XCPU

Die zentrale Baugruppe im Basisgerät: Schnitt­stelle, Logik und dezentrale Intelligenz des NEXUS-Systems

Eine XCPU-Karte ist der Kern jedes Basisgerätes. Sie hat eine organisatorische und überwachende Funktion und stellt Schnittstellen für die Bedienung durch den Anwender zur Verfügung. Auch externe Steuersysteme können über die XCPU-Karten auf das System zugreifen. Durch das dezentrale System- und Sicherheitskonzept kann dies gleichzeitig an mehreren Basisgeräten erfolgen.

XCPU
Je Basisgerät kommt genau eine XCPU-Karte zum Einsatz. Diese übernimmt Steuerung und Überwachung aller Baugruppen im Basisgerät sowie die Systemverwaltung des Gerätes selbst. Weiterhin erzeugt sie den NEXUS-Systemtakt und steuert ggf. die Synchronisation auf die gerade ausgewählte, externe Taktquelle. Alle Zustände des gesamten NEXUS-Systems sind jederzeit und auf jeder einzelnen XCPU-Baugruppe im Netz verfügbar; alle flüchtigen Daten werden dabei immer sofort in einem batteriegepuffertem SRAM gespeichert. Dieses Konzept garantiert, dass es niemals zu einem Totalausfall in einem NEXUS-System kommen kann und dass z.B. frisch eingeschaltete Basisgeräte innerhalb von wenigen Sekunden im System einsatzbereit und über alles informiert sind.

Jede XCPU Karte im Netzwerk kann zum Anschluss externer Steuerrechner oder -systeme verwendet werden, angefangen bei der systemeigenen Matrix-5 Steueroberfläche bis hin zu komplexesten Steuersystemen, wie sie in Rundfunkanstalten Verwendung finden. Auch die Integration in ein SNMP-System ist möglich, was die ohnehin umfassenden Sicherheits- und Überwachungsfunktionen von NEXUS-Netzen noch einmal maßgeblich erweitert. Selbstverständlich ist es möglich, quasi gleichzeitig an allen im Netz befindlichen XCPU-Karten externe Zugriffe auszuführen.

Damit Routingtests auch ohne externe Signale durchgeführt werden können, verfügt die Karte über einen internen Pegel- und Rauschgenerator. Für die Aussteuerungsmessung ermittelt und berechnet die XCPU-Baugruppe die Pegeldaten der in ihrem Basisgerät befindlichen Ein- und Ausgänge. Durch die erhöhte Rechenleistung ab Hardware-Version 09 kann die XCPU-Karte auch Aufgaben wie Loudness-Metering und Spektralanalyse übernehmen.

Signalgenerator zur systemweiten Verwendung

Diese zentrale Baugruppe stellt systemweit ein Testsignal zur Verfügung, welches entweder aus einem in Pegel und Frequenz regelbaren Sinuston, einem weißen oder rosa Rauschen besteht.

NEXUS Logic Control als integrierte Mediensteuerung

Mit der NEXUS Logic Control lassen sich die einfachsten bis zu sehr komplexen Interaktionen und Automatismen programmieren. Jedes Basisgerät besitzt eine autarke Logik-Einheit, die mit dem gesamten NEXUS-System in Kommunikation steht. Es können z.B. der Zustand von Koppelpunkten ausgewertet oder gezielt der Pegel bestimmter Signale überwacht werden. In Verbindung mit anderen NEXUS-Karten stehen jeweils bestimmte weitere Funktionen zur Verfügung. So können mit der XRI-Karte Relaiseingänge abgefragt und gesetzt werden. Die XCI-Karte bietet die Möglichkeit, serielle Signale auszuwerten oder zu senden.
In Verknüpfung mit komplexen Bedingungen können durch die Logic Control im gesamten NEXUS-Netzwerk nahezu beliebige Steuerfunktionen ausgelöst werden wie z.B. Relaiskontakte schalten, Koppelpunkte setzen, Pegel stellen oder sogar Mischpultfunktionen steuern. Dies kann u.a. auch dazu verwendet werden, das NEXUS-System in umfassende externe Havarie-Systeme einzubinden oder Alarmierungen auszulösen.

