매뉴얼

USB-DIO12800 User s Manual Windows, Windows2000, Windows NT, Windows XP and Windows 7 are trademarks of Microsoft. We acknowledge that the trademarks or service names of all other organizations mentioned in this document as their own property. Information furnished by DAQ system is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by DAQ system for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or copyrights of DAQ system. The information in this document is subject to change without notice and no part of this document may be copied or reproduced without the prior written consent. Copyrights 2010 DAQ system, All rights reserved. -1- http://www.daqsystem.com

목 차 1. Introduction 2. USB-DIO12800 내부블록도 3. 보드설명 3.1 외형도 3.2 커넥터핀맵 3.3.1 USB 커넥터 3.3.2 80Pin 40x2 커넥터 : J1 & J4 4. 장치설치 4.1 하드웨어설치 4.1.1 제품내용물 4.2 드라이버설치 5. 샘플프로그램설명 5.1 프로그램인터페이스 5.2 기능설명 Reference -2- http://www.daqsystem.com

1. Introduction USB-DIO12800 보드는 128 비트절연디지털입 / 출력보드로산업용 PC들과완벽하게호환되며, Full Speed(12Mb/s) USB 인터페이스를사용하는보드이다. USB-DIO12800은 USB 케이블에서전원을공급받아서동작을하므로별도의외부전원을공급하여사용하지않는다. 이보드의모든제어는 FPGA (Field Programmable Gate Array) 로설계되어기능보강이나수정이자유로우며사용자의요구에쉽게업그레이드가가능하다. DAQ System Digital I/O 제품들 Product No. In/Out Timer/Counter Specification cpci-dio6400 32/32 Isolated Input/Output cpci-dio02 128 channels Software Configurable 16bit 단위 8Group 로 Read/Write PCI-DIO6400 32/32 Isolated Input/Output PCI-DIO6401 64/None Isolated Input PCI-DIO6402 None/64 Isolated Output PCI-DIO01 32/32 Software Configurable 1/1 TTL Level Input/Output 32bit Counter/Timer PCI-DIO02 PCI-DIO12 PCI-MOT01 128 channels Software Configurable 16/16 or 32/32 Software Configurable 24/24 (Isolated) 1/1 16bit 단위 8Group 로 Read/Write 128Mbyte DDR SDRAM Data transfer rate up to 400Mb/s 1 Channel PWM, 2 Channel Encoder, 1 Channel ADC PCI-PWM02 6/12(Isolated) 4 Channel Triggered PWM outputs PCI-TC03 16/16 8/8 PCI-EK01 24(shared) 1/1(32bit) 12bit 8 Channel A/D Input 12bit 8 Channel D/A Output PCIe-DIO05 32/32 TTL Level Input/Output USB-AIO10 USB-DIO12800 USB-DIO6400 32/32 USB-MULTI 24/24(Isolated) 128 channels Software Configurable 2/None 4-Ch Analog Input and Output RS-232 115,200bps Interface 16bit 단위 8Group 로 Read/Write Isolated Input/Output 12Mbps Isolated Input/Output 16bit Counter In & Timer Out -3- http://www.daqsystem.com

USB-DIO12800 보드는 PC에서 USB 인터페이스를통하여외부로직과신호를주고받으며원하는기능을수행할수있는장치이다. Digital Input/Output 128 채널을가지고다양한신호와연동하여사용할수가있다. 제품의동작은사용자프로그램 API 호출에의하여제어되며아래의그림은제품의연동동작을그림으로나타내고있다. USB-DIO12800은 USB 전원을통해동작한다. USB Interface USB-DIO12800 [ 그림 1. USB-DIO12800 사용예 ] -4- http://www.daqsystem.com

