Wasco Optoin-pcie32 standard User manual

Handbuch

wasco®

user‘s guide

wasco®

OPTOIN-PCIe32

STANDARD

EDP No.: A-844600

32 optocoupler isolated digital inputs

OPTOIN-PCIe32

STANDARD

EDV-Nr.: A-844600

32 Eingänge über Optokoppler

wasco®wasco®

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wasco®is registered trademark

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Disclaimer

The company Messcomp Datentechnik GmbH assumes no liability for the

use of the interface card OPTOIN-PCIe32STANDARD and this documentation,

neither for direct nor indirect damages.

wasco®wasco®

Inhaltsverzeichnis

Table of Contents

1. Description........................................................................................5

2. Installation of the OPTOIN-PCIe32STANDARD ......................................6

2.1 Installing the Card into your Computer..................................................................6

3. Connectors........................................................................................7

3.1 Position of the Connector Plugs............................................................................7

3.2 Pin Assignment of CN1..........................................................................................8

4. System Components........................................................................9

4.1 Block Diagram.......................................................................................................9

4.2 Access to the System Components.....................................................................10

5. 32 Optocoupler Isolated Digital Inputs.........................................11

5.1 Pin Assignment of the Input Optocouplers ..........................................................11

5.2 Input Voltage Ranges..........................................................................................12

5.3 Input circuitry.......................................................................................................14

5.4 Input current ........................................................................................................14

6. Board Identication........................................................................15

6.1 Board identication ..............................................................................................15

6.2 Access via 16 or 32 bit.........................................................................................16

7. Programming under Windows®.....................................................17

7.1 Installing the Windows®driver.............................................................................17

7.2 Installing the Windows® development les ..........................................................17

7.3 Programming the OPTOIN-PCIe32 with wasco®driver.......................................20

7.4 Access to the card OPTOIN-PCIe32Standard ........................................................................................................21

7.5 Assignment of the Memory Mapped I/O Addresses ............................................21

7.6 Compatibility to the OPTOIN-PCI32STANDARD.....................................................................................................22

8. Programming under Linux®...........................................................23

8.1 Installing the Linux®driver...................................................................................23

8.2 Supported Linux distributions/kernel versions.....................................................23

8.3 Programming of the OPTOIN-PCIe32 with wasco®driver...................................23

8.4 Access to the card OPTOIN-PCIe32Standard ........................................................................................................24

8.5 Assignment of the Memory Mapped I/O addresses.............................................24

wasco®wasco®

9. Accessories ....................................................................................25

9.1 Matching wasco®accessories.............................................................................25

9.2 Connection Technique (application examples)....................................................25

9.3 Single components for customized assembly .....................................................26

10. Troubleshooting ...........................................................................27

11. Specications ...............................................................................28

12. Product Liability Act.....................................................................29

13. CE Conrmation ...........................................................................31

wasco®wasco®

1. Description

The wasco®interface card OPTOIN-PCIe32STANDARD provides 32 digital

input channels with galvanic isolation. Potential isolation is achieved by

bipolar optocouplers of high quality. Each input is tted with additional

protection diodes against harmful voltage peaks and pulses. Easily plug-

gablejumpersenabletoadjusttwodifferentvoltagerangesforeachsingle

input channel.

TheOptocouplerinputsareconnectedtoa68-pinSCSIsocketontheboard.

ThepinassignmentisidenticaltothePCIbuscardOPTOIN-PCI32STANDARD.

Thus a switch to PCIe is easy to realize.

Furthermore the card provides a jumper block for a board identication.

This enables you to differentiate between several identical cards in your

system.

1. Produktbeschreibung

Die OPTOIN-PCIe32STANDARD bietet 32 digitale Eingänge mit galvanischer

Trennung, einzeln für jeden Kanal. Die Potentialtrennung gewährleisten

hochwertige bipolare Optokoppler. Jeder Eingang ist zusätzlich durch

SchutzdiodengegenschädlicheSpannungsspitzenundImpulsegeschützt.

ÜberleichtsteckbareJumpersindfürjedeneinzelnenEingangskanalzwei

verschiedene Eingangsspannungsbereiche einstellbar.

DieAnschlüssederEingangsoptokopplersindderamSlotblechderPlatine

montierten 68poligen SCSI-Buchse zugeführt. Die Steckerbelegung ist

identischzurPCI-Bus-KarteOPTOIN-PCI32STANDARD,einUmstiegaufPCIe

ist dadurch einfach realisierbar.

Des Weiteren besitzt die Karte einen Board-Identikations-Jumperblock,

um mehrere identische Karten im PC unterscheiden zu können.

wasco®wasco®

2. Installation of the OPTOIN-PCIe32STANDARD

2.1 Installing the Card into your Computer

Before you insert the card unplug the power cord or make sure, there is

no current to/in the computer. Inserting into a running system may cause

damaging or destroying not only the OPTOIN-PCIe32STANDARD, but even

other already inserted cards of your computer.

Select an empty PCIe slot of your computer for inserting the card. Please

refer to the computer‘s manual for support. Secure the OPTOIN-PCIe32

by screwing the slot bracket to the casing of your computer to avoid a

card‘s loosening by effects of the connection cables.

2. Installation der OPTOIN-PCIe32STANDARD

2.1 Installation der Karte in den Rechner

AchtenSievordemEinbauderOPTOIN-PCIe32darauf,dassderRechner

vom Netz getrennt oder zumindest ausgeschaltet ist. Beim Einbau der

Interface-Karte in den laufenden Rechner besteht die Gefahr, dass neben

derOPTOIN-PCIe32auchandereKartendesPCsoderRechnersbeschä-

digt oder zerstört werden.

WählenSieinIhremRechnereinenfreienPCIe-SteckplatzindenSiedann

die Karte einsetzen. Nehmen Sie dazu auch das Benutzerhandbuch Ihres

Computers zu Hilfe. Verschrauben Sie das Slotblech der Platine mit dem

Rechnergehäuse, damit sich die Karte nicht während des Betriebs unter

Einwirkung der Anschlusskabel aus dem Steckplatz lösen kann.

wasco®wasco®

3. Connectors

3.1 Position of the Connector Plugs

CN1: Optocoupler Inputs IN00...IN31

CN1

17.06.2020 13:36 f=1.50 C:\Daten\Layout\Karten\OPTOIN-PCIe32U\OPTOIN-PCIe32_v1.02\OPTOIN-PCIe32_v1.02.brd

3. Anschlussstecker

3.1 Lage der Anschlussstecker auf der Platine

CN1: Optokoppler-Eingänge IN00...IN31

CN1

17.06.2020 13:36 f=1.50 C:\Daten\Layout\Karten\OPTOIN-PCIe32U\OPTOIN-PCIe32_v1.02\OPTOIN-PCIe32_v1.02.brd

wasco®wasco®

3.2 Pin Assignment of CN1

Vcc:

Connector for internal voltage source (+ 5V) (a wiring bridge must be soldered on B11),

Never apply an external voltage across this pin.

GND:

Ground connection (only when a wiring bridge is soldered on B12).

GND

IN31-

IN30-

IN29-

IN28-

IN27-

IN26-

IN25-

IN24-

IN23-

IN22-

IN21-

IN20-

IN19-

IN18-

IN17-

IN16-

IN15-

IN14-

IN13-

IN12-

IN11-

IN10-

IN09-

IN08-

IN07-

IN06-

IN05-

IN04-

IN03-

IN02-

IN01-

IN00-

Vcc

IN31+

IN30+

IN29+

IN28+

IN27+

IN26+

IN25+

IN24+

IN23+

IN22+

IN21+

IN20+

IN19+

IN18+

IN17+

IN16+

IN15+

IN14+

IN13+

IN12+

IN11+

IN10+

IN09+

IN08+

IN07+

IN06+

IN05+

IN04+

IN03+

IN02+

IN01+

IN00+

68 34

67 33

66 32

65 31

64 30

63 29

62 28

61 27

60 26

59 25

58 24

57 23

56 22

55 21

54 20

53 19

52 18

51 17

50 16

49 15

48 14

47 13

46 12

45 11

44 10

43 9

42 8

41 7

40 6

39 5

38 4

37 3

36 2

35 1

3.2 Steckerbelegung von CN1

Vcc:

Interne Versorgungsspannung (+ 5V) der PCIe-Karte (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke

an B11). Hier niemals eine externe Spannung anlegen.

