Software de control de tarjetas PXI 6070E

 

Guía del Usuario

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Edilberto Sánchez

edi.sanchez@ciemat.es

Laboratorio Nacional de Fusión

Mayo de 2002


Tabla de contenidos

1.1.           Sistemas PXI 4

1.2.           Tarjetas PXI 6070 E. 4

1.3.           Adaptador BNC-2090. 5

1.4.           Sistema operativo. 5

1.5.           Control remoto de los sistemas PXI a través de VNC.. 5

1.6.           Aplicación para el control de las tarjetas PXI 6070E. 6

2.              Panel de control del envío de datos. 7

2.1.           Descripción general 7

2.2.           Borrado del log. 7

2.3.           Eliminar señales de la cola de envío. 8

2.4.           Detener el envío de datos de forma temporal 8

2.5.           Parar la aplicación. 9

3.              Panel de control de adquisición de datos. 9

3.1.           Arranque del panel de control de adquisición. 9

3.2.           Programación de las tarjetas de adquisición. 10

3.2.1.         Activación / desactivación de una tarjeta. 11

3.2.2.         Parámetros de adquisición generales. 11

3.2.3.         Programación de los canales de adquisición. 13

3.3.           Actualización de la configuración de las tarjetas. 15

3.4.           Parada de la adquisición. 16

3.5.           Medida del código de continua. 16

3.6.           Borrado del log. 16

4.              Paneles auxiliares. 16

4.1.           Panel de ajuste de la aplicación. 17

4.1.1.         Creación de versiones de los ficheros de datos. 17

4.1.2.         Retraso entre pasos en la cola se datos pendientes de envío. 18

4.1.3.         Retraso entre ciclos en la cola se datos pendientes de envío. 18

4.1.4.         Retraso entre pasos en el ciclo de adquisición. 18

4.1.5.         Retraso ciclos de adquisición. 18

4.1.6.         Retraso entre lecturas del panel de control 18

4.1.7.         Retraso entre actualizaciones del estado de la adquisición. 19

4.1.8.         Retraso entre actualizaciones del estado de envío de datos. 19

4.1.9.         Retraso entre actualizaciones de la lista de datos pendientes de envío. 19

4.2.           Visualización de ficheros de datos. 19

5.              Referencias. 21

 


1.  Descripción general del hardware

El presente documento hace referencia al hardware PXI utilizado para la adquisición de datos del TJ-II, así como al software utilizado para la programación de las tarjetas de adquisición de datos usadas en este tipo de sistemas.

1.1.                            Sistemas PXI

Se cuenta con varios sistemas Compact PCI modelo PXI-1000B de National Instruments (NI), con un controlador de bus PXI-8156B.

Estos sistemas permiten instalar un máximo de 7 tarjetas CompactPCI de adquisición de datos.

El controlador es un PC embebido con un procesador AMD K6 2 3Dnow a 450 Mhz de frecuencia de reloj, con 160 MB de memoria RAM. Cuenta con un disco duro de 8 GB, fraccionado en dos particiones y una tarjeta de red Ethernet con conector de tipo RJ-45. Para una información más detallada sobre los sistemas PXI se puede consultar la documentación original de NI [1].

De forma general estos sistemas llevan instalado el sistema operativo Windows 2000, así como software adicional, Virtual Network Computing(VNC), para el control remoto del dispositivo a través de la red de área local (LAN).

1.2.                            Tarjetas PXI 6070 E

Para la adquisición de datos del TJ-II se usan tarjetas PXI 6070E de NI, cuyas características técnicas fundamentales son:

1.       12 bits de resolución

2.       16/8 canales dependiendo del modo; 16 en modo single-ended y 8 en modo diferencial.

3.       Tasa de muestreo máxima 1.25 Ms/s

4.       Posibilidad de disparo analógico o digital. En nuestro caso usaremos siempre el disparo digital.

Estas tarjetas no cuentan con memoria local instalada en la propia tarjeta, por lo que las muestras digitalizadas son transferidas desde la tarjeta a la memoria de controlador de bus a través del bus PXI.

Para una referencia más completa sobre estas tarjetas, consultar [2].

1.3.                            Adaptador BNC-2090

Para conectar las señales a adquirir a las tarjetas de adquisición 6070E a través de cables BNC se usan adaptadores BNC-2090 de NI.

Estos adaptadores permiten funcionar en diferentes modos, diferencial o single-ended.

Para una referencia más completa sobre estos dispositivos, consultar la referencia [3].

1.  Descripción general del software

1.4.                            Sistema operativo

De forma general, los sistemas PXI del TJ-II llevan instalado Windows 2000 (Service Pack 2) como sistema operativo.

El control de las tarjetas de adquisición de datos instaladas en un sistema PXI se hará alojándose en el sistema con una cuenta de usuario no privilegiado, cuyo nombre de usuario y clave de acceso habrán de ser proporcionados por el grupo de adquisición de datos del TJ-II.

1.5.                            Control remoto de los sistemas PXI a través de VNC

Para el control remoto de los dispositivos de adquisición de datos, en general instalados en la nave experimental del TJ-II, se usa el sofware Virtual Network Computing (VNC) disponible de forma gratuita en http://www.vnc.org.

Se usa también la versión TightVNC, disponible también de forma gratuita a través de internet en http://www.tightvnc.com, que permite disminuir el tráfico entre servidor y cliente con respecto a la opción VNC.

Los sistemas PXI cuentan con un servidor VNC (o TightVNC) instalado como servicio, que permite acceder al escritorio del PC de forma remota, usando, bien una aplicación VNC cliente nativa (http://www.uk.research.att.com/vnc/download.html o http://www.tightvnc.com/download.html ), o bien un navegador de internet provisto de java.

El servidor VNC está instalado como un servicio del sistema PXI y se arranca de forma automática al arrancar del sistema PXI, creando un “display virtual”. El display se identifica por un número entero, al estilo de los sistemas X Window. Este número identificativo del display será en general el 0.

Para conectar con un sistema PXI y controlarlo remotamente usando una aplicación cliente nativa se habrá de solicitar una nueva conexión remota y se dará la dirección IP (o el nombre) del sistema PXI con el que se desea conectar seguido de “:” y el número identificativo del display (0 en general). Seguidamente, el sistema nos pedirá introducir una palabra clave para poder acceder al sistema. Una vez introducida la clave correcta aparecerá en la pantalla una nueva ventana con una copia del escritorio del sistema PXI con el que hemos conectado.

Para conectar con un sistema PXI usando un navegador, arrancaremos el navegador (¡provisto de java!) y pediremos una conexión con la URL http://nombre_equipo:58xx , donde nombre_equipo es la dirección IP (o el nombre) del sistema PXI con el que se desea conectar y xx es el número identificativo del display en el que está corriendo VNC, 00 en general. Una vez que el navegador conecte con el servidor, nos pedirá la palabra clave para acceder al sistema y, una vez introducida una clave correcta aparecerá en la pantalla del navegador el escritorio del sistema PXI con el que hemos conectado, como en el caso anterior.

1.6.                            Aplicación para el control de las tarjetas PXI 6070E

Para el control de las tarjetas PXI 6070E de adquisición de datos se ha desarrollado una aplicación usando LabView versión 6(). Para programar las tarjetas de adquisición en estos sistemas, la aplicación desarrollada hace uso de los Vis: AiControl, AiRead, AiPretrig, ... proporcionados por NI.

La aplicación permite al usuario programar la adquisición de datos en las tarjetas y enviar los datos adquiridos por las tarjetas, de forma automática, al servidor central de datos del TJ-II. Para el envío de los datos adquiridos por las tarjetas a la base de datos central del TJ-II se usan las librerías RPC, desarrolladas en este laboratorio, en su versión para Windows [4].

La aplicación descrita realiza dos tareas fundamentales: por una parte la gestión de la programación de las tarjetas de adquisición de datos y su control y por otra el envío de datos al servidor central de datos del TJ-II. Estas dos tareas se corresponden con dos paneles de control que permiten al usuario la gestión de las tareas correspondientes.

La adquisición de datos en las tarjetas instaladas en los sistemas PXI será desencadenada por una señal de disparo hardware (TTL) proporcionada por el sistema de control del TJ-II (u otro sistema, como el de control de NBI).

En el sistema de adquisición de datos del TJ-II no se cuenta con un sistema de mensajes que permita a los sistemas no estándar saber cuando se produce una nueva descarga en el TJ-II. Esto implica que, cuando se produce una digitalización desencadenada por una señal de disparo hardware, la aplicación de control de adquisición de datos en sistemas PXI no conocerá a qué descarga corresponden los datos adquiridos. Esto impone una mecánica de funcionamiento de la aplicación muy particular, siendo la aplicación que se ejecuta en el PXI la que ha de tomar la iniciativa de consultar antes de enviar los datos al servidor central del SAD del TJ-II cual es la descarga en curso. Esta consulta se debe realizar cada vez que se produce una digitalización, en principio, desencadenada por el disparo hardware del sistema de control.

Además de la restricción anterior, teniendo en cuenta la forma de programar en LabView 6 y sus limitaciones en cuanto al control de tareas y ausencia de señales asíncronas. Todas estas limitaciones imponen que, para que las tarjetas puedan ser reprogramadas automáticamente después de cada adquisición para funcionar en un ciclo pulsado de adquisiciones, típico en dispositivos de fusión, la aplicación de control de estas tarjetas, de forma simplificada, tiene un funcionamiento cíclico, tal como el que se esquematiza en la siguiente figura

En realidad el ciclo anterior es algo simplificado, y existen varios ciclos en la aplicación que se ejecutan en paralelo. Hay básicamente cuatro bucles, dos correspondiendo a cada uno de los dos paneles visibles para el usuario.

Un primer panel se encarga del control de la programación de las tarjetas, leyendo de forma cíclica los controles de configuración para enviarlos a la tarjeta si el usuario hace cambios. En segundo plano se ejecuta un segundo ciclo que atiende las peticiones de reprogramación de tarjetas del primero, lee de la memoria los datos digitalizados por las tarjetas [1] y los encola para ser enviados al servidor central del SAD del TJ-II.

El segundo panel, encargado del envío de los datos adquiridos a la base de datos central, se ejecuta cíclicamente para leer los controles y actualizar los mensajes enviados al usuario. En segundo plano se ejecuta un ciclo que envía los datos encolados al servidor central del SAD.


2.              Panel de control del envío de datos

Este panel permite al usuario gestionar el envío de los datos adquiridos por las tarjetas 6070E a la base de datos central del TJ-II.

En la figura se muestra el panel de control de envío de datos.