2. USB-DIO12800 내부블럭도 아래그림에서보듯이 USB-DIO12800의경우 USB 통신및제어를 Micro Controller에서담당하고, FPGA에서는입출력명령에따라데이터입 / 출력을실행한다. 이러한기능은 USB 인터페이스를통하여 PC에서 API 함수호출을통해수행된다. USB 인터페이스를통해 5V 전원공급으로보드가동작한다. USB Interface USB-DIO12800 INTERNAL BLOCK External Interface USB 2.0 SIE ARM7 Micro Controller DIO Control FPGA Core Logic DIO 128bit In/Out [ 그림 2. USB-DIO12800 Internal Block Diagram] USB-DIO12800 의경우 [ 그림 2] 와같이 128 개의프로그래머블디지털입력 / 출력포트를외부와 인터페이스를할수있도록구성되었다. GENERAL DESCRIPTION USB2.0 Device Specification USB2.0 Full Speed 12Mbps UBS Bus Powered 128bit general purpose I/O, Direction control grouped by 16bit. -5- http://www.daqsystem.com

APPLICATION Data acquisition Laboratory instrumentation Process control systems SPECIFICATION Digital Input/Output Number of Channels : 128 Maximum Transfer Speed : 100hz Selectable Read/Write to 16bit each 8 groups Bulk Data Transfer 5V tolerance Logic Input 3.3V CMOS output SOFTWARE Operating System Windows XP/7/8/10 (32/64bit) Support Visual basic/c++ with Board API(DLL) -6- http://www.daqsystem.com

3. 보드설명 각각의중요한보드기능에대하여간략히설명한다. 자세한기능에대한내용은부품사양을참 조하기바랍니다. 3.1 USB-DIO6400 외형도 [ 그림 3. USB-DIO12800 외형 ] [ 그림 3] 은 USB-DIO12800의실제외형을보여주고있다. 왼쪽에는 USB-B type 커넥터가있으며, 윗면의 80PIN 40x2 헤더로하위 64비트, 아래면 80PIN 40x2 헤더로상위 64비트씩나누어서디지털입력 / 출력을사용할수가있다. 16비트단위 8그룹으로입출력방향이선택할수있으며, 테스트보드나다른외부기기와의연결을위하여 USB 전원으로부터 5V와 3.3V 전원도공급된다. -7- http://www.daqsystem.com

3.2 커넥터핀맵 3.2.1 USB 커넥터 USB-DIO12800에서사용하는커넥터에대하여설명을한다. 주요커넥터로는먼저, USB 연결을위한 USB-B 타입커넥터와외부 128 bit I/O 입출력의 40x2(80pin) 두개의커넥터가있다. 먼저보드의 USB-B 타입커넥터의 PIN을케이블이연결되는전면에서볼때 [ 그림 4] 와같다. 2 1 USB B type Connector 3 4 [ 그림 4. JP2 커넥터 (USB-B type Front View)] [ 표 2. USB-B 커넥터 ] 번호 명칭 설명 비고 1 VCC USB 전원 +5V 2 D- USB 신호 Minus (Negative) 3 D+ USB 신호 Plus (Positive) 4 GND USB 전원 GND -8- http://www.daqsystem.com

3.2.2 80Pin 40x2 커넥터 : J1 & J4 USB-DIO12800의외부연결은 80Pin 40x2 커넥터를통하여이루어진다. LD[127..0] 의 128 비트 IO 핀과 5V와 3.3V 전원출력핀이사용된다. 사용자가연결되는외부보드와결합방향 (USB-12800의위또는아래 ) 을고려할수있도록핀-타입커넥터는미삽입하여출고한다. [ 그림 5. J1, J4 커넥터 View] -9- http://www.daqsystem.com