Umfangreiche, interne und externe Synchronisationsoptionen

Über die integrierten Wordclock Ein- und Ausgänge lässt sich sowohl das NEXUS-System synchronisieren als auch der interne Takt ausgeben. Außerdem kann die Baugruppe das NEXUS-System auf jeden beliebigen Digitaleingang synchronisieren. Es kann eine Sync-Hierarchie erstellt werden, so dass im Falle des Ausfalls einer Quelle unterbrechungsfrei und unhörbar auf die nächste Sync-Quelle überblendet wird.

Ausfallsicherer Speicher des Systemzustands

Alle flüchtigen Daten werden jederzeit sofort auf einem batteriegepufferten SRAM-Speicher abgelegt und bleiben bei einem Stromausfall oder beim Abschalten erhalten. Das System bootet somit sofort in den letzten Betriebszustand und ist damit innerhalb von Sekunden wieder einsatzfähig.

Ethernet- und USB-Ports zum Anschluss externer Steuersysteme

Über die Ethernet- und USB-Schnittstellen kann der Bedienrechner angeschlossen werden. Mit dem entsprechenden Matrix-Bedienprogramm lassen sich alle NEXUS-Funktionen steuern. Zusätzlich können über diese Schnittstellen externe Steuersysteme angeschlossen werden.

Ermittlung von Pegeldaten zur Aussteuerungsanzeige

Auf der XCPU-Karte laufen die Daten der Pegelmessung zusammen und können über das Bedienprogramm visualisiert werden.

Erweiterungskarte XDEM mit seriellen Schnittstellen optional erhältlich

Das XDEM-Modul ist keine eigenständige Einschubkarte sondern eine Erweiterung für die NEXUS-Baugruppen XDED, XDEE, XHDI und XCPU. Es stellt zwei zusätzliche, RS232- bzw. RS422-konforme 9-polige D-Sub-Schnittstellen zur Verfügung, über die die Metadaten-Ports dieser Karten angesprochen werden können. Es ist eine einfache, direkte Lösung, Metadaten an diese Baugruppen zu übergeben bzw. von ihnen auszulesen, wenn keine der anderen, höherrangigen Lösungen Verwendung finden, die mit der jeweiligen NEXUS-Karte möglich sind.
Das Modul verfügt über zwei Ports, die in unterschiedlichen Konstellationen genutzt werden können: Je ein Port gemeinsam mit je einem Dolby-Modul einer XDED-Dual-Karte bzw. mit jeweils dem Dolby-Modul von zwei XDED-Single-Karten. Oder je ein Port mit jeweils dem Dolby-Modul von bis zu zwei XDEE-Karten. Oder in Verbindung mit einer XHDI-Karte ein Port mit dem De-Embedder der Karte und der andere Port mit deren Embedder. Alternativ als zusätzliche, serielle Schnittstellen der XCPU-Baugruppe in den Formaten RS232 und RS422.

Systemweite Pegelüberwachung beliebiger NEXUS-I/Os

Die XCPU-Karte berechnet die Pegeldaten der Eingänge des jeweiligen Basisgeräts. Durch den Datenaustausch mit den anderen XCPU-Baugruppen im NEXUS-Netzwerk kann jede einzelne die Kanalpegel der Ein- und Ausgangsbaugruppen des gesamten Audio-Netzwerkes überwachen und darstellen. Das XCPU-Board bildet die intelligente Steuerzentrale in jedem NEXUS-Basisgerät: hier wird der Bedienrechner angeschlossen, um Pegelwerte darzustellen und dem Benutzer die Möglichkeit zu bieten, sämtliche Parameter zu verändern sowie die Status abzufragen. Über das Glasfasernetz kommunizieren die XCPU-Baugruppen miteinander und tauschen Informationen über den Zustand der Baugruppen, Steuerinformationen und den zentralen Synchronisationstakt Takt aus.

Verwaltung komplexester Netzwerke ohne "Single Point of Failure"

Ein Gesamtausfall eines NEXUS-Netzwerkes kann nicht hervorgerufen werden, vor allem nicht durch den Ausfall eines einzelnen Basisgeräts, da jedes XCPU-Board zu jedem Zeitpunkt den Zustand des ganzen Systems kennt. Durch den Brennvorgang, der Bestandteil der Inbetriebnahme ist, liegen der Steuerbaugruppe die Informationen über die Anzahl der NEXUS-Basisgeräte, der darin enthaltenen Karten sowie die vorgesehene Netzwerktopologie vor, sodass Unstimmigkeiten sofort erkannt werden können. Das heißt, bei dem Ausfall von z.B. der Stromversorgung eines Basisgeräts sind nur das Basisgerät und die zugehörigen I/Os betroffen. Die Wartung und Bedienung kann von einem beliebigen Punkt im NEXUS-Netzwerk erfolgen, da die XCPU-Baugruppen kontinuierlich die Status-Informationen der Basisgeräte austauschen.