GND:

Masse des Rechners (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke an B12)

GND

IN31-

IN30-

IN29-

IN28-

IN27-

IN26-

IN25-

IN24-

IN23-

IN22-

IN21-

IN20-

IN19-

IN18-

IN17-

IN16-

IN15-

IN14-

IN13-

IN12-

IN11-

IN10-

IN09-

IN08-

IN07-

IN06-

IN05-

IN04-

IN03-

IN02-

IN01-

IN00-

Vcc

IN31+

IN30+

IN29+

IN28+

IN27+

IN26+

IN25+

IN24+

IN23+

IN22+

IN21+

IN20+

IN19+

IN18+

IN17+

IN16+

IN15+

IN14+

IN13+

IN12+

IN11+

IN10+

IN09+

IN08+

IN07+

IN06+

IN05+

IN04+

IN03+

IN02+

IN01+

IN00+

68 34

67 33

66 32

65 31

64 30

63 29

62 28

61 27

60 26

59 25

58 24

57 23

56 22

55 21

54 20

53 19

52 18

51 17

50 16

49 15

48 14

47 13

46 12

45 11

44 10

43 9

42 8

41 7

40 6

39 5

38 4

37 3

36 2

35 1

wasco®wasco®

4.1 Block Diagram

4. System Components

PCIe x1

PCIe Bus

Interface

Control

Logic

+12V

32 Bit Internal Data Bus

+12V 5V

GND

68-pin SCSI-II Socket

Optocoupler Inputs

IN00...IN31



Board Identification

4.1 Blockschaltbild

4. Systemkomponenten

PCIe x1

PCIe Bus

Interface

Steuer-

Logik

+12V

32 Bit interner Datenbus

+12V 5V

GND

68polige SCSI-Buchse

Optokopplereingänge

IN00...IN31



Board Identifikation

1010

wasco®wasco®

4.2 Access to the System Components

Access to the hardware components of the OPTOIN-PCIe32 is made by

reading or writing to Memory Mapped I/O addresses by means of library

functions. The addresses relevant for OPTOIN-PCIe32 depend on a base

addressassigned bythe BIOS.Youcan accesstotheOPTOIN-PCIe32by

double word access only. For reasons of compatibility the wasco drivers

process or take into account the two least signicant bytes only.

(Please nd more information in the chapter Programming or in the exa-

mple programs on the enclosed CD)

PCIe Bus

Interface

Control

Logic

32 Bit PCIe Connector

32/16 Bit

internal

Data Bus

4.2 Zugriff auf die Systemkomponenten

Der Zugriff auf die Hardware-Komponenten der OPTOIN-PCIe32 erfolgt

durch das Lesen von bzw. Schreiben in Memory-Mapped I/O-Adressen

mit Hilfe von Library-Funktionen. Die für die OPTOIN-PCIe32 relevanten

Adressen ergeben sich abhängig von einer vom BIOS vergebenen

Basisadresse. Der Zugriff auf die OPTOIN-PCIe32 erfolgt ausschließ-

lich im Doppel-Word-Zugriff, wobei die wasco-Treiber-Funktionen aus

Kompatibilitätsgründennurdiebeidenniederwertigsten Bytesverarbeiten

bzw. berücksichtigen. (Hinweise hierzu nden Sie im Kapitel Programmierung

sowie in den Beispielprogrammen auf der mitgelieferten CD).

PCIe Bus

Interface

Steuer-

Logik

32 Bit PCIe Connector

16/32 Bit

interner

Datenbus

1111

wasco®wasco®

Die OPTOIN-PCIe32 verfügt über 32 Eingangskanäle, deren galvanische

Trennung mittels Optokoppler erreicht wird.

5.1 Pinbelegung der Eingangsoptokoppler

5. 32 Optokopplereingänge

Die OPTOIN-PCIe32STANDARD provides 32 input channels which are opti-

cally isolated by optocouplers.

5.1 Pin Assignment of the Input Optocouplers

5. 32 Optocoupler Isolated Digital Inputs

16,14,12,10 15,13,11,9

1,3,5,7 2,4,6,8

16,14,12,10 15,13,11,9

1,3,5,7 2,4,6,8

1212

wasco®wasco®

17.06.2020 13:36 f=1.50 C:\Daten\Layout\Karten\OPTOIN-PCIe32U\OPTOIN-PCIe32_v1.02\OPTOIN-PCIe32_v1.02.brd

5.2 Input Voltage Ranges

You can select two different input voltage ranges for each optocoupler

input by setting jumpers on JP3, JP4, JP5 and JP6

JP5 JP6

JP3 JP4

17.06.2020 13:36 f=1.50 C:\Daten\Layout\Karten\OPTOIN-PCIe32U\OPTOIN-PCIe32_v1.02\OPTOIN-PCIe32_v1.02.brd

5.2 Eingangsspannungsbereiche

DurchdasSetzenvonJumpernaufdenBlöckenJP3,JP4,JP5undJP6kann

fürjedenOptokopplereingangzwischenzweiEingangsspannungsbereichen

gewählt werden.

JP5 JP6

JP3 JP4

1313

wasco®wasco®

Example:

Setting the jumper over Pin1 and Pin2 of the jumper block JP3 the input

voltage range of IN00 switches from 0..2V (Low) and 14..30V (High) to

0..1V (Low) and 5..15V (High). The remaining input voltage ranges keep

unaffected.

Following table shows the data of the two input voltage ranges:

Jumper low high

closed 0...1 V 5...15 V

off 0...2 V 14...30 V

Die Daten der zwei Eingangsspannungsbereiche entnehmen Sie bitte

der folgenden Tabelle:

Jumper low high

gesetzt 0...1 V 5...15 V

nicht gesetzt 0...2 V 14...30 V

1 2

3 4

5 6

7 8

IN00

IN01

IN02

IN03

9 10

IN04

IN05

IN06

IN07

11 12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN08

IN09

IN10

IN11

JP4

9 10

IN12

IN13

IN14

IN15

11 12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN16

IN17

IN18

IN19

9 10

IN20

IN21

IN22

IN23

11 12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN24

IN25

IN26

IN27

JP6

9 10

IN28

IN29

IN30

IN31

11 12

JP3 JP5

Beispiel:

Durch das Setzen eines Jumpers zwischen Pin1 und Pin2 des Jumper-

blocks JP3 wechselt der Eingangsspannungsbereich des IN00 von 0..2V

(Low) und 14..30V (High) auf 0..1V (Low) und 5..15V (High). Die rest-

lichen Eingangsspannungsbereiche bleiben unverändert.

1 2

3 4

5 6

7 8

IN00

IN01

IN02

IN03

9 10

IN04

IN05

IN06

IN07

11 12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN08

IN09

IN10

IN11

JP4

9 10

IN12

IN13

IN14

IN15

11 12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN16

IN17

IN18

IN19

9 10

IN20

IN21

IN22

IN23

11 12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN24

IN25

IN26

IN27

JP6

9 10

IN28

IN29

IN30

IN31

11 12

JP3 JP5

1414

wasco®wasco®

5.3 Input circuitry

5.4 Input current

UE- 1,1V

3400Ω

IE ≈ (Jumper off)

UE- 1,1V

1000Ω

IE ≈ (Jumper closed)

5.3 Eingangsbeschaltung

5.4 Eingangsstrom

UE- 1,1V

3400Ω

IE ≈ (Jumper nicht gesetzt)

UE- 1,1V

1000Ω

IE ≈ (Jumper gesetzt)

Optokoppler

Jumper

IN.. +

IN.. -

1K 2K4

UESchutzdiode

Optocoupler

Jumper

IN.. +

IN.. -

1K 2K4

UEProtection

Diode

1515

wasco®wasco®

6. Board Identication

JP1

1 2 3 4 5

0 1 2 3 4

Jumper

Bit

The board Identication enables you to dif-

ferentiate between several PC boards of the

same type in your system. This is realised by

a software readable jumper block.

The board identication to be read consists of one Byte (8 Bit) and is

structured as follows:

„x“ corresponds to „1“, if the Jumper is closed, otherwise „0“

Calling the reading command you can read out the setting of the jumper

block JP1. Not used bits are basically „0“, a set or closed jumper will be

read as „1“ .

For example:

(Jumper 1 and 3 closed)

Result of the reading command: $05

Bit 31....876543210

Jumper 54321

Board ID Register 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x

JP1

6.1 Board identication

6. Board-Identikation

JP1

1 2 3 4 5

0 1 2 3 4

Jumper

Bit

Die Board-Identifikation dient zur Unter-

scheidung mehrerer PC-Karten gleichen

Typs im Computer. Sie erfolgt durch einen

Jumperblock, welcher per Software gelesen

werden kann.

Die zu lesende Board-Identikation besteht aus einem Byte (8 Bit) und ist

wie folgt aufgebaut:

„x“ entspricht „1“, wenn der Jumper gesetzt ist, sonst „0“

Mittels des Lesebefehls kann die Jumperstellung des Jumperblocks JP1

ausgelesen werden. Die nicht benützten Bits sind grundsätzlich „0“, ein

gesetzter Jumper wird als „1“ gelesen.

z.B.

(Jumper 1 und 3 gesetzt)

Ergebnis des Lesebefehls: $05

Bit 31....876543210

Jumper 54321

Board ID Register 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x

JP1

6.1 Board-Identikation

1616

wasco®wasco®

6.2 Access via 16 or 32 bit

The jumper block JP2/1-2 can be used to set the access width.

If the jumper block JP2/1-2 is not set (default), the card operates in com-

patibility mode. In this mode, the card is accessed in 16-bit mode.

Furthermore, the offset addresses of the card OPTOIN-PCI32STANDARD are

effective with factor 2.

If the jumper is set, the card operates in 32-bit mode and therefore is fully

compatible with other PCIe cards in offset addressing.

The offset addresses of both of the modi are covered in chapter 7.5

„Assignment of the Memory Mapped I/O Addresses“

JP2

2 4 6 8 10

1 3 5 7 9

Jumper

JP2

2 4 6 8 10

1 3 5 7 9

Jumper

16-Bit mode 32-Bit mode

6.2 Zugriff mit 16 oder 32 Bit

Mit Hilfe des Jumperblocks JP2/1-2 kann die Zugriffs-Datenbreite einge-

stellt werden.

Ist der Jumperblock JP2/1-2 nicht gesetzt (Default), so funktioniert die

Karte im Kompatibilitätsmodus. In diesem Modus wird im 16-Bit-Modus

aufdieKartezugegriffen.ZudemgeltendieOffset-AdressenderPCI-Karte

OPTOIN-PCI32STANDARD mit dem Faktor 2.

Ist der Jumper gesetzt, so funktioniert die Karte im 32-Bit-Modus und ist

bei der Offset-Adressierung kompatibel mit anderen PCIe-Karten.

Die Offset-Adressen der beiden Modi sind im Kapitel 7.5 „Zuordnung der

Memory-Mapped I/O-Adressen“ beschrieben.

JP2

2 4 6 8 10

1 3 5 7 9

Jumper

JP2

2 4 6 8 10

1 3 5 7 9

Jumper

16-Bit-Modus 32-Bit-Modus

1717

wasco®wasco®

7. Programming under Windows®

7.1 Installing the Windows®driver

In order to implement the card under Windows®, it is necessary to install

a special driver, which allows access to the card. The operating system

under Windows®10, 8 and 7 automatically reports after starting the PC,

that a new hardware component has been found. In this case, insert the

data medium and instruct to the system to install the driver les herefrom.

If the operating system does not respond, the driver also can be installed

in the Device Manager.

7.2 Installing the Windows® development les

For installation of the development les, please run the „Setup.exe“ le

in the folder driver on the accompanying CD and follow the installation

instructions.

