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

82556. Организация использования цифровых сертификатов и электронно-цифровой подписи при обеспечении безопасности электронного документооборота хозяйствующего субъекта 745.5 KB
  Электронно-цифровая подпись ЭЦП имеет смысл только в том случае если на предприятии действует система электронного документооборота. На первый взгляд может показаться что ЭЦП – лишний атрибут документа и все можно отрегулировать правами доступа в ЭДО.
82557. Особенности развития мышления у подростков в условиях раннего выбора профильного обучения 1.48 MB
  Цель нашего исследования – выявление отличий в достигнутом уровне развития мышления и в познавательной мотивации у учащихся профильных и общеобразовательных классов средней школы. Проанализировать психологические исследования касающиеся: Особенностей мышления и его развития в подростковом возрасте...
82558. Движение военно-исторической реконструкции в России (на примере Екатеринбургского военно-исторического клуба «Горный щит») 170.32 KB
  Воспитание патриотизма на примерах истории рубежа XX – XXI вв. сопряжено с рядом негативных явлений, охвативших часть общества. К ним можно отнести психологические потрясения, пронизывавшие Россию в последние 15-20 лет; разрушение прежних нравственных ориентиров российского общества...
82559. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ИПОТЕЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 394.5 KB
  Правовое регулирование ипотеки. Общая характеристика правового регулирования ипотеки. Коллизии правового регулирования ипотеки зданий сооружений расположенных на земельном участке. Правовое регулирование ипотеки зданий и земельного участка.
82560. Разработка алгоритма подсчета контрольных сумм в RAID-подобных массивах с ненадежными и медленными каналами связи между устройствами хранения данных 229.55 KB
  Одним из возможных применений могут быть системы хранения данных СХД. В распределенных СХД появляется проблема передачи данных между устройствами если они расположены далеко друг от друга или соединены медленными и не надежными каналами связи.
82561. Моделирование процессов полирования оптических деталей на станках с ЧПУ 12.23 MB
  Объектом моделирования включает в себя процесс полирования поверхности оптических деталей а также автоматизацию анализа входных данных с поверхности линзы расчёта оптимального способа обработки оптических деталей генерации и записи кода ISO для станка с ЧПУ.
82562. Быстрое сравнение по образцу и обучение в глубину с помощью диаграмм решений 259.19 KB
  Машинное обучение – раздел информатики изучающий методы построения моделей, способных обучаться. Различают два типа обучения: обучение по прецедентам, или индуктивное обучение, т.е. выделение закономерностей в экспериментальных данных, и дедуктивное обучение, предполагающее формализацию знаний экспертов.
82563. Разработка мероприятий, направленных на повышение рентабельности ООО Поликлиника «А-3» 943.5 KB
  Целью любого предприятия является прибыль, она же, соответственно, является и важнейшим объектом экономического анализа. Однако сам размер прибыли не может охарактеризовать эффективность использования предприятием своих ресурсов. Одним из основных показателей, характеризующих эффективность работы предприятия, является рентабельность.
82564. Определение апостолом Петром теологической концепции несправедливого страдания последователей Иисуса Христа 518.08 KB
  Автор работы выбрал Первое Послание святого Апостола Петра потому, что тема страданий в этом Послании встречается чаще, чем в других книгах Нового Завета. Первое Послание наиболее подходит для рассмотрения данной темы, т.к. Апостол Пётр, предвидя грядущие страдания последователей Иисуса Христа...