ограничения привели к появлению ряда новых совместимых стандартов.

• Автоматизация физического эксперимента: Учеб. пособие для физ. спец. вузов / Ю. Ф. Певчев, К. Г. Финогенов, 367 с. ил. 22 см, М.: Энергоатомиздат, 1986

• ГОСТ 26.201.2-94 Система КАМАК. Последовательная магистраль интерфейсной системы (недоступная ссылка)
• ГОСТ 26.201.1-94 Система КАМАК. Организация многокрейтовых систем. Требования к магистрали ветви и крейт-контроллеру КАМАК типа А1 (недоступная ссылка)