[ 표 3. USB-DIO12800 80Pin(40x2, 2.54mm 피치 ) J1 헤더커넥터설명 ] 핀번호 핀이름 내용설명 핀번호 핀이름 내용설명 1 +5VUSB 5Vdc 전원 2 +5VUSB 5Vdc 전원 3 +3.3V 3.3Vdc 전원 4 +3.3V 3.3Vdc 전원 5 N.C No Connection 6 N.C No Connection 7 N.C No Connection 8 N.C No Connection 9 LD_0 Digital IO 신호 0 10 LD_1 Digital IO 신호 1 11 LD_2 Digital IO 신호 2 12 LD_3 Digital IO 신호 3 13 LD_4 Digital IO 신호 4 14 LD_5 Digital IO 신호 5 15 LD_6 Digital IO 신호 6 16 LD_7 Digital IO 신호 7 17 LD_8 Digital IO 신호 8 18 LD_9 Digital IO 신호 9 19 LD_10 Digital IO 신호 10 20 LD_11 Digital IO 신호 11 21 LD_12 Digital IO 신호 12 22 LD_13 Digital IO 신호 13 23 LD_14 Digital IO 신호 14 24 LD_15 Digital IO 신호 15 25 GND Ground 26 GND Ground 27 LD_16 Digital IO 신호 16 28 LD_17 Digital IO 신호 17 29 LD_18 Digital IO 신호 18 30 LD_19 Digital IO 신호 19 31 LD_20 Digital IO 신호 20 32 LD_21 Digital IO 신호 21 33 LD_22 Digital IO 신호 22 34 LD_23 Digital IO 신호 23 35 LD_24 Digital IO 신호 24 36 LD_25 Digital IO 신호 25 37 LD_26 Digital IO 신호 26 38 LD_27 Digital IO 신호 27 39 LD_28 Digital IO 신호 28 40 LD_29 Digital IO 신호 29 41 LD_30 Digital IO 신호 30 42 LD_31 Digital IO 신호 31 43 GND Ground 44 GND Ground 45 LD_32 Digital IO 신호 32 46 LD_33 Digital IO 신호 33 47 LD_34 Digital IO 신호 34 48 LD_35 Digital IO 신호 35 49 LD_36 Digital IO 신호 36 50 LD_37 Digital IO 신호 37 51 LD_38 Digital IO 신호 38 52 LD_39 Digital IO 신호 39 53 LD_40 Digital IO 신호 40 54 LD_41 Digital IO 신호 41 55 LD_42 Digital IO 신호 42 56 LD_43 Digital IO 신호 43 57 LD_44 Digital IO 신호 44 58 LD_45 Digital IO 신호 45 59 LD_46 Digital IO 신호 46 60 LD_47 Digital IO 신호 47 61 GND Ground 62 GND Ground 63 LD_48 Digital IO 신호 48 64 LD_49 Digital IO 신호 49 65 LD_50 Digital IO 신호 50 66 LD_51 Digital IO 신호 51 67 LD_52 Digital IO 신호 52 68 LD_53 Digital IO 신호 53-10- http://www.daqsystem.com

69 LD_54 Digital IO 신호 54 70 LD_55 Digital IO 신호 55 71 LD_56 Digital IO 신호 56 72 LD_57 Digital IO 신호 57 73 LD_58 Digital IO 신호 58 74 LD_59 Digital IO 신호 59 75 LD_60 Digital IO 신호 60 76 LD_61 Digital IO 신호 61 77 LD_62 Digital IO 신호 62 78 LD_63 Digital IO 신호 63 79 GND Ground 80 GND Ground [ 표 4. USB-DIO12800 80Pin(40x2, 2.54mm 피치 ) J4 헤더커넥터설명 ] 핀번호 핀이름 내용설명 핀번호 핀이름 내용설명 1 +5VUSB 5Vdc 전원 2 +5VUSB 5Vdc 전원 3 +3.3V 3.3Vdc 전원 4 +3.3V 3.3Vdc 전원 5 N.C No Connection 6 N.C No Connection 7 N.C No Connection 8 N.C No Connection 9 LD_126 Digital IO 신호 126 10 LD_127 Digital IO 신호 127 11 LD_124 Digital IO 신호 124 12 LD_125 Digital IO 신호 125 13 LD_122 Digital IO 신호 122 14 LD_123 Digital IO 신호 123 15 LD_120 Digital IO 신호 120 16 LD_121 Digital IO 신호 121 17 LD_118 Digital IO 신호 118 18 LD_119 Digital IO 신호 119 19 LD_116 Digital IO 신호 116 20 LD_117 Digital IO 신호 117 21 LD_114 Digital IO 신호 114 22 LD_115 Digital IO 신호 115 23 LD_112 Digital IO 신호 112 24 LD_113 Digital IO 신호 113 25 GND Ground 26 GND Ground 27 LD_110 Digital IO 신호 110 28 LD_111 Digital IO 신호 111 29 LD_108 Digital IO 신호 108 30 LD_109 Digital IO 신호 109 31 LD_106 Digital IO 신호 106 32 LD_107 Digital IO 신호 107 33 LD_104 Digital IO 신호 104 34 LD_105 Digital IO 신호 105 35 LD_102 Digital IO 신호 102 36 LD_103 Digital IO 신호 103 37 LD_100 Digital IO 신호 100 38 LD_101 Digital IO 신호 101 39 LD_98 Digital IO 신호 98 40 LD_99 Digital IO 신호 99 41 LD_96 Digital IO 신호 96 42 LD_97 Digital IO 신호 97 43 GND Ground 44 GND Ground 45 LD_94 Digital IO 신호 94 46 LD_95 Digital IO 신호 95 47 LD_92 Digital IO 신호 92 48 LD_93 Digital IO 신호 93 49 LD_90 Digital IO 신호 90 50 LD_91 Digital IO 신호 91 51 LD_88 Digital IO 신호 88 52 LD_89 Digital IO 신호 89-11- http://www.daqsystem.com