Figura 21. Panel de control de envío de datos

2.1.                            Descripción general

El modo de funcionamiento general de este panel es el siguiente:

Al arrancar la aplicación se abre el panel de control de envío de datos, se lee la cola de datos pendientes de envío a la base de datos[2] y el programa entra en un ciclo continuo en el que intenta enviar los datos pendientes de envío a la base de datos central.

En la parte derecha de este panel se puede ver el registro de actividad de la aplicación, es decir, los mensajes informativos de las tareas que esta aplicación va realizando desde su arranque

En la parte izquierda aparecerá una lista de las señales (nombre de señal y número de descarga) pendientes de envío a la base de datos central.

El botón de color rojo en la parte superior izquierda del panel permite arrancar el ciclo de adquisición de datos y programación de tarjetas. Cuando se pulsa este botón, cambia el texto junto a el de “OFF” a “ON” y el botón cambia de color rojo a verde, como se muestra en la siguiente figura. Seguidamente aparecerá en pantalla el panel de control de adquisición de datos (ver 3).

Figura 22. Arranque de la adquisición de datos

2.2.                            Borrado del log

El botón con la etiqueta “CLEAR” de la parte superior derecha del panel permite, al ser pulsado, borrar la lista de mensajes de actividad del panel.

·          Figura 23. Borrar los mensajes de usuario

Al ser pulsado cambia de color de fondo hasta que se ejecuta la acción ( se limpia la lista de mensajes) y luego vuelve a su color original y los mensajes vuelven a aparecer en pantalla.

2.3.                            Eliminar señales de la cola de envío

·          Figura 24. Eliminar señales de la cola de envío

Tal como se muestra en la figura Figura 2‑4. Eliminar señales de la cola de envío en la parte izquierda del panel se puede encontrar un vector con la lista de datos pendientes de envío al servidor central de datos del TJ-II.

Pulsando en las flechas indicadas en la figura se puede seleccionar un elemento del vector de datos. En las cajas “Shot” y “Signal” aparecerán respectivamente el número de descarga y el nombre de señal a la que corresponden los datos.

Pulsando el botón “Remove” se eliminarán de la cola de envío los datos de la descarga y señal seleccionadas.

Al eliminar los datos de la cola de envío se eliminará también el fichero que contiene los datos de esa descarga y esa señal en el disco duro del PC, y esos datos ya no se podrán recuperar.

2.4.                            Detener el envío de datos de forma temporal

Puesto que el programa ejecuta diversas tareas en segundo plano, su respuesta puede ser lenta en muchos casos, sobre todo cuando hay muchos datos pendientes de envío a la base de datos central. En estas condiciones, eliminar datos de la cola de envío puede ser muy incómodo.

Se puede parar temporalmente el ciclo de envío de datos encolados para permitir al usuario eliminar datos de la cola de envío con mayor agilidad. Para ello hay que pulsar el botón “PAUSE” .

Al pulsar este botón, el ciclo de envío de datos se detendrá hasta que se vuelva a pulsar de nuevo este botón.

Esta parada del ciclo de envío no afecta al ciclo de adquisición de datos, si está arrancado. Si las tarjetas instaladas en el PXI se encuentran esperando datos y reciben un disparo los datos programados se adquirirán y se encolarán para su envío. Incluso, esta parada temporal del ciclo de envío puede afectar positivamente a una adquisición que pueda estar en curso, puesto que el envío de datos no competirá con las tareas de adquisición de datos mientras el envío se encuentre detenido.

Nota: Puede que, tras pulsar el botón “PAUSE”, la detención del ciclo de envío de datos no sea inmediata.

2.5.                            Parar la aplicación

Para parar la aplicación hay que pulsar el botón con la etiqueta STOP y esperar a que se cierren los paneles de la aplicación.

Si el panel de control de la adquisición de datos se encuentra abierto, al pulsar el botón STOP, primero se cerrará aquel panel, una vez que se hayan detenido las tareas de adquisición de datos y luego se cerrará el panel de control de envío de datos al servidor central.

Cuando se ha pulsado el botón STOP el color de fondo del botón cambiará de verde a rojo y el texto cambiará a de “STOP” a “STOPPING ...”, como se muestra en la figura.

Los paneles de esta aplicación controlan diversas tareas que corren en segundo plano para gestionar tanto el envío de datos al servidor central como para la adquisición de datos en las tarjetas, es preciso esperar a que el programa finalice para que todas esas tareas se detengan adecuadamente y se guarde la lista de datos pendientes de envío correctamente.

Si no se espera a que el programa acabe adecuadamente, pueden perderse datos pendientes de envío o el PC puede quedar en un estado inestable.

3.              Panel de control de adquisición de datos

Este panel permite al usuario programar la adquisición de datos en las tarjetas PXI 6070E.

Además de permitir al usuario la programación de las tarjetas, este panel es el que gestiona todo el ciclo de adquisición de datos. SI este panel no está arrancado, no se adquirirán datos en las tarjetas.

3.1.                            Arranque del panel de control de adquisición

Este panel de adquisición se arranca desde el panel de envío de datos pulsando el botón conmutador de adquisición.

Al pulsar el botón, automáticamente, se arrancan tareas en segundo plano que se encargan se configurar las tarjetas y leer los datos adquiridos y se abre el panel de control de la adquisición, que se muestra en la siguiente figura.

