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Innovation Messtechnik 2017

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Anbindung einer Zeilenkamera an einen PC/104 Embedded-PC

Alexander Niedermayer

Alexander Niedermayer

Für ein am Institut für Elektrische Messtechnik entwickeltes – auf Laser–Speckles basierendes – Dehnungsmesssystem ist es erforderlich, zwei Zeilenkameras an einen PC anzubinden. Derzeit werden dafür Kameras der Firma Eureca Messtechnik eingesetzt, es wurde aber auch am Institut für Elektrische Messtechnik im Rahmen eines Projektseminars eine eigene Kamera konstruiert. Alle diese Kameras stellen als Schnittstelle für den Datentransfer einen bei PCs üblichen Parallelport im EPP–Modus zur Verfügung. Da die am Markt erhältlichen PCs bzw. Mainboards durchwegs nur über einen einzigen Parallelport verfügen, war es notwendig den PC mittels Schnittstellenkarten zu erweitern. Dabei trat jedoch das Problem auf, dass die erhältlichen Erweiterungskarten das EPP–Protokoll nicht hardwareseitig implementiert haben, sondern der Ablauf der Steuerimpulse vom Treiber generiert werden muss. An Stelle eines Zugriffs pro übertragenem Byte muss für jede Pegeländerung der Steuerleitungen ein eigener Zugriff durchgeführt werden. Diese Vorgehensweise stellt bei den derzeitigen Leistungen der PCs im Normalfall kein Problem dar. Nachdem das entwickelte Messsystem aber mittels eines Embedded–PC als eigenständiges Messgerät fungieren soll, ist die verfügbare Rechenleistung stark eingeschränkt. Vor allem auch deshalb, weil die zur Abwicklung des EPP–Protokolls notwendigen Bus–Zugriffe alle durch die CPU durchgeführt werden müssen, so dass während dieser Zeit auch keine andere Programmverarbeitung möglich ist. Gesucht wurde eine Möglichkeit, die Daten aus den Zeilenkameras mit konstanter Geschwindigkeit auszulesen und dabei den Bus des PC möglichst zu entlasten. Die Hardware muss für einen PC/104 Embedded PC verwendbar sein und soll möglichst mit Komponenten erfolgen, die am Institut bereits vorhanden oder problemlos in der Beschaffung sind.
Die Realisierung erfolgte in einem CPLD der Firma Xilinx (XC95108-PC84 mit 7ns Schaltzeit), der Leiterplattenentwurf wurde mit EAGLE durchgeführt.

April 2005