Программное обеспечение систем ЧПУ

Служебные ПП

ПП организации вычислительного процесса

Загрузчик

Редактор

Библиотекарь

пп начального пуска

Диспетчер

- Супервизор

Средства . программирования и отладки

Кросс-ассемблер

Проблемно-ориентированный язык

ПП отладки и моделирования

Таймер

Рис. 8-6. Структурная схема ПО систем ЧПУ

Супервизор организует диалог с человеком через пульт; в него входят также ПП, обеспечивающие вывод информации иа внещние устройства. Таймер осуществляет контроль счетчиков времени, организуя реализацию технологических команд, определяет периодичность включения ПП и т. п.

Подпрограммы контроля и поддержания надежности включают в себя ПП контрольной задачи, обеспечивающую проверку взаимодействия системы и оборудовании; диагностические тесты, осуществляющие проверку блоков системы и выявление неисправностей; ПП реконфигурации, обеспечивающие подключение резервных блоков системы и необходимых программ при отказах, учет наиболее часто встречающихся отказов, индикацию изменения конфигурации системы, обновление программы и др.

Средства программирования и отладки включают в себя кросс-ассемблер, проблемно-ориентированный язык н ПП отладки и моделирования. Кросс-ассемблер используется для создания элементов ПО; он предпочтителен по сравнению с другими средствами программирова-тяя так как позволяет создавать эффективные программы, а его транс-яжгор ие занимает памяти непосредственно в системе. Проблемно-ори-едаироваиный язык необходим для написания программ управления тржнологическнм оборудованием и позволяет организовать эффективный лввод программ непосредственно с пульта, минуя процесс изготовления перфоленты. Подпрограммы отладки и моделирования также целесообразно организовать на универсальной мащиие, так как это позволяет использовать все средства диалога, представленного в этой машине. Эти подпрограммы предназначены для отладки ПО и моделирования системы с целью получения статистических данных, необходимых для проектирования, а также для проверки функционирования системы.

Прикладные программы представляют собой наборы отдельных программ, реализующие стандартные вычисления (преобразование нз одной системы координат в другую, интерполяция, расчет эквиднстан-ты и т.п.) или функции сбора и обработки информации. Они опреде-ляют проблемную ориентацию ПО и могут создаваться самим пользователем.

Для упрощения элементов внутреннего программного обеспечения распределение буферной памяти (памяти, содержащей одни кадр программы и информацию, необходимую для его отработки) иа зоны целесообразно сделать фиксированным, ориентируясь на максимальный кадр программы. Буферная память распределяется следующим образом. В первой зоне располагается кадр программы управления в упакованном виде. За каждой ячейкой этой зоны жестко закреплена строка (или их совокупность) кадра программы. Сжатие осуществляется за счет исключения признаковых символов строк кадра, функции которых в данном случае выполняют адреса ячеек зоны.

Во второй и третьей зонах формируются признаки, возникающие при вводе н подготовке данных н необходимые для организации вычислительного процесса, а также признаки, возникающие в системе в процессе управления (положения различных органов, наличие обратных связей н т.п.) и необходимые для оперативной связи системы с технологическим оборудованием.

В четвертой зоне формируется <образ» пульта, с которым супервизор работает между моментами опроса состояния органов пульта. Частота обращений супервизора к пульту определяется таймером и выбирается такой, чтобы реакция системы ПУ происходила без заметной для глаза человека задержки. Уменьщенне частоты обращений супервизора к пульту разгружает МП и увеличивает помехозащищенность информационного тракта в случае, если пульт удален от основной стойки. -

Пятая зона содержит информацию, подлежащую выводу на индикацию пульта, а щестая зона - информацию о пройденной инструментом траектории (длина запоминающего участка может быть различной), необходимую для возврата инструмента.