Anschlüsse

XCPU_09 1 x 4TE
BNC 1x Wordclock Eingang
BNC 1x Wordclock Ausgang
USB 1x USB Bidirektional
Mini-DIN, 8 Pin 1x RS-232, RS-422 Bidirektional
RJ45 1x IP Bidirektional

Technische Daten

CPU und Speicher

CPU Motorola MCF547x
Takt­frequenz 200 MHz Core, 50/100 MHz Bus
Arbeits­speicher 2 MByte SRAM gepuffert und 64 MByte SDRAM
Flash-Speicher 16 Mbit; ferner Steckplatz für Micro-SD-Card, max. 32 Gbyte

Schnittstelle RS 232

Anschluss Mini-DIN, 8 Pin, galvanisch getrennt
Über­tragungs­rate typ. 38,4 kBaud
max. 115,2 kBaud
Kabellänge empfohlen max. 10 m

Schnittstelle RS 422

Steck­verbinder Mini-DIN, 8 Pin, galvanisch getrennt
Über­tragungs­rate typ. 38,4 kBaud
max. 115,2 kBaud
Eingangs­pegel max. –7…12 V
Widerstand Ein- und Ausgang: 120 Ohm
Kabellänge max. 100 m mit 110-Ohm-Leitung

Schnittstelle RS 232/422

optionale Erweiterungskarte XDEM zwei zusätzliche serielle Schnittstellen sind über D-Sub 15 Buchsen verfügbar

USB-Schnittstelle

Ausführung entsprechend USB Rev. 1.1, Typ B; Belegung entsprechend Standard, galvanisch getrennt
Über­tragungs­rate 12 MBit, 38,4 kBaud typ.; 230,4 kBaud max.
Ausgangs­spannung 4…6 V
Ausgangs­strom max. 200 mA
Kabellänge max. 5 m mit Leitung 90 Ohm, ±15 %
mit aktiver Verlängerung 25 m

Ethernet-Schnitt­stelle

Anschluss RJ 45, galvanisch getrennt, 10/100 Base-TX
Über­tragungs­rate 10/100 MBit/s
Kabellänge max. 100 m mit Cat-5e-Leitung

Wordclock-Eingang

Anschluss BNC, galvanisch getrennt
Pegel 1…5 V
Impedanz 75/500 Ohm umschaltbar
Abtast­frequenzen 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96 kHz
Freqenz­stabilität min. < ±150 ppm (typ. ±50 ppm, lt. AES 11, Grade 2)

Wordclock-Ausgang

Anschluss BNC, galvanisch getrennt, AC oder DC-gekoppelt
Pegel 2,4 V an RL = 75 Ohm
Abtast­frequenzen 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96 kHz
Freqenz­stabilität min. ±10 ppm, typ. ±5 ppm (interner Generator)

Abtastfrequenzen

Standard­unterstützung 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96 kHz

Pegelton­generator

Frequenzen 20…20.000 Hz, in 1-Hz-Schritten einstellbar
White- und Pink-Noise
Frequenz­abweichung < 0,01 Hz
Pegel –34…+6 dBu
Pegel­abweichung ±0,3 dB bei 1 kHz
Klirrfaktor (THD+N) < 0,1 %

Aussteuerungsmessung

Typ digitale Mehrkanal-Aussteuerungsmessung,
Messung der Zeitscheiben des Audiobusses,
Auswertung der 14 höherwertigen Audiobits
Kanäle 256
Messart Spitzenwert
Auflösung 0,25 dB
Rücklauf 20 dB/1,5 s

Betriebsbedingungen

Temperatur­bereich 0 °C bis +50 °C
Luft­feuchtigkeit max. 90 %, nicht kondensierend

Lagerbedingungen

Temperatur­bereich –35 °C bis +70 °C
Luft­feuchtigkeit max. 90 %, nicht kondensierend

Stromversorgung

Spannung +4,75…5,25 V
Strom 0,45 A (Leerlauf) 1,1 A

Mechanische Daten

Gewicht 0,25 kg

NEXUS / NEXUS Star Datenblatt

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XCPU Datenblatt

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