7. Programmierung unter Windows®

7.1 Installation des Windows®Treibers

Für die Anwendung der Karte unter Windows®ist es notwendig, einen

speziellen Treiber zu installieren, der den Zugriff auf die Karte ermöglicht.

Unter Windows®10, 8 und 7 meldet das Betriebssystem selbständig nach

dem Einschalten des PCs, dass eine neue Hardware-Komponente ge-

funden wurde. In diesem Fall legen Sie den Datenträger ein und weisen

das System an, von diesem die Treiber-Dateien zu installieren. Sollte sich

das Betriebssystem nicht melden, kann der Treiber auch im Gerätemana-

ger installiert werden.

7.2 Installation der Windows®Entwicklungsdateien

Zur Installation der Windows®Entwicklungsdateien führen Sie bitte die

Datei "Setup.exe" im Ordner Treiber auf der mitgelieferten CD aus und

folgen Sie den Installationsanweisungen.

1818

wasco®wasco®

Once the driver and development les have been installed completely,

you will nd an icon in the control panel of your computer to localize all

wasco®PCI and PCIe cards existing in the system.

Wurden die Treiber- und Entwicklungsdateien vollständig installiert, nden

SieinderSystemsteuerungIhresRechnerseinIconzurLokalisierungaller

im System vorhandenen wasco®PCI- und PCIe-Karten.

1919

wasco®wasco®

Startthecardquerybydouble-clickingthe„wasco®“icon.Followingwindow

appears: (An OPTOIO-PCIe16STANDARD is used as an example)

Ifyourcardhasbeendetectedinthesystem,theboardname,theBoard-ID,

the I/O address as well as the possible interrupt number of the respective

card are displayed in this window. Furthermore, the driver version and the

location of the driver le can be queried via the „Information“ tab.

StartenSiedieKartenabfragedurch einenDoppelklick aufdas "wasco®“-

Icon.Folgendes Fenstererscheint:(Als Beispielwurdehier eineOPTOIO-

PCIe16STANDARD verwendet)!

Wurde Ihre Karte im System erkannt, wird der Kartenname, Board

ID, I/O-Adresse sowie die mögliche Interruptnummer für die jeweilige

Karte in diesem Fenster angezeigt. Desweiteren kann über den Reiter

"Information" die Treiber-Version sowie der Standort der Treiberdatei

abgefragt werden.

2020

wasco®wasco®

If your card was not detected, following error message will be displayed:

Please find more about the possible causes in the chapter

Troubleshooting.

7.3 Programming the OPTOIN-PCIe32 with wasco®driver

After installation of the development les of Kithara by means of the setup

program the folder wasco contains of the relevant development les and

the sample programs. Further sample programs specied for access to

the OPTOIO-PCIe32 you can nd on the enclosed CD or please visit our

homepage.

ProgrammingthehardwarecomponentsoftheOPTOIN-PCIe32isrealized

by access to Memory Mapped I/O addresses which depend on the base

address assigned by the system‘s BIOS for the OPTOIN-PCIe32. Find a

more detailed description for programming in the driver documentation.

Wurde Ihre Karte im System nicht erkannt, wird folgende Fehlermeldung

angezeigt:

Informieren Sie sich im Kapitel Fehlersuche über die möglichen

Ursachen!

7.3 Programmierung der OPTOIN-PCIe32 mit wasco®-Treiber

Nach Installation der Entwicklungsdateien von Kithara mittels des Setup-

Programms benden sich in dem Ordner wasco die entsprechenden

Entwicklungsdateien sowie die Beispielprogramme. Weitere Beispielpro-

gramme, speziell für den Zugriff auf die OPTOIN-PCIe32, benden sich

auf der beiliegenden CD sowie auf unserer Homepage.

Die Programmierung der Hardwarekomponenten der OPTOIN-PCIe32

erfolgt durch den Zugriff auf Memory Mapped I/O-Adressen, die sich ab-

hängigvondervomBIOSdesSytemsfürdieOPTOIN-PCIe32vergebenen

Basisadresseergeben.EinegenauereBeschreibungzurProgrammierung

bendet sich in der Treiberdokumentation.

This manual suits for next models

Table of contents

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