53 LD_86 Digital IO 신호 86 54 LD_87 Digital IO 신호 87 55 LD_84 Digital IO 신호 84 56 LD_85 Digital IO 신호 85 57 LD_82 Digital IO 신호 82 58 LD_83 Digital IO 신호 83 59 LD_80 Digital IO 신호 80 60 LD_81 Digital IO 신호 81 61 GND Ground 62 GND Ground 63 LD_78 Digital IO 신호 78 64 LD_79 Digital IO 신호 79 65 LD_76 Digital IO 신호 76 66 LD_77 Digital IO 신호 77 67 LD_74 Digital IO 신호 74 68 LD_75 Digital IO 신호 75 69 LD_72 Digital IO 신호 72 70 LD_73 Digital IO 신호 73 71 LD_70 Digital IO 신호 70 72 LD_71 Digital IO 신호 71 73 LD_68 Digital IO 신호 68 74 LD_69 Digital IO 신호 69 75 LD_66 Digital IO 신호 66 76 LD_67 Digital IO 신호 67 77 LD_64 Digital IO 신호 64 78 LD_65 Digital IO 신호 65 79 GND Ground 80 GND Ground -12- http://www.daqsystem.com

4. 장치설치 보드설치에앞서포장내용물이이상이없는가를확인한다. 4.1 하드웨어설치 4.1.1 제품내용물 1. USB-DIO12800 보드 2. 핀-타입헤더커넥터 (2x40, 2.54-pitch, 2개 ) 3. USB(A-B) 케이블 4. CD ( 드라이버 / 매뉴얼 /API/ 샘플소스등등 ) 4.2 드라이버설치 PC에보드를설치하기위하여는다음과같은순서에따라서실시한다. USB의경우 Hot Plug 및 Plug & Play 장치이므로보드설치를위하여특별히고려할내용은없다. 보드의사용환경은 Windows XP /7/8/10 에서사용할수있다. (1) 먼저박스를개봉하여 USB-DIO12800 제품을안정된위치에놓는다. (2) 제공하는 USB A-B 케이블을이용하여장비와 PC 간을연결한다. 케이블을연결하게되면 Windows 운영체제에서자동으로검색하여맞는드라이버를설치 할수있도록안내할것이다. (3) 드라이버설치는다음과같은순서에의하여실행한다. 특별한설명이없을경우 Windows7 를기준으로설명한다. -13- http://www.daqsystem.com

(4) 만약새로운장치가발견되면, 운영체제 (Windows 7) 에서는장치에맞는드라이버를설치 할것을요구한다. 아래그림에서드라이버를설치하기위하여 컴퓨터에서드라이버소프 트웨어찾아보기 (R) 를선택한다. -14- http://www.daqsystem.com

(5) 드라이버가포함되어있는 CD의 Driver 폴더를찾아보기버튼을눌러서지정해준후 다음 버튼을누른다. 드라이버폴더에는 32bit 드라이버설치에필요한 usb_dio12800.inf 및 libusb0.sys, 64bit 드라이버설치에필요한 usb_dio12800_x64.inf 및 libusb0_x64.sys 파일이포함되어있다. -15- http://www.daqsystem.com

(6) 정상적으로설치가완료되면다음그림과같은메시지윈도우가나타난다. -16- http://www.daqsystem.com

(7) 설치가완료되면, 바로 USB-DIO12800 보드를사용할수있는데, 사용하기전에다시한번정상적으로드라이버가설치되었는지다음과같은방법으로확인한다. 내컴퓨터 -> 속성 -> 하드웨어 -> 장치관리자화면에서 LibUSB-Win32 Devices -> USB- DIO12800 이 ( 가 ) 설치가되었는가를확인한다. [ 그림 6. 장치관리자 윈도우 ] 상기그림은 USB-DIO12800 보드가 PC 에정상적으로설치된화면을보이고있다. -17- http://www.daqsystem.com

5. 샘플프로그램설명 5.1 프로그램인터페이스 보드와함께제공하는 CDROM의 APP 폴더에는보드를쉽게사용할수있도록사용샘플프로그램 USB_DIO12800.exe 를제공하고있다. 샘플프로그램을시험하기위하여는먼저보드의드라이버가설치되어있어야한다. 샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API를간략하게시험할수있도록 Visual C++ 프로젝트로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. [ 그림 7. 샘플프로그램 USB_DIO12800.exe 실행화면 ] 위의샘플프로그램을이용하기위하여는 API(Application Programming Interface) 가필요하다. API는 DLL 형태로제공이되며, 컴파일을하기위하여는임포트 (Import) 라이브러리및헤더파일이필요하다. 상기에명시된모든파일은제공하는 CDROM에포함되어있다. 샘플프로그램을정상적으로실행하기위하여는 API DLL(libusb0.dll) 이실행파일의폴더에있거나, Windows의시스템폴더혹은 Path 환경변수로지정된폴더에있어야한다. -18- http://www.daqsystem.com

5.2 기능설명 (1) String Loop-back button TX String 창에 63 Byte 이내의문자를 USB 통신으로보드에출력하고, 보드에서수신된송신문자열을표시한다. (2) DIO[15..0] 문자열 출력또는입력에적용하는해당핀이다. (3) DIO[15..0] IN button 버튼클릭시 DIO[15..0] 핀의상태값을읽어에디터에표시한다. 이때 OUT 체크버튼이체크되지않은상태이어야한다. 예 ) 상태값이 8001 로읽히면 15번과 0번핀에 1 (Logic HI) 이입력되고, 나머지핀은 0 (Logic LOW) 임을뜻한다. * 다른 DIO[yy..zz ] 항목도위와같다. (4) DIO[15..0] OUT button 좌측에디터값을출력포트에출력한다. 이때 OUT 체크버튼이체크상태이어야유호한데이터출력이이루어진다. 예 ) 8001 값을쓰면 15번과 0번핀에 1, 나머지핀은 0 을출력한다. * 다른 DIO[yy..zz ] 항목도위와같다. (5) OUT 체크버튼맨좌측에표시된핀포트 ( 예 DIO[15..0]) 의입출력방향을설정한다. 체크된상태이면출력방향으로, 체크되지않으면입력방향으로설정된다. * 다른 DIO[yy..zz ] 항목도위와같다. (6) DIO RESET button 모든포트방향을입력으로설정한다. (7) Auto Out(WORD) 보드의출력을테스트하기위한것으로이박스를체크하면 word 단위로차례대로 On 된다. (8) Auto OUT(BIT) 보드의출력을테스트하기위한것으로이박스를체크하면비트 128 에서부터 63, 62 에서 1 까지각비트단위로차례대로 On 된다. -19- http://www.daqsystem.com

References 1. USB 2.0 System Architecture -- Don Anderson, USB SIG (www.usb.org). 2. Universal Serial Bus Specification -- Compaq/Intel/Microsoft/NEC/MindShare Inc. (Addison Wesley) 3. AN201 How to build application using APIs -- DAQ system 4. AN342 USB-DIO12800 API VER1.0 -- DAQ system -20- http://www.daqsystem.com