В зоне рабочих ячеек (седьмая зона) хранятся промежуточные результаты, базовые адреса н т. п. В зоне служебной информации (восьмая зона) запоминаются слова состояний программ при прерываниях,

В девятой, зоне хранятся константы, счетчики циклов, предельные значения контролируемых параметров и т. п. В десятой зоне располагается информация о числе работающих МП и других блоков, о неисправностях, возникающих в системе, о приоритетах.

8-4. СИНТЕЗ БАЗОВЫХ СТРУКТУР МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЛЕРА ВЗУ

Назначение контроллера. Для общения с микро-ЭВМ треОуютСй периферийные устройства, соответствующие характеристикам систем Щ-вого типа. Больщое внимание при этом уделяется разработке внещних запоминающих устройств (ВЗУ). Особое место ВЗУ в комплексе аппаратных средств информационно-управляющих систем обусловлено следующими причинами: ВЗУ являются комбинированными устройствами ввода-вывода; обладают быстродействием, превышающим быстрод-нствие Перфорационных носителей информации; обладают повыщенной плотностью записи информации на носитель; могут использоваться многократно.

в системе микро-ЭВМ широко применяются накопители на магнитной ленте, магнитных дисках, цилиндрических магнитных доменах, а также различные типы кассетных накопителей.

К средствам управления внешними запоминающими устройствами относятся каналы и устройства управления. Электронику нескольких однотипных устройств заменяет общее устройство управления нли контроллер.

Классификация контроллеров ВЗУ. Контроллер реализует совокупность функций, общих для конкретной группы ВЗУ, аналогично тому, как в канале реализуются функции, общие для периферийных устройств вычислительной системы. Использование контроллеров ВЗУ позволяет освободить центральный процессор (ЦП) от функций управления БЗУ; сократить затраты времени на обработку прерываний, связанных с обслуживанием запросов процессов, протекающих в системе; обеспечить параллельную работу большого числа ВЗУ н унифицировать программирование ввода-вывода.

Контроллер занимает промежуточное положение между ЦП н ВЗУ. Система управления ВЗУ н микро-ЭВМ представляет собой трехуровневую систему. Верхним, командным уровнем (I) является ЦП, который инициирует работу коллектора (уровень П). Контроллер, в свою очередь, управляет всеми действиями группы ВЗУ (уровень П1).

Связь между уровнями осуществляется с помощью стандартных интерфейсов, характеризующихся набором управляющих, адресных и информационных шии, алгоритмами обмена информацией, временными н техническими параметрами накопителей и ЦП.

Контроллер ВЗУ имеет программцое и аппаратное обеспечение. Контроллер вырабатывает необходимые интерфейсные сигналы для ВЗУ и ЦП, анализирует поступающие от них сигналы и инициирует соответствующие действия.

Операции контроллера можно разделить на две группы: основные {базовые) операции, которые определяются назначением контроллера; дополнительные операции (операции расширенного списка), предназначенные для разгрузки ЦП.

Исходя из функций контроллера н его технической реализации, можно классифицировать контроллеры по признакам, указанным в табл. 8-1. Такому обилию признаков отвечает многообразие контроллеров ВЗУ. Таблица иллюстрирует основные принципы их построения, является основой для выбора типа контроллера в соответствии с техническим заданием.

Постановка задачи синтеза многофуикциоиального контроллера. Совокупность аппаратных и программных средств контроллера предназначена для связи между центральным процессором и ВЗУ. Различия в функционировании, определяемые, с одной стороны, алгоритмами управления внешними накопителями, а также форматами записи информации, а с другой - различными требованиями центрального процессора, привели к появлению большого числа различных специализированных контроллеров. Эти контроллеры ориентированы на управление определенным типом ВЗУ и их сопряжение с микропроцессорной системой.

Учитывая большое число общих функций управления различными-ВЗУ, сходство алгоритмов управления ими, аналогичность временных характеристик накопителей и принципов функционирования ВЗУ, ставят задачу унификации процесса управления и создания контроллера, адаптивного к управлению различными типами ВЗУ. Определим многофункциональный контроллер как устройство, способное управлять различными внешними устройствами без существенного изменения его