（概要） 3台目に作ったNMR用パルサーです。32bitマイコン(Renesas SH2, SH7045F)を核とした、DMA転送方式です。8bitDAC*2による任意波形発生機能つき。 QAMを装備したモジュレータを使ってオフレゾナンスサチュレーションパルスとかいろいろできます。１台のみ作製。 面倒すぎて二度と作る気がしないので命名、
「パルサーバカ１代。」
Specifications
デジタル16ポート＋任意波形２ポート
パルス分解能 70ns
最小パルス幅 70ns
最長パルス幅 100日ぐらい、少なくとも数時間までは確認済み。
ソースコード
ファームウェアのソース。ファームウェアのモトローラバイナリはこちら。
ホスト側のプログラム実装（これの一部です）はこの辺り。
解説
こちらに紹介しているH8マイコンを使用したパルサーと違い、DMA転送に よりメモリー上のバッファから連続してパルスパターンをだします。バッフォ上のパターンは同じパターンが続くような暇な時間を見つけてDMAを止めて準備 します。DMA開始のタイミング同期はWAIT端子を用いて行っています。SH2マイコンは32bitのバスを持っているので、そのうち16bitをDA コンバータによる任意波形に割り当てています。MRI用のアナログパルスを発生できるようにもしています。
マイコンボードのAKI-SH2/7045Fを 搭載するメイン基板に３枚のライザー基板を指しています。１枚目のデジタルパルス基板は１ポートごとに別ICのバッファとフィルタを備えています。信号間 の干渉はほぼ皆無です。２枚目の任意波形発生基板は２つの高速8bitDACを備えています。３枚目はアナルグパルス基板です。12bitの中速 DACとアナログスイッチを載せています。DACは任意波形発生の基準電圧にも使用しています。
通信速度の問題からGPIBを載せるつもりでしたが、面倒なので結局データ量を圧縮してシリアル通信にしました。DMAの動作をかなり端折って書くと：
DMA開始はMTU4による。MTU4はTGRAコンペアマッチでクリア。
(DMA転送終了) →(シーケンスのパース)→(DMA転送の設定) →(MTUの設定) →(wait)
(DREQ0のLエッジ & MTU4TGIA) →(DMA2の転送: DUMMY)→(DMA転送) →(DMAC2DEI) →(DMA転送終了 : 上)
DMAC2が起動され、TGRBにマッチするまでWAITがかかる。ついでDMAC0により、DMA転送が続く。
参考文献
- Renesas SH7040シリーズ
- トランジスタ技術2001年6月号
- Linuxによるマイコンプログラミングのページ