Cтраница 2
В последнее время характерен переход в области информационных систем от однопроцессорных управляющих и вычислительных систем к мультимикропроцессорным. Архитектура мультимикропроцессорных систем образуется соединением в одну систему большого числа микропроцессоров. Такой переход обусловлен необходимостью создания высокопроизводительных микропроцессорных систем с быстродействием в сотни миллионов операций в секунду, например в системах распознавания образов или обработки аналоговых сигналов. Особенно недостаточное быстродействие накладывает существенные ограничения при построении приборов для измерения и управления высокодинамичными процессами. Микропроцессоры в мультимикропроцессорных системах могут быть как универсальными, так и специализированными на выполнение определенных функций. [16]
Наилучший проект принимается как окончательное техническое решение о структуре адаптивной системы программного управления и режимах ее функционирования в РТК. На основании этого проекта конструируется мультимикропроцессорная система адаптивного программного управления РТК, ориентированная на работу в реальном времени, и создается соответствующее программное обеспечение. При этом алгоритмы адаптивного программного управления удобно записывать на языках высокого уровня ( например, на языке PL / I), а затем транслировать их с помощью интерпретирующей программы в объектный код, задающий последовательность управляющих воздействий, которые подаются непосредственно на исполнительные приводы и механизмы РТК. [17]
Изложены вопросы рациональной структурной организации систем сбора и обработки данных в распределенных АСУ технологическими процессами и производствами на базе локальных сетей микро - ЭВМ. Рассмотрены принципы управления потоками данных, перспективные архитектуры мультимикропроцессорных систем на их основе, указаны целесообразные области их применения. Приведены примеры распределенного управления на базе локальных сетей микро - ЭВМ. [18]
Системы адаптивного программного управления ( АПУ) станками сложнее обычных систем ЧПУ, поэтому для их программно-аппаратной реализации обычно используются DNC-системы на базе мини - ЭВМ с развитым программируемым интерфейсом. В ряде случаев оказывается возможным реализовать адаптивное управление и на базе мультимикропроцессорных систем ЧПУ