***************************************************** * Anleitung zum Ion-Ion-Formfaktor-Messprogramm IIF * ***************************************************** 29.04.1992 K. Huber Version 06.06.2001 (VME-Version) Version 26.08.2002 Sie finden diese Anleitung auf dem SERVIX unter $HOME/ex_home/ex_help/iifhlp.txt, wenn Sie auf Ihrem Servix-Experiment-Account eingelogged sind. Fuer das Ion-Ion-Experiment existieren folgende Datenerfassungsprogramme: [(...) = noch nicht auf VME-System portiert] (IBP Ion-Beam-Profile (neuer Strahl-Analysierer [Timo-mat])) IIF Ion-Ion Formfactor (alter Strahl-Analysierer) IIC Ion-Ion Coincidence IIP Ion-Ion Pulsed beam LIC Ion-Ion Coincidence List mode (LIP Ion-Ion Pulsed beam List mode) IIM Ion-Ion-Matrix Sowie die Auswerteprogramme: IAC fuer IIC-Spektren IAP fuer IIP-Spektren LAC fuer LIC-List-Mode-Spektren (LAP fuer LIP-List-Mode-Spektren (auf der VAX)) Die Hard- und Software Voraussetzungen sind: VME Experiment-Rechner-System Data-Routing-Einheit Control-Routing-Einheit VT240/330 Terminal oder PC ueber COM oder TeraTerm VxWorks Betriebssystem Netzwerkanschluss zu einem Host-Rechner Das IIF-Messprogramm dient der Formfaktormessung fuer das IIC- bzw. IIP- Experiment. Zur Formfaktormessung wird mittels eines rechnergesteuerten Schrittmotors ein Schlitz durch die beiden Strahlen (schneller und langsamer) gefahren zur Messung der Strahlprofile. Der Schlitz wird zunaechst zur Normierung an den oberen Anschlag positioniert und anschliessend zur angegebenen Startposition gefahren, wo die erste Mes- sung der beiden Strahlintensitaeten erfolgt. Nach Ablauf der vorgegebenen Messzeit wird um die doppelte Schrittweite vorgesetzt zur naechsten Messung usw., bis die maximale Schrittzahl erreicht ist. Sodann wird die Fahrtrichtung des Schlitzes umgekehrt und an den zuvor ausgelassenen Positionen gemessen. Durch dieses verzahnte Messverfahren kann eine zeitliche Drift der Strahl- stroeme erkannt werden. Am Ende wird der Schlitz wieder an den oberen Anschlag gefahren. Die Messung des schnellen Strahlstromes Is und des langsamen Strahlstromes Il erfolgt in aehnlicher Weise wie bei dem IIC- bzw. IIP-Experiment. Von der Taktkarte wird ein 1/10 Sekundentakt (Realtimetakt) abgegeben, der die Is-, Il- Zaehler ausliest und loescht und durch Uebertragung eines vorrangigen Daten- wortes der Software die Erkennenung eines Is/Il-Paerchens bzw. Sequenzfehlers erlaubt. Die Messung an einer Schlitzposition startet mit dem ersten empfan- genen Realtimetakt und stoppt durch den Takt m+1, wenn m die Messzeit ist. Die Messwerte werden in zwei aufeinanderfolgenden Spektren der festen Laenge von 32 Kanaelen abgelegt. Jeder Schlitzposition ist ein Kanal in jedem Spek- trum zugeordnet, beginnend mit der Startposition des Schlitzes beim jeweils ersten Kanal. Der schnelle Strahl wird in das erste Spektrum eingeordnet. Beim Auslesen und Ruecksetzen der Zaehler durch den Sekundentakt treten Tot- zeiten kleiner 500ns auf. Die maximale Datenrate ist abhaengig von der verwendeten CPU: MVME162 ?kHz MVME172 ?kHz Messdaten --------- Die Spektren entsprechen dem Strahlenzentrumsstandard und koennen deshalb mit einer Anzahl vorhandener Programme weiterverarbeitet werden. Das Spektrum ist in 512 byte Records segmentiert, mit dem Header im ersten Record. Der Header enthaelt am Anfang einen standardisierten Teil und anschliessend noch eine Reihe weiterer Daten (z.B. Lifetime-, Realtime-Zaehler usw.), zu denen man ueber die Include-Files ~/ex_home/ex_src/.../iif.conf und iif.h Zugang hat. Die Kanaele des Spektrums sind als INTEGER*4 deklariert, d.h. jeder Kanal kann ca. 10**10 Ereignisse aufnehmen. Ein Record enthaelt 128 Kanaele. Der Verschnitt am Ende des Spektrums ist mit Nullen aufgefuellt. Die Spektren werden ueblicherweise auf dem SERVIX unter dem zugeordneten Account gespeichert. zB.: Experiment xxxx Account xxxx File Name Ablage auf ~/ex_home/ex_data/spektr.spe /usr/user/xxxx/ex_home/ex_data/spektr.spe home:spektr.spe /usr/user/xxxx/spektr.spe data:spektr.spe /usr/user/xxxx/ex_home/ex_data/spektr.spe Die Laufwerke home:, data: usw werden in ~/ex_home/ex_param/startup.vxw definiert. Die existierenden Laufwerke koennen mit dem SHOW-Programm (Network (NFS) devices) angezeigt werden. Das Messprogramm hebt seine aktuellen Parameter in dem File ~/ex_home/ex_param/iifpar.vxw auf, um sie bei einem nachfolgenden Start als Default-Werte anbieten zu koennen. Bildschirmanzeigen ------------------ In der obersten Zeile wird an erster Stelle der Name des Programmes darge- stellt. An zweiter Stelle folgt die Statusinformation offline/online/test, die anzeigt ob die Messung gestartet ist oder nicht. Dann folgt der Name des Spektrums und am Ende der Zeile eine detaillierte Statusanzeige in hexadezimaler Form von folgender Bedeutung: STATUS of spectrum (hexadecimal) 0001 Spectrum created on disk 0002 Spectrum saved on disk 0004 Spectrum created in memory 0008 Spectrum loaded in memory 0010 Experiment online 0020 Autonomous stop of experiment 0040 Test run 0100 Experiment failure 0200 Wrong typ of spectrum 0400 Error reading header of spectrum 0800 Error reading spectrum file 1000 Header loaded Die zweite Zeile dient der Ausgabe von Fehlermeldungen (blinkend), sowie Informationen ueber die augenblicklichen Aktivitaeten des Programmes. Bedienung des Programmes ------------------------ Das Programm ist weitgehend selbsterklaerend. Die notwendigen Eingaben werden in Dialogform angefordert. Der Dialog ist in einer Hyrarchiestruktur auf- gebaut, wobei mittels Menuelisten von einer Dialogebene in die andere ge- wechselt werden kann. Fuer Parametereingaben existieren im Allgemeinen Vorbelegungswerte, die editiert werden koennen. +++ Einstiegsebene Exit IIF Verlassen des Programmes. Start experiment Fuehrt zu einer weiteren Dialogebene, in der eine naehere Spezifikation des Starts erfolgt. Show header Zeigt die wichtigsten Daten des Headers, der jedem Spektrum beigefuegt ist: Name des Experimentes; Name des Programmes; Name des Spektrums. Titelzeile Startzeit und -datum; Stopzeit und -datum. Laenge des Spektrums. Schrittmotordaten: Startposition fuer die Messung Anzahl der Messpunkte Anzahl der Motorschritte zwischen zwei Messpunkten Messzeit pro Messpunkt Anzahl der verarbeiteten Is/Il-Datenpaerchen (Processed data). Anzahl der Faelle, in denen das Triplett: Sekundentakt, schneller Strahl, langsamer Strahl nicht in Ordnung war und verworfen wurde (Data sequence errors). Anzahl der Daten, die auf Grund ihrer Datenkennung ausgesondert wurden, weil sie mit dem Experiment in keinem Zusammenhang stehen (Rejected data). Entweder wurde beim Start die Datenkennung falsch angegeben, oder es ist eine zusaetzliche Datenquelle unbeabsichtigt mitgelaufen. Anzahl der Faelle, in denen die Bearbeitung der Daten nicht schritt- halten konnte und Datenverluste auftraten (Fifo overflows). Anzahl der Daten, die durch Hardwarefehler oder -stoerungen ver- stuemmelt uebertragen wurden (Data errors). Die Darstellung des Headers kann mit der Leertaste wiederholt, und mit der Return-taste beendet werden. Fuer ein nicht existierendes Spektrum (Status new) erfolgt eine gekuerzte Ausgabe. Analyse spectrum Startet als Subtask ein Auswerteprogramm zur graphischen Darstellung und Auswertung des aktuellen Spektrums. Nach Verlassen des Auswerteprogramms wird in das Messprogramm zurueckgekehrt. Ueblicherweise kann das Startup- Verhalten der Auswerteprogramme konfiguriert werden (^Z -> Set configuration -> Startup mode). IIF verwendet standardmaessig das Programm PEAK als Auswerteprogramm. Unter "Set Configuration" kann ein anderes Auswerteprogramm konfiguriert werden. Waehlen Sie eine angemessene Darstellung (z.B. beide Strahlen uebereinander) und retten Sie die Einstellung mit ^B. Set name of spectrum Eingabe eines File-Namens fuer das Spektrum. Dieses kann ein bereits existierendes (Status old) oder ein noch nicht existierendes (Status new) Spektrum sein. Die Angabe muss im File-Format des Host-Rechners erfolgen. Fehlende Laufwerksangaben werden ergaenzt, ferner wird nach dem Laufwerk zur Umgehung eines Systemfehlers './' eingefuegt: ~/ex_home/ex_data/test.spe -> home:./ex_home/ex_data/test.spe home:ex_home/ex_data/test.spe -> home:./ex_home/ex_data/test.spe x/test.spe -> data:./x/test.spe test.spe -> data:./test.spe Die Zugriffe zum Host-Rechner laufen in der Regel ueber NFS und muessen auf dem Host freigegeben sein (/etc/exports). Falls die Freigabe fehlt, kann zur Not auch ueber das Laufwerk 'bootHost:' mittels RSH auf den Host zugegriffen werden, was bei sehr langen Files aber zu Speicherproblemen fuehren kann. Laufwerksdefinitionen siehe: ~/ex_home/ex_param/startup.vxw und SHOW-Programm. Delete spectrum Ein existierendes Spektrum wird geloescht (im Arbeitsspeicher und auf dem Host-Rechner), die Daten sind verloren. Convert spectrum to ASCII Das Spektrum wird mit oder ohne Header und mit oder ohne Kanalnummern in ASCII Form auf einen File geschrieben. Execute shell command Einige der VxWorks-Shell-Kommandos koennen ausgefuehrt werden. Set configuration Unter diesem Menuepunkt erfolgen alle Angaben, die das Messprogramm an das Experiment anpassen. Beim ersten Start wird dieser Menuepunkt stets automatisch aufgerufen. Spaeter sollte er nur noch bei Konfigurations-Aenderungen benutzt werden. Er enthaelt ein Untermenue: Return zurueck zum Hauptmenue General parameters allgemeine Parameter Background program Spezifikation eines Auswerteprogramms Data Routing hardware Anschluss des Data-Routing ans VME Control Routing hardware Anschluss des Control-Routing ans VME Data identification bits Festlegen der Datenkennungen Help Kopiert diesen Help-file auf den Bildschirm. +++ Startebene Return Rueckkehr zur uebergeordneten Dialogebene. Create new spectrum Start der Messung, falls noch kein Spektrum des angegebenen Namens existiert (Status new). Das Spektrum wird auf der Platte des Host-Rechners angelegt, ist zunaechst jedoch noch leer. Fuer ein bereits existierendes Spektrum erfolgt eine Fehlermeldung (Status old). Continue old spectrum Start der Messung, falls sie mit einem bereits existierenden Spektrum (Status old) fortgesetzt werden soll. Das Spektrum wird vom Host-Rechner geladen, falls es noch nicht da ist. Fuer ein noch nicht existierendes Spektrum erfolgt eine Fehlermeldung (Status new). Test run Start der Messung, falls noch kein Spektrum des angegebenen Namens existiert (Status new), ohne jedoch auf dem Host-Rechner einen File anzulegen. Beim Stop der Messung werden die Daten nicht zum Host-Rechner gerettet, im Speicher bleiben sie aber erhalten und werden erst bei einem erneuten Start geloescht. Waehrend der Messung koennen die Daten mit 'Save spectrum' gerettet werden. Die Messdaten koennen waehrend des TEST RUNs im Speicher (nicht auf der Platte) geloescht werden mittels einer Funktion im Display-Programm (Analyse spectrum). Print hardware info Druckt wahlweise den Hardware-Status oder Status und Daten, so wie sie vom Experiment uebertragen werden, direkt auf dem Bildschirm aus. Diese Funktion dient Diagnosezwecken (zB. Ermittelung der Datenkennung), ein Spektrum wird nicht akkumuliert. +++ Start-Parameter Eingabe Nach dem Start einer Messung muessen die zugehoerigen Parameter eingegeben werden. Einige der Parameterangaben sind notwendig fuer die Durchfuehrung der Messung, andere haben nur beschreibende Funktion. Title Zur Beschreibung der Messung kann eine Titelzeile eingegeben werden. Length of spectrum = 2 * 32 Die Laenge des Spektrums wird nur zur Information ausgegeben und kann nicht veraendert werden. Starting position Angabe der Startposition fuer den Schlitz in Schrittmotor-Steps = 0.00321173mm. Number of positions Anzahl der zur Messung anzufahrenden Schlitzpositionen. Wird nur zur Information ausgegeben und kann nicht veraendert werden. Steps per position Abstand zweier benachbarter Schlitzpositionen in Schrittmotor-Steps = 0.00321173mm. Time per position Messzeit fuer jede Schlitzposition in 1/10 Sekunden. +++ Funktionen bei laufendem Experiment Stop experiment Die Messung wird gestoppt und die Daten werden zum Host-Rechner uebertragen (nicht im Modus "Test Run"). Treten bei der Datenuebertragung Probleme auf, so erfolgt eine Fehlermeldung. Die Daten bleiben erhalten und der Stop kann wiederholt werden. Save spectrum Waehrend der laufenden Messung kann das Spektrum zum Host-Rechner gerettet werden. Auf einem Unix-Host wird dabei ein bereits existierendes Spektrum gleichen Namens ueberschrieben. Ebenso wird ein auf diese Weise gerettetes Spektrum am Ende bei einem "Stop experiment" wieder ueberschrieben (nicht im Modus "Test Run"). Show header Siehe oben. Analyse spectrum Startet als Subtask ein Auswerteprogramm zur graphischen Darstellung und Auswertung des aktuellen Spektrums. Die Messung laeuft waehrend der Auswertung weiter. Nach Verlassen des Auswerteprogramms wird in das Messprogramm zurueckgekehrt. (Siehe oben) Detach IIF Hiermit kann das Messprogramm verlassen werden, ohne dass die Messung unterbrochen wird. Die Kontrolle ueber das Messprogrammes gewinnt man zurueck durch einen erneuten Start. Achtung: es existiert zur Zeit keine Sicherung gegen ein weiteres Starten eines anderen Messprogrammes, das die laufende Messung stoeren koennte! Schrittmotorsteuerung --------------------- Die Steuerung des Schrittmotors erfolgt ueber eine Schrittmotorsteuerung, die in einem eigenen 19"-Magazin untergebracht ist. Die Verbindung zum Rechner wird durch das Schrittmotorinterface hergestellt, das ueber das Control-Routing angesteuert wird. Die Steckposition der Interface-Karte im Control-Routing ist durch das Programm festgelegt: Anordnung der Interface-Karten im Control-Routing-Ueberrahmen ------------------------------------------------------------- Pos. Adr. Karte Funktion Kommentar 1. 0 Adr-Dec Adress-Decoder (Modus: on) 2. SMI-Karte Schrittmotor-Interface Control-Routing | | |===============| |Schrittmotor- | /---------------\ /---------------\ |Interface | | Schrittmotor- |-------| Schrittmotor | | 7pol |-------| Steuerung | | | |===============| \---------------/ \---------------/ |Adress-Decoder | | (on) | |===============| Anordnung der Interface-Karten im Data-Routing-Ueberrahmen ---------------------------------------------------------- Die Anordnung und Verdrahtung der Interfacekarten im Routing-Ueberrahmen ist die gleiche wie bei den IIC- bzw. IIP-Messungen: Pos. Adr. Karte Funktion Kommentar 1. Bus-Abschluss 2. 0 IFS-Karte Interfacesteuerung (Modus: STOP) 3. IIC/LIC } 4. IIC/LIC } nicht genutzt fuer IIF 5. IIC/LIC } 6. IIC/LIC } 7. 3 IFS-Karte Interfacesteuerung (Modus: STOP) 8. IIP/LIP } nicht genutzt fuer IIF 9. IIP/LIP } 10. 4 IFS-Karte Interfacesteuerung (Modus: STOP) 11. IIP/LIP } nicht genutzt fuer IIF 12. 5 IFS-Karte Interfacesteuerung (Modus: RUN, FREI) 13. UHR/ZLR 1 Schneller Strahl (Modus: extern) 14. 6 IFS-Karte Interfacesteuerung (Modus: RUN, FREI) 15. UHR/ZLR 2 Langsamer Strahl (Modus: extern) 16. 7 IFS-Karte Interfacesteuerung (Modus: LFT, FREI) 17. TAKT Taktgeberkarte 18. TOTZEIT Totzeitanzeige (optional) 19. RST-Karte Routing-Steuerung (Modus: RUN) 20. Computer-Interface Data-Routing |===============| |Totzeitanzeige | |(optional) | |===============| |TAKT | | BUSY TPC|<----- | BUSY ADC|<----- | RESET|----. | UHR|--. | |---------------| | | |IFS | | | | (LFT,FREI) | | | |===============| | | |UHR/ZLR | | | | RESET|<-|-+ | UHR|<-+ | /-------\ | TAKT|<-|-|------------------| VFC |-------< langsamer Strahl |---------------| | | \-------/ |IFS | | | | (RUN,FREI) | | | |===============| | | |UHR/ZLR | | | | RESET|<-|-' | UHR|<-' /-------\ | TAKT|<----------------------| VFC |-------< schneller Strahl |---------------| \-------/ |IFS | | (RUN,FREI) | |===============| | IIP/LIP | |---------------| |IFS (STOP) | |===============| | IIP/LIP | |---------------| | IIP/LIP | |---------------| |IFS (STOP) | |===============| | IIC/LIC | |---------------| | IIC/LIC | |---------------| | IIC/LIC | |---------------| | IIC/LIC | |---------------| |IFS (STOP) | |===============|