Lo primero que se hace al abrirse este panel, incluso antes de que el panel aparezca en pantalla, es detectar el número de tarjetas instaladas en el sistema. Se presenta en la ventana de mensajes un mensaje indicando el número de tarjetas que se han encontrado en el sistema. La detección de tarjetas se realiza por medio de una lectura de test en las tarjetas. Para que esta lectura funcione, las tarjetas han d estar adtivadas en el Measurement and Automation Explorer (MAX), teniendo asignado un número de identificación.

Seguidamente, se leen las configuraciones de las tarjetas salvadas en disco, si es que las hay[3], y se cargan estas configuraciones en las tarjetas. La primera vez que se ejecuta la aplicación en un sistema PXI, se recibirá un mensaje de error indicando que no se encuentra el fichero con las configuraciones de las tarjetas. Este mensaje no se volverá a producir en ejecuciones sucesivas de la aplicación cuando se han configurado las tarjetas al menos una vez, salvo que se elimine manualmente el fichero de configuraciones.

En este momento el programa arranca una tarea en segundo plano que es un ciclo continuo encargado de atender las peticiones del usuario de modificación de configuraciones de adquisición de las tarjetas.

Inmediatamente se actualizará el número de la última descarga de TJ-II, que aparece en la parte superior derecha del panel. Este número de la última descarga de TJ-II se obtiene del servidor central de datos del TJ-II por medio de una consulta RPC.

3.2.                            Programación de las tarjetas de adquisición

La programación de los parámetros de adquisición para las tarjetas de adquisición se realiza a través de los controles de la parte izquierda del panel que se muestran en la siguiente figura.

Para seleccionar la tarjeta cuyos parámetros se visualizan en pantalla, hay que mover las flechas (A) indicadas en la siguiente figura hacia arriba o abajo hasta hacer aparecer el elemento deseado, o bien introducir el identificador de la tarjeta en la caja de texto B y pulsar la tecla ENTER.

Los identificadores de las tarjetas van desde 0 hasta un máximo de 6 (7 tarjetas como máximo instaladas en el PXI), correspondiendo estos identificadores a las tarjetas colocadas en las ranuras 1 a 7 del sistema PXI.

Al seleccionar la tarjeta, los controles de configuración se actualizarán con los valores correspondientes a la tarjeta seleccionada. Cualquier cambio en estos parámetros de configuración requiere que se pulse el botón “Update configuration” para que sea eefectivo.

3.2.1.                        Activación / desactivación de una tarjeta

Para poder usar una tarjeta para adquirir datos es preciso habilitarla pulsando el botón ENABLE, que al ser pulsado toma un color de fondo verde claro, indicando que la tarjeta se encuentra activada (véase la figura).

Nota: Si se habilita una tarjeta que no se encuentra instalada en el sistema, cuando se pulse el botón “Update configuration” se deshabilitará la tarjeta y el botón ENABLE correspondiente a la tarjeta aparecerá en color verde oscuro.

3.2.2.                        Parámetros de adquisición generales

Algunos de los parámetros de adquisición son comunes a todos los canales de adquisición con que cuenta la tarjeta. Estos parámetros se manipulan por medio de los controles mostrados en la figura.

2.3.2.1.              Tasa de muestreo

La tasa de muestreo, común a todos los canales, se puede elegir por medio de la caja de texto marcada en la figura.

Se puede cambiar el valor de la tasa de muestreo escribiendo directamente el número deseado (número de muestras por segundo) en el control, o bien usando las flechas de la izquierda para aumentar / disminuir el valor paso a paso[4].

La máxima tasa de muestreo que se puede utilizar depende del número de canales que se usan en la digitalización.

·         Cuando se usa un solo canal para digitalizar la máxima tasa de muestreo posible es 1.25 Mmuestras por segundo.

·         Si se usan varios canales simultáneamente en la misma tarjeta, la máxima tasa de muestreo posible será 1.25 Ms/s dividido por el número de canales usados.

2.3.2.2.              Número total de muestras

El número total de muestras que se adquieren en cada canal, incluidas las muestras anteriores al disparo, si las hubiere, se puede seleccionar a través del control que se muestra en la siguiente figura

Este número de muestras no está limitado, en principio, más que por la memoria disponible en el sistema PXI. Las tarjetas 6070E no cuentan con memoria incorporada en la propia tarjeta, sino que vuelcan los datos digitalizados por la tarjeta directamente en la memoria del controlador de bus.

Hay que tener en cuenta que la memoria del controlador de bus se usa para ejecutar el sistema operativo y la aplicación de control de las tarjetas, además de para guardar los datos digitalizados por las tarjetas, por lo que en caso de adquirir muchas muestras, el PC podría quedarse sin memoria RAM y funcionar más lentamente.

Cuando se pulsa el botón “Update configuration” se verificarán todos los parámetros de configuración introducidos, y se ajustarán a los valores más próximos que sean válidos. Así, este valor de número total de muestras se puede ver ligeramente modificado al actualizar la configuración de la tarjeta.

2.3.2.3.              Número de muestras anteriores al disparo (pretrigger)

Con las tarjetas 6070E se pueden adquirir muestras digitales antes de la llegada del trigger. Esta funcionalidad puede ser útil cuando se desea desencadenar la digitalización después de un evento cuyo momento de aparición es desconocido a priori y se desea tener medidas poco antes de que se produzca el evento.

En este caso, lo que hace la tarjeta es digitalizar de forma continua, almacenando las muestras adquiridas en un buffer circular, en el momento de llegar el trigger digital, se marca la posición de memoria en la que se recibió el trigger para luego usarla como referencia en la lectura de las muestras digitalizadas.

La selección del número de muestras de pretrigger que se desean adquirir se realiza usando el control indicado en la figura

Este número se puede modificar escribiendo un número directamente sobre el control o bien usando las flechas para incrementar / decrementar el valor actual.

El funcionamiento de la tarjeta es diferente si se toman o no muestras de pretrigger. En el caso de que no se adquieran muestras de pretrigger, el trigger digital ha de conectarse al conector marcado como TRIG1 del adaptador BNC-2090, mientras que en el caso de adquirir muestras de pretrigger habrá que introducir la señal de disparo hardware por el conector marcado como USR1 del adaptador BNC-2090 y puentear los conectores USER1 y PFI1 del adaptador BNC-2090.

2.3.2.4.              Tiempo del trigger

Con el fin de poner una referencia absoluta de tiempos a los datos de una señal dentro de la base de datos del TJ-II, es preciso asignar un valor de tiempo a la muestra en la que se recibe el trigger digital en la tarjeta.

Este tiempo se asigna en el control indicado en la figura

Se escribe este tiempo en segundos y, de forma general, debe corresponder al tiempo en el que se ha programado el canal de timming del sistema de control del TJ-II que dispara la adquisición de datos en la tarjeta.

Este valor no modifica la adquisición de datos, ni los valores de las muestras digitalizadas, ni el valor del periodo de muestreo en la tarjeta, sólo tiene efecto como referencia absoluta de tiempos en la base de datos del TJ-II.

3.2.3.                        Programación de los canales de adquisición

Para cada uno de los canales de una tarjeta se puede asignar una señal de la base de datos del TJ-II en la que clasificar los datos adquiridos en el canal. Además, a cada señal adquirida se le pueden asignar unos parámetros cuyos nombres y valores son libremente seleccionables por el usuario. Estos parámetros no necesitan estar declarados previamente en la base de datos central del TJ-II, pudiendo el usuario elegir cualquier nombre de hasta 16 caracteres como máximo.

El canal sobre el que se actúa, dentro de la tarjeta activa, se puede seleccionar por medio del control indicado en la figura

Se puede escribir el número del canal directamente y pulsar después la tecla de retorno de carro o bien incrementar / decrementar el número de canal por medio de las flechas. Al cambiar el canal activo, se mostrarán en los controles de pantalla los datos correspondientes al canal seleccionado.

3.3.2.1.              Activación / desactivación de un canal de adquisición

Los canales de una tarjeta pueden estar habilitados para la adquisición o deshabilitados. Para habilitar o deshabilitar un canal de adquisición se usa el botón indicado en la figura, que al ser pulsado cambia de color verde oscuro a verde claro.

Si un canal está deshabilitado para adquisición, no se adquirirán datos independientemente de si se ha asignado una señal al canal o no.

Si un canal está habilitado para adquisición y no se ha asignado un nombre de señal, el canal será automáticamente deshabilitado cuando se pulse UPDATE y se verifique la configuración de la tarjeta.

3.3.2.2.              Modo de entrada

Las tarjetas 6070E permiten configurar los canales de entrada en dos modos diferentes, diferencial o single ended. En modo diferencial sólo se pueden usar 8 de los 16 canales de la tarjeta para la adquisición de señales (los canales del 0 al 7); los otros ocho canales se usan en este modo como referencia para los primeros canales.

La selección del modo de entrada se puede hacer a través del botón de selección marcado en la figura:

Se puede elegir entre tres modos de entrada diferentes: diferencial, non- referenced single ended o referenced single ended.

El modo de entrada seleccionado debe estar en concordancia con la configuración del adaptador BNC-2090 (véase documentación del adaptador BNC-2090 [3]).

Los dos modos single-ended, referenciado y no referenciado se diferencian en el modo en que las mallas de los conectores BNC que llegan a los canales de entrada se conectan a la masa de la tarjeta y la carcasa del adaptador BNC-2090.

Modo no referenciado

      En el modo no referenciado las mallas de los conectores BNC que llegan a los canales de entrada están aisladas eléctricamente unas de otras.

Modo referenciado

      En este modo de entrada todas las mallas de los conectores BNC que entran en los canales de entrada se conectan a la carcasa del adaptador BNC-2090.

      Para este modo de entrada el adaptador BNC-2090 ofrece tres opciones posibles a través de un puente interno:

1.       Conectar la masa de la tarjeta directamente a la carcasa del adaptador

2.       Conectar la masa de la tarjeta a la carcasa del adaptador BNC a través de una resistencia de 100 ohmios.

3.       Mantener la masa de la tarjeta desconectada de la carcasa del adaptador BNC.

Para tener más detalles sobre todas estas opciones de funcionamiento del adaptador BNC-2090 se recomienda consultar la referencia [3].

3.3.2.3.              Asignación de una señal al canal

Las muestras adquiridas en un canal de adquisición de la tarjeta una vez digitalizadas y transferidas a la base de datos del TJ-II serán asignadas a la señal cuyo nombre aparece en la caja de señal que se muestra en la figura

El nombre de señal debe estar declarado en la base de datos del TJ-II. Si no está declarada la señal no se podrán introducir los datos.

El nombre de señal debe ajustarse a las normas del SAD del TJ-II, debe empezar por un carácter mayúscula, contener sólo caracteres alfanuméricos y el carácter  “_”. Si la señal acaba en un único carácter “_” se considera que es una señal procesada, es decir, los datos de la señal de una descarga determinada se pueden sobrescribir en cualquier momento con otros datos nuevos. Si la señal acaba en dos caracteres “_” se considera que es una señal temporal, y permanecerá en la base de datos por un tiempo limitado transcurrido el cual será automáticamente borrada de la base de datos. Si no acaba en caracteres “_” se entiende que son datos brutos y no podrán ser eliminados de la base de datos ni actualizados con datos nuevos.

3.3.2.4.              Asignación de parámetros a una señal

A una señal se le pueden asignar parámetros, en general, diferentes para cada descarga.

La elección del nombre y valor de los parámetros se realiza a través de los controles mostrados en la figura

Usando las flechas o escribiendo el índice del parámetro directamente en la caja de texto de la izquierda se puede seleccionar el parámetro que se va a introducir. Si el parámetro no tiene un nombre y un valor las cajas de nombre (rojo en la figura) y valor (verde en la figura) aparecerán en gris.

Una vez seleccionado el parámetro a asignar, pulsando sobre la caja de nombre (rojo en la figura), la caja se habilita y se puede escribir un nombre de parámetro, de 16 caracteres como máximo. Este nombre de parámetro no es necesario que esté declarado en la base de datos del TJ-II, sino que es de libre elección por el usuario.

También se habilitará la caja de valor del parámetro (verde en la figura) en la que se podrá escribir un valor de punto flotante que se asignará al parámetro.

El significado del nombre y valor de los parámetros asignados a una señal son de libre elección del usuario y son responsabilidad suya.

No hay, en principio, un número máximo de parámetros asignables a una señal.

Los parámetros asignados a una señal se almacenarán en disco y se enviarán a la base de datos junto con los datos digitalizados en el canal cada vez que se produzca una adquisición en la tarjeta.

Una vez pulsado el botón UPDATE y verificada la configuración de las tarjetas, se reajustará el vector de parámetros de modo que el primer parámetro con nombre no nulo ocupe el primer elemento (0) del vector de parámetros.

El orden de los parámetros en el vector no tiene ninguna influencia.

3.3.                            Actualización de la configuración de las tarjetas

Una vez modificados los parámetros de configuración de las tarjetas de adquisición en el panel de control, para que estos nuevos parámetros tengan efecto y se programen las tarjetas de acuerdo con ellos hay que pulsar el botón UPDATE que se muestra en la figura.

Si no se pulsa este botón los cambios de configuración no tendrán efecto.

Cuando se pulsa este botón se pasa a una fase, previa a la configuración propiamente dicha, en la que se verifican los parámetros de configuración introducidos:

1.       Se verificará que el número de tarjetas programadas no es mayor que 7, si lo es se eliminarán las configuraciones para tarjetas cuyo identificador sea mayor que 6.

2.       Se verifica que las tarjetas que han sido habilitadas están presentes en el sistema. Si se han activado tarjetas que no están instaladas en el sistema, se deshabilitarán automáticamente.

3.       Para cada tarjeta se verificarán los parámetros de tasa de muestreo, número total de muestras por canal y muestras de pretrigger para que se encuentren dentro de los rangos permitidos para cada uno de ellos. Si algunos de estos valores está fuera de rango, se ajustará el valor al valor más próximo al elegido que esté dentro del rango permitido.

4.       Se verificará el número de canales habilitados en cada tarjeta teniendo en cuenta el modo elegido. En modo diferencial se podrán habilitar un máximo de 8 canales y en modo single-ended un máximo de 16.

5.       Se verificará que los canales habilitados tienen una señal asignada, caso de no tenerla se deshabilitará el canal en cuestión.

6.       Si se encuentran fallos en la configuración de las tarjetas, se reprogramarán las tarjetas de adquisición con la última configuración válida conocida.

Una vez hechas las verificaciones sobre las configuraciones, sólo las tarjetas cuyas configuraciones hayan cambiado respecto al valor actualmente programado serán reprogramadas de acuerdo a los nuevos parámetros.

Una vez configuradas las tarjetas con los nuevos parámetros, las configuraciones de todas las tarjetas se guardarán en disco y serán usadas en la siguiente programación automática de las tarjetas salvo que el usuario las modifique.

3.4.                            Parada de la adquisición

Con este botón se puede parar el ciclo de adquisición de datos de la tarjeta.

Al parar la adquisición con este botón, no se para el ciclo de envío de datos a la base de datos central. Esto es útil para permitir que si no acabó el envió de datos finalice correctamente.

3.5.                            Medida del código de continua

Se puede hacer que antes de la digitalización de muestras se realice una digitalización de calibración de la tarjeta.

En esta digitalización se leeran 500 muestras justo antes de programar la adquisición en la tarjeta.

3.6.                            Borrado del log

Pulsando este botón se eliminarán los mensajes de la ventana de log del panel.

4.              Paneles auxiliares

Además de los dos paneles presentados en las secciones anteriores, se cuenta con otros dos paneles adicionales, uno para el ajuste de algunos parámetros generales que controlan el funcionamiento de la aplicación y otro para la visualización de datos de ficheros creados por esta aplicación.

Estos paneles están disponibles a partir de la versión 2.30 de la aplicación.

4.1.                            Panel de ajuste de la aplicación

En este panel se pueden ajustar algunos parámetros que afectan al funcionamiento de la aplicación.

4.1.1.                        Creación de versiones de los ficheros de datos

En primer lugar, se puede elegir entre dos modos diferentes de gestión de los ficheros creados por la aplicación.

Cuando la aplicación está funcionando, cada vez que las tarjetas PXI reciben un trigger hardware realizan una adquisición y la aplicación lee las muestras digitalizadas y las empaqueta en ficheros que luego serán enviados a la base de datos central del TJ-II.

La descarga a la que se asignarán los datos digitalizados será la última descarga en curso cuyo número se consulta en el sistema central justo antes de empaquetar los datos en un fichero local del PXI, si se funciona en modo automático, o el número introducido por el usuario en el panel de control, si se funciona en modo manual.

En determinadas situaciones, como por ejemplo cuando entre dos descargas del TJ-II se producen uno o varios pulsos de trigger , las tarjetas digitalizarán datos varias veces, pero en todas las ocasiones el número de descarga asignado a los datos será el mismo puesto que la última descarga del SAD no se ha visto modificada.

Otra situación en la que se presenta un caso similar es cuando el programa funciona en modo manual, en el que el usuario es quien actualiza el número de descarga al que se asignarán los datos que digitalicen las tarjetas. En este caso, si el usuario no cambia el número de descarga entre dos adquisiciones puede aparecer el mismo problema.

 En estas circunstancias caben dos formas de funcionar en la aplicación, rescribir el fichero creado la vez anterior con los nuevos datos cada vez que se produce una adquisición en estas condiciones, o bien, crear un nuevo fichero con los datos digitalizados cuyo nombre incluya, además del numero de descarga y la señal de que se trata un número de versión. Esto permite al usuario, de forma manual decidir que hacer con los datos digitalizados.

El comportamiento de la aplicación a este respecto depende del valor del primer control de este panel, si se elige crear versiones de los ficheros de datos, cada vez que se encuentren ficheros ya creados de una descarga y señal se creará un nuevo fichero con un número de versión mayor que el anterior.

También afecta este parámetro al comportamiento de la aplicación cuando, al enviar unos datos al servidor central, la aplicación recibe un error indicativo de que ya se han introducido datos anteriormente correspondientes a la descarga y señal en curso y la señal es una señal de datos brutos y por tanto no modificable en la base de datos central. Ene este caso, la aplicación eliminará el nuevo fichero de datos si se eligió no crear versiones, o bien, creará un nuevo fichero con un número de versión mayor para su posterior análisis, si se eligió crear versiones.

Otro caso en que afecta este parámetro se da cuando la aplicación intenta enviar datos correspondientes a una descarga que no existe en el sistema central[5]. Cuando, al intentar integrar datos de una descarga la aplicación recibe del servidor central de datos un error indicativo de que la descarga no existe, si se trata de la descarga en curso, la aplicación intentará enviar los datos nuevamente más tarde, en espera de que se cierre el fichero de descarga[6]. Si se trata de una descarga anterior a la descarga en curso, se eliminarán los datos si se ha elegido no crear versiones de los ficheros, o se creará un nuevo fichero de datos con un número de versión si se eligió crear versiones de ficheros de datos repetidos.

Como recomendación general, para un funcionamiento automático, con intervención mínima por parte del usuario, sería recomendable elegir no crear versiones en este parámetro. Esto evita el que se guarden ficheros de datos localmente en el sistema PXI, lo que gasta espacio de disco duro, pudiendo llegar a llenarlo si el usuario no es cauto. Si se trabaja en modo manual o es frecuente que las tarjetas reciban varios triggers entre descargas del SAD puede ser recomendable elegir crear versiones en este parámetro. En cualquier caso, siempre que se elija crear versiones el usuario debe eliminar los ficheros guardados, o enviarlo a la base de datos para no malgastar espacio de disco en el sistema PXI.

El resto de controles de este panel permiten ajustar algunos tiempos de retraso en los ciclos internos que ejecuta la aplicación para optimizar su funcionamiento, buscando un compromiso entre la rapidez en la respuesta a las acciones del usuario y el consumo de recursos del sistema.

4.1.2.                        Retraso entre pasos en la cola se datos pendientes de envío

La aplicación de control de las tarjetas 6070E ejecuta una tarea que se encarga de enviar los datos desde el sistema PXI en que son adquiridos a la base de datos central del TJ-II.

Esta tarea mantiene una cola de datos pendientes de envío que va leyendo de forma cíclica. En casa ciclo intenta enviar los datos de un fichero de datos pendientes de envío al servidor central. Si el envío es satisfactorio se borra el fichero local y se pasa al siguiente. Si el envío falla por alguna razón se mantiene el fichero y se pasa al fichero.

El retraso entre pasos en la cola (“Delay between queue cycle steps”) es el tiempo, en milisegundos, que la aplicación espera después de intentar enviar un fichero hasta que intenta enviar el siguiente de la lista de ficheros pendientes de envío.

4.1.3.                        Retraso entre ciclos en la cola se datos pendientes de envío

En cada ciclo d envío de datos s lee la cola de ficheros pendientes y después se intentan enviar uno a uno al servidor central.

Entre un intento de envío de los datos pendientes y antes de volver a leer la lista de pendientes para intentar un nuevo envío, la aplicación espera “Delay between queue cycles” milisegundos.

4.1.4.                        Retraso entre pasos en el ciclo de adquisición

La tarea encargada de gestionar la adquisición de datos en las tarjetas también funciona de forma cíclica.

