КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Систем управления. Перспективы развития и применения микропроцессорных
Перспективы развития и применения микропроцессорных Развитие МП-средств связано с совершенствованием и развитием технологии изготовления БИС и СБИС, а также с широким применением МП в различных системах управления станками, станочными комплексами и другими устройствами. С повышением степени интеграции БИС и развитием технологии СБИС, позволяющих реализовать на кристалле целые прикладные системы, существенно усложняются функции однокристальных МП и микроЭВМ. Улучшение технологии изготовления ведет к существенному повышению тактовой частоты работы центрального процессора (до 20 и более МГц) и, естественно, повышению его производительности до нескольких миллионов 32-разрядных операций в секунду. Возникает возможность исполнения на одном кристалле контроллеров и процессоров, которые подключаются к индикаторам, переключателям, реле, датчикам: видоизмененная архитектура микроЭВМ и УЧПУ в направлении децентрализации функций и организации микропроцессорных систем в виде сетей, включающих одноплатные микроЭВМ, персональные компьютеры, локальные микроконтроллеры. В перспективе планируется использовать: 1. Локальные сети микроЭВМ – это распределительные системы, в которые объединяют локальные контроллеры, станции, терминалы, персональные ЭВМ на расстоянии не более километра. При этом возможно подключение с помощью коаксиального кабеля в любом месте, с помощью любого контроллера. Доступ к линии осуществляется с «прослушиванием». Контроллер локальной сети обнаруживает несущую линию, выделяет сообщение, идентифицирует адрес, принимает информацию, формирует сообщение и передает его на следующий уровень, в управляющую микроЭВМ, для принятия решения. При передаче данных контроллер ожидает освобождения линии, передает информацию в соответствии с протоколом и контролирует ее прохождение в линии.
Разработан ряд стандартных протоколов, многоуровневых моделей связи в локальной сети, созданы контроллеры, реализующие эти модели программными средствами и обеспечивающие аппаратную поддержку. Выпускаются одноплатные контроллеры линий связи, которые реализуют все функции управления, усиления, передачи и приема. Например, контроллер BITBUS для РТК и СЧПУ. 2. Специализированные однокристальные микроЭВМ и сопроцессоры размещаются на одной плате и позволяют создавать контактные системы, в которых обеспечивается высокая производительность и сокращаются затраты на разработку ПМО. Сопроцессоры i8087 и др. подключаются в максимальной конфигурации к 16-разрядному МП и выполняют собственную программу, выбирая соответствующие команды из общей памяти по приоритетам. Диалоговые языки, поддерживаемые интерпретаторами, становятся все более популярными с развитием технологии БИС и могут быть реализованы в виде однокристальной языковой машины. Например, однокристальная БЕЙСИК-машина i8052AM-BASIC выполнена на основе однокристальной микроЭВМ i8052, в которой 8 Кбайт ПЗУ содержат интерпретатор языка с широкими возможностями управления специальным оборудованием в реальном времени. Прикладная программа при адресном пространстве 64 Кбайт может храниться во внешнем ПЗУ, загружается из внешней памяти или по линиям связи. Возможна более эффективная реализация языка диалогового типа ФОРТ в виде специализированного процесса, что позволяет повысить производительность интерпретации почти на порядок по сравнению с программной реализацией. Существенно расширяется область применения интерактивных средств управления в реальном времени, характерна тенденция интерактивных средств в микроконтроллерах измерительных, робототехнических систем и ЧПУ. Унифицированные функции ОС также могут быть выполнены в ПЗУ и обеспечены необходимыми средствами управления в реальном времени – таймерами, блоками прерывания. Микросхема i80130 включает 16 Кбайт резидентного ПЗУ, блок программных прерываний, системный таймер, таймер задержки. В ОС реализованы стандартные функции iRMX86, в том числе управление почтовыми ящиками, управление задачами, синхронизация задач, динамическое распределение памяти. Микросхема подключается к МП i8086 и идентифицируется как элемент основного адресного пространства. Минимальное время обмена через почтовые языки – 0.3 мс, переключение управления по прерыванию – 0.2 мс, точность отсчета интервалов времени – 1 мс. Инструментальные средства позволяют объединить задачи с учетом включения БИС i8030. Прикладные программы представляются на АССЕМБЛЕРЕ или ПЛ/М.
Инструментальная ОС СР/М866 реализована в конфигурации iАРХ86/50, которая включает МП i8086 и микросхему с резидентной ОС 80150. В ПЗУ сгенерирован полный набор функций ССР и BIOS. В последней сгенерирован полный набор предварительно определенных функций, возможно внешнее расширение драйверов. В качестве внешней памяти в конфигурации iАХ86/50 могут быть использованы НГМД или электронный диск ЭД в виде ОЗУ большой емкости и низким потреблением мощности. Микросхема i80150 позволяет существенно снизить трудоемкость разработки системного и прикладного ПМО контроллеров. Так, для управления внешними устройствами могут быть использованы стандартные функции BPOS, вызов и запуск прикладных программ обеспечиваются файловой системой BPOS, включения при сбоях питания предусмотрены в BIOS. 3. Сигнальные МП и однокристальные микроЭВМ – одно из перспективных направлений специализации БИС. На одном кристалле выполняются цифровые и аналоговые схемы, поэтому аналоговый сигнал поступает непосредственно на вход аналогового МП, преобразуется в цифровую форму, обрабатывается быстрым цифровым процессором и выводится в аналоговой форме. Повышение частотного диапазона обеспечивается быстрым встроенным аналогово-цифровым преобразователем и специализированным процессором.
Система обработки сигналов, выполненная на основе АЦП, ЦАП и МП i8086, работает при максимальной частоте входного сигнала на уровне нескольких сотен Герц. Проектирование, программирование и отладка сигнальных процессоров автоматизированы на инструментальных системах, использующих АССЕМБЛЕР, симулятор, эмулятор. Однокристальные микрокомпьютеры (МК) широко применяются в массовых и нормативных приборах, локальных и встроенных СУ, в локальных регуляторах. Номенклатура МК постоянно расширяется, в настоящее время можно выделить четыре класса МК, различающихся разрядностью: 1. Четырехразрядный МК 1820 BEL; 2. Восьмиразрядный быстрый МК 1816 ВМ48; 3. Восьмиразрядный быстродействующий МК 1816 ВЕ51 (замена КР580); 4. Шестнадцатиразрядный быстродействующий МК 180396 (в СНГ 1801 BEL на СЧПУ и С5-31 для приборов). Развитие и совершенствование технологии БИС стимулирует появление высокопроизводительных однокристальных 32-разрядных контроллеров и специализированных микроЭВМ, однокристальных прикладных микропроцессорных систем. Необходимо отметить большую и успешную работу в стремлении применить профессиональные персональные компьютеры в системах управления. Для этой цели они имеют внешний интерфейс, допускающий расширение, подключение специализированных модулей обработки и преобразования. Совершенствование элементной базы, использование технологии матричных БИС позволяют реализоватьихв виде нескольких БИС. Уменьшение габаритов вспомогательных элементов позволяет встраивать их в виде управляющих ЭВМ и микроконтроллеров в разнообразное технологическое оборудование. ГЛАВА 4
Дата добавления: 2015-04-29; Просмотров: 622; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |