33380

Принципы построения микропроцессорных СУ. Структура однопроцессорной СУ с одной магистралью

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Схема микропроцессорной управляющей системы Расширители стандартных арифметических функций МП УЧПУ необходимы для повышения производительности МПС при выполнении операций входящих в базовый набор арифметических функций. Структуры однопроцессорных МПСУс одной магистралью Уже в однопроцессорных УЧПУ в полной мере определились основные принципы организации МПС УЧПУ обеспечивающие возможность расширения системы при сохранении функциональной гибкости и обеспечении надежности функционирования при малом времени восстановления в случае отказа. К их...

Русский

2013-09-05

34.5 KB

17 чел.

Принципы построения микропроцессорных СУ. Структура однопроцессорной СУ с одной магистралью.

Микропроцессорная управляющая система (МПС) – вычислительная система, включает в себя процессор, запоминающее устройство (ЗУ), расширители арифметических функций (РА), объединяемые термином вычислитель (ВЧС), и контроллеры внешних устройств (рис.1). Обмен информацией между блоками МПС осуществляется по специальному каналу обмена (системной магистрали).

Контроллер внешнего устройства (КВУ), включает в себя схемы сопряжения внешнего устройства (ВУ) с системной магистралью (интерфейс) и схемы преобразования входных и выходных данных внешнего устройства. Во многих устройствах ЧПУ КВУ выполняется с использованием специализированных, так называемых «потребительских» БИС, ориентированных на выполнение определенной функции, например преобразование сигналов датчика положения в код. Зачастую функции КВУ достаточно сложны и требуют такой степени адаптации к объекту и пользователю, что КВУ выполняется на базе специализированной МПС.

Рис. 1. Схема микропроцессорной управляющей системы

Расширители стандартных арифметических функций МП УЧПУ необходимы для повышения производительности МПС при выполнении операций, входящих в базовый набор арифметических функций.

При использовании однопроцессорного вычислителя возможны две основные структуры с одной (общей) и двумя магистралями.

В структуре с общей магистралью (рис. 2) все контролеры ВУ сопрягаются с ВЧС через эту магистраль. В этой структуре нагрузочная способность магистрали ВЧС ограничивает возможности расширения системы, т.к. при значительном  увеличении количества КВУ понижается помехоустойчивость передачи информации по магистрали. Данная структура используется в основном при разработке модульных контроллеров, например,  SLC 500 фирмы Allen Bradley, S7 200 фирмы Siemens.

Рис. 2. Структуры однопроцессорных МПСУс одной магистралью

Уже в однопроцессорных УЧПУ в полной мере определились основные принципы организации МПС УЧПУ, обеспечивающие возможность расширения системы при сохранении функциональной гибкости и обеспечении надежности функционирования при малом времени восстановления в случае отказа. К их числу относятся:

  •  принцип программно-аппаратной реализации функций управления, в соответствии с которыми основными функциями аппаратных средств КВУ являются функции преобразования вычислителя в сигналы управления объекта и обратное преобразование сигналов состояния объекта в машинную форму, а обработка информации производится программными средствами вычислителя;
  •  магистрально модульный принцип построения аппаратных средств, в соответствии с которым аппаратные средства, входящие в состав конфигурации МП УЧПУ, выполняются в виде унифицированных по конфигурации модулей и имеют унифицированные средства сопряжения с системными магистралями;
  •  принцип «встроенной» диагностики аппарата УЧПУ, в соответствии с которым каждый блок, входящий в ВЧС и КВУ, имеют свои аппаратные диагностические средства, что позволяет быстро показывать неисправность и снизить время восстановления устройства в случае отказа.

Однопроцессорные УЧПУ накладывают ограничения на количественные и качественные показатели расширения функциональных возможностей, а также на надежность управления локальными устройствами ЧПУ, обусловленные следующими причинами:

  •  ограничение вычислительной мощности процессора (большое число управляемых координат);
  •  ограничение возможностей привязки МП УЧПУ к объекту (управление большим числом входов и выходов ЭА объекта);
  •  ограничение, связанное с распределённостью объекта управления;
  •  ограничение, связанное с конечной нагрузочной способностью системной магистрали.

Из сказанного следует, что переход к мультипроцессорным структурам УЧПУ является объективной тенденцией развития этого класса устройств.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17786. Координатна вісь, або одновимірний простір 2.03 MB
  ЛЕКЦІЯ 1 Координатна вісь або одновимірний простір Візьмемо пряму лінію і задамо на ній додатний напрям звичайно його показують стрілкою. Тоді протилежний напрям буде від'ємним. Напрямлена пряма називається віссю. Якщо на осі вибрати довільну точку обліку О і масшт...
17787. Визначник і мінори матриці 78.8 KB
  Визначник і мінори матриці Розглянемо квадратну матрицю А = Квадратній матриц і можна поставити у відповідність певне число яке називається детермінантом або визначником матриці. Детермінант матриці позначається так: det A= Детермінант так само як і матриці має ...
17788. Символы и строки в ANSI C 531.4 KB
  Целью данной лабораторной работы является изучение на практике строк языка ANSI C, операции над строками, функций стандартной библиотеки по работе со строками.
17789. Лінійний простір 5.92 MB
  Лекція 2. Лінійний простір Векторний простір називається лінійним якщо у ньому визначено операції над векторами – додавання і множення на число. Проте лінійний простір може бути утворений об’єктами будьякої природи. Нехай Е дана множина і x y z її елементи; К – мно
17790. Скалярний добуток двох векторів 332.87 KB
  Лекція 4. Скалярний добуток двох векторів Добуток двох векторів може бути як числом так і вектором. Для наочних просторів скалярним добутком двох векторів і називається число що дорівнює добутку їхніх довжин на косинус кута між ними: У nвимірному просторі ск
17791. Векторний добуток двох векторів 2.87 MB
  Лекція 5. Векторний добуток двох векторів Векторним добутком двох векторів і називається вектор такий що: а де; 2.60 б і ; в якщо то вектори утворюють праву трійку. Упорядкована трійка некомпланарних векторів називається правою якщо з кін
17792. СИСТЕМИ ЛІНІЙНИХ АЛГЕБРАЇЧНИХ РІВНЯНЬ 71.09 KB
  Лекція 6. СИСТЕМИ ЛІНІЙНИХ АЛГЕБРАЇЧНИХ РІВНЯНЬ Лінійні алгебраїчні рівняння. Теорема Кронекера Капеллі Нехай задано систему лінійних рівнянь в якій коефіцієнти і вільні члени відомі а – невідомі. Розв’язати систему– це означає знайти впорядкован
17793. Дробово-лінійна функція і її геометричний зміст 59.31 KB
  Лекція 8. Дробоволінійна функція і її геометричний зміст. Дробоволінійною називається функція Якщо с = 0 і d 0 то дробоволінійна функція називається цілою лінійною функцією. При adbc= 0 дробоволінійна функція є сталою величиною. Доведемо що при с0 і аd bс0 графіком др...
17794. Лінійні і квадратичні форми. Приведення квадратичної форми до канонічного вигляду 38.84 KB
  Лекція 9 Лінійні і квадратичні форми. Приведення квадратичної форми до канонічного вигляду. Лінійні форми Розглянемо nвимірний евклідів простір. Поставимо у відповідність до nвимірного вектора з цього простору певне дійсне число . Дістанемо числову функцію векторн