En cada ciclo se ejecutan varias tareas. Básicamente: reconfiguración de las tarjetas (si el usuario a modificado la configuración de alguna tarjeta), chequeo de si la adquisición en las tarjetas ha finalizado y envío de los datos a la cola de envío (si la adquisición finalizó).

Entre cada una de estas operaciones dentro de un ciclo la aplicación espera “Delay between acquisition cycle steps” milisegundos.

4.1.5.                        Retraso ciclos de adquisición

Una vez completado un ciclo de adquisición, antes de pasar a la siguiente itración, la aplicación espera “Delay between acquisition cycles” milisegundos.

4.1.6.                        Retraso entre lecturas del panel de control

Por el funcionamiento interno de LabView, los controles de los paneles han de ser leídos / modificados periódicamente para actuar en respuesta a las acciones del usuario.

Una tarea se encarga de gestionar el panel de control de adquisición leyendo periódicamente sus controles y actuando en consecuencia, mandando las nuevas configuraciones a la tarea de configuración (caso de que haya cambios de configuración), por ejemplo.

Antes de leer los controles del panel una vez más, la aplicación espera “Delay between control panel checks” milisegundos.

4.1.7.                        Retraso entre actualizaciones del estado de la adquisición

Los mensajes de estado de la adquisición que aparecen en la parte izquierda del panel de control de adquisición se gestionan por una tarea en segundo plano que gestiona mensajes que le envían diferentes tareas y los presenta en el panel.

Los mensajes se actualizan el panel cada “Delay between status updates” milisegundos.

4.1.8.                        Retraso entre actualizaciones del estado de envío de datos

Los mensajes de estado de envío de datos que aparecen en la parte derecha del panel de control de envío de datos se actualizan cada “Delay between queue status updates” milisegundos.

4.1.9.                        Retraso entre actualizaciones de la lista de datos pendientes de envío

La alista de datos pendientes de envío que permite eliminar datos de la cola de pendientes se actualiza, de forma independiente de los mensajes, cada “Delay between pending data list updates” milisegundos.

 

4.2.                            Visualización de ficheros de datos

Como se ha expuesto en la sección anterior, hay situaciones en la que puede ser necesaria la intervención del usuario para decidir que hacer con datos digitalizados por las tarjetas PXI.

Para permitir al usuario ver los datos almacenados antes de decidir que hacer con ellos, se proporciona junto con la aplicación de control de las tarjetas una pequeña aplicación, muy simple, con un único panel de control tal como el que se muestra en la figura:

Este panel permite visualizar los datos almacenados por la aplicación de adquisición en un fichero.

Para ello hay que elegir el número de descarga, el nombre de señal y la versión de los datos que se quiere visualizar.

Pulsando el botón “READ DATA” la aplicación leerá el contenido del fichero y representará gráficamente los datos en el gráfico de la parte inferior izquierda del panel. Los datos se representarán sin ajustar la escala horizontal del gráfico a los tiempos correspondientes, sino que se representarán con respecto al índice de orden de cada dato. La escala vertical serán voltios, y los datos se escalan dependiendo del rango de entrada del ADC con el que han sido adquiridos los datos por las tarjetas.

Si se produce algún error en la lectura de los datos, aparecerá un código de error diferente de cero en la caja etiquetada Error code, en la parte superior derecha del panel.

El botón “Remove file” permite al ser pulsado eliminar el fichero de datos seleccionado.

Una vez leídos los datos en esta aplicación, se pueden enviar a la base de datos central de forma manual pulsando el botón “SEND DATA”. En la caja “Error mess” a parecerá un mensaje indicativo de lo sucedido en el envío de datos al servidor central.

Finalmente, el botón “QUIT” permite abandonar la aplicación.


5.              Referencias

[1] PXI-8150B Series. User Manual. National Instruments. February 1999.

[2] http://www.ni.com

[3] DAQ BNC-2090. User Manual. National Instruments. March 1996 Edition.

[4] E. Sánchez,  J. Vega, C. Crémy and A. B. Portas. Accessing TJ-II Data with RPC. Review of Scientific Instruments 72 (1), Jan 2001,  525-529.

 

 

 

 

 

 



[1] La forma de saber si la acquisición ha finalizado es consultar el estado de las tarjetas en un ciclo continuo, usando los Vis proporcionados por NI, para cuando la adquisición en una tarjeta ha finalizado, leer los datos de la memoria del sistema PXI.

[2] En cada ejecución de la aplicación se lleva cuenta de los datos enviados a la base de datos central y se mantiene una lista con los datos pendientes de envío. Esta lista de datos pendientes (cola) se guarda en un fichero antes de finalizar la aplicación, cuando esta se para de forma ordenada (pulsando el botón STOP), para que pueda ser recuperada en la siguiente ejecución de la aplicación y continuar con los envíos pendientes.

[3] Cada vez que se carga una nueva configuración en las tarjetas d e adquisición los datos de  configuración de la adquisición se guardan disco para poder ser recuperados de forma automática posteriormente.

[4] La cantidad en que se incrementa el valor en cada paso está prefijada internamente en la aplicación y depende de  cada control.

[5] El sistema central devuelve un error 2 (Non existing discharge) cuando para la descarga solicitada no se ha guardado ningún dato de los sistemas de adquisición estándar (VXI y CAMAC)

[6] El fichero de descarga se cierra una vez que todos los sistemas de adquisición estándar han enviado todos los datos esperados por el servidor central, o cuando se pasa a una nueva descarga.