************************************* * Anleitung zum Messprogramm MASS * * 'Elektronen-Stoss-WQ Massen-Scan' * ************************************* ================================================================ 06.04.2001 K. Huber Version 26.08.2002 Sie finden diese Anleitung auf dem SERVIX unter $HOME/ex_home/ex_help/masshlp.txt, wenn Sie auf Ihrem Experiment-Account eingelogged sind. 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 MASS Programm ist ein Abkoemmling des ESS Messprogrammes. Es dient der Aufnahme von Massen-Scan-Spektren. Es werden vier Spektren mit der waehlbaren Laenge von N Kanaelen erzeugt, die als Zeilen einer 4*N Matrix angeordnet sind. Die Erfassung der Messdaten erfolgt ueber fuenf Interfaces im Data-Routing: eines fuer die Eingabe der aktuellen Kanalnummer im Spektrum, zwei U/D-Zaehler fuer Primaerionenstrom und Messzeit pro Kanal, ein spezielles Interface zur Experimentueberwachung und TotzeitMessung sowie ein ADC-Interface mit angeschlossenem Silena-ADC zur Messung des Magnetfeldes. Die restlichen Interfaces im Data-Routing werden fuer die MASS-Messung nicht benoetigt. Das Messprogramm erwartet folgende Anordnung der Interface-Karten im Data-Routing (von links): IFS Karte (Modus: RUN, FREI) Pos-Karte (Kanalnummer; auf Vorrang verdrahtet!) IFS Karte (Modus: RUN; wird fuer die MASS-Messung nicht benoetigt) U/D-Zaehler (Positionszaehler fuer ESW Programm) IFS Karte (Modus: RUN, K2; wird fuer die MASS-Messung nicht benoetigt) U/D-Zaehler (Zaehler 1; Ionisationssignal) IFS Karte (Modus: RUN, K2) U/D-Zaehler (Zaehler 2; Primaerionenstrom) IFS Karte (Modus: RUN, K2; wird fuer die MASS-Messung nicht benoetigt) U/D-Zaehler (Zaehler 3; Elektronenstrom) IFS Karte (Modus: RUN, K2) U/D-Zaehler (Zaehler 4; Messzeit) IFS Karte (Modus: LFT, FREI) ESS-Karte (Ueberwachung) IFS Karte (Modus: RUN, FREI) ADC-Interface (Silena ADC Interface) Die Steuerung des Experimentes erfolgt zur Zeit ueber fuenf Interfaces im Control-Routing: eines fuer die Ausgabe der aktuellen Kanalnummer, zwei Timer fuer Mess- und Pausenzeit, einer programmierbaren Zeitbasis und einer digitalen Eingabekarte. Das Netzgeraet des Ablenkmagneten wird ueber die COM3-Schnittstelle des VME-Rechners kontrolliert. Die Anordnung der Interface-Karten im Control-Routing ist durch das Messprogramm MASS festgelegt: wie ESS!!!!!!!!!!!!!!!! Im Gegensatz zum ESS Programm wird der Ablauf des Experimentes nicht durch einen Experiment-Steuer-File kontrolliert sondern ist fest einprogrammiert, um die Messung zu vereinfachen. Zu Beginn der Messung erfolgt eine Anfangsnormierung: fahren des Magneten auf Null (wegen Hysterese) und anschliessend auf den gewuenschten Startwert, programmieren der Zeitbasiskarte als Taktgeber zur Messung der Messzeit pro Kanal (4. Spektrum) und einlesen des Messbereiches fuer den Ionenstrom ueber die digitale Eingabekarte. Der Ablauf des Experimentes besteht aus einer Serie von Messintervallen, wobei fuer jedes Messintervall das Magnetfeld, die Kanalnummer und die Mess- und Pausenzeit durch MASS ausgegeben werden. Das Magnetfeld wird ueber den COM3-Port des VME-Rechners gesetzt und anschliessend gewartet bis die MPS-Kontrolle (Magnet-Power-Supply) wieder Ready meldet. Dieses Ready bedeutet jedoch nur, dass der gewuenschte Strom eingestellt ist, nicht dass das Magnetfeld schon seinen Endwert erreicht hat. Als naechstes wird die aktuelle Kanalnummer ueber das Control-Routing ausgegeben zum Positions-Interface im Data-Routing. Anschliessend wird der Messzeit-Timer geladen und zum Schluss wird der Pausen-Timer geladen und gestartet. Mit dem Pausen-Timer kann das Einschwingen des Magneten abgewartet werden. Das Ende der Pause startet unmittelbar die Messzeit. Gesteuert durch den GATE-Impuls akkumulieren die U/D-Zaehler im Data-Routing waehrend der Messzeit die ankommenden Zaehl- impulse. Die Messzeit wird ermittelt durch Zaehlen eines Zeittaktes, der durch die programmierbare Zeitbasis im Control-Routing erzeugt wird. Nach Ablauf der Messzeit wird von der Interrupt-Karte ein Read-Impuls zum Uebertragen der Kanalnummer, und der U/D-Zaehler erzeugt, sowie ein Reset-Signal zum Loeschen der Zaehler. Mit dem Read-Signal werden Kanal- nummer und Zaehlerinhalte in je ein Senderegister uebertragen, so dass die Interfaces anschliessend sofort wieder frei sind, waehrend die Uebertragung der Daten einige Zeit in Anspruch nehmen kann. Die Kanalnummer wird mit Vorrang zur Uebertragung angemeldet. Damit wird sichergestellt, dass sie zuerst uebertragen wird, um eine Synchronisation der Software zu ermoeglichen. Die Daten werden vom Messprogramm erst dann verarbeitet, wenn ein vollstaendiger Datensatz von allen drei Datenworten eines Messintervalles uebertragen ist. Dann werden die uebertragenen Werte der zwei U/D-Zaehler 2 und 4 in dem jeweils aktuellen Kanal der Spektren 1 bzw 4 abgelegt. Fehler bei der Uebertragung werden erkannt und registriert (sequence errors). Ein unvollstaendiger Datensatz wird verworfen. Wird ein Zaehler mehrfach uebertragen, so werden die zuviel uebertragenen Daten verworfen, und nur das erste Datum wird verarbeitet, falls ein vollstaendiger Datensatz zustande kommt. Jeder solcher Fehler erhoeht den 'Sequence error counter' um eins. Die ADC-Daten sind nicht in diese Kontrolle eingebunden. Das erste ADC- Datenwort, das nach der Kanalnummer uebertragen wird, wird im aktuellen Kanal des Spektrums 2 abgelegt und das letzte im Spektrum 3. Damit kann bei entsprechendem Timing der Sample-Impulse zum Starten des ADC (z.B. 1kHz periodisch) das Magnetfeld am Anfang und am Ende eines Messintervalles ermittelt werden, um die Pausenzeit optimieren zu koennen. Zur Zeit wird nur das Read-Signal der Interrupt-Karte als Sample-Impuls verwendet, so dass das Magnetfeld nur im Spektrum 2 aufgezeichnet wird. Am Ende der Messzeit wird ausserdem ein Interrupt erzeugt, der der Software mitteilt, dass der naechste Zyklus mit der Ausgabe des naechsten Steuer- parametersatzes erfolgen kann. Wird mit kurzen Messintervallen ( Set configuration -> Startup mode). MASS verwendet standardmaessig das Programm PEAK als Auswerteprogramm. Unter "Set Configuration" kann ein anderes Auswerteprogramm konfiguriert werden. 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 Data Routing hardware Anschluss des Data-Routing ans VME Control Routing hardware Anschluss des Control-Routing ans VME Ion current converter Ionen-Konverter-Parameter ADC to kGauss conversion ADC-Daten zu kGauss Konversionsfaktor 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 single spectrum Es ist die Laenge N eines einzelnen Spektrums der 4*N Matrix anzugegeben. ID of ESS position interface Angabe der Datenkennung des linken Interfaces (Kanalnummereingabe, z.Z. 0x00). Weitere Eingaben auf der naechsten Seite: B min. Startwert fuer den Magnetfeld-Scan [kGauss] B max. Endwert fuer den Magnetfeld-Scan [kGauss] Startup time Pausenzeit nach Einstellen des Magnetfeld-Startwertes [s] Pause time Pausenzeit nach einem Magnetfeldschritt [ms] Gate time Messzeit [ms] Die folgenden Parameter sind experimentbeschreibend, sie haben keinen Einfluss auf die Datenerfassung. Acceleration voltage Quellen-Extraktions-Spannung [kV] Diaphragm horizontal Schlitzblende horizontal [mm] Diaphragm vertical Schlitzblende horizontal [mm] Faraday cup # Faraday Cup Nummer Gas pressure Gasdruck in der Quelle [mb] Gas type Angaben zum Gastyp Time base spectrum 4 Zeitbasis fuer das 4. Spektrum; bei Angabe von n (ganzzahlig) ergibt einen Zeitakt 2**(-n) MHz Ion current converter Die Ionenstrom-Konverter-Einstellung wird nur ausgelesen und die Werte im Header des Spektrum abgelegt. Sollte die Einstellung veraendert werden, so wird ein "Update Converter data" noetig. +++ Funktionen bei laufendem Experiment Stop experiment Die Messung wird gestoppt und die Daten werden zum Host-Rechner uebertragen (nicht im Modus "Test Run"). Erfolgt der Stop vor der Meldung "Scan finished", so ist die Messung unvollstaendig. 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 MASS 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! Data-Routing |===============| |---------------| |ADC-Interface | | | |40-pol. Stecker|<------------->| Silena ADC | | | ,----------->|Sample | |---------------| | |---------------| |IFS | | | (RUN,FREI) | | |===============| | |ESS | | | BUSY|--|------->Read-Kontrolle (Control-Routing) | READ|<-+ |---------------| | |IFS | | | (LFT,FREI) | | |===============| | |U/D-ZLR GATE|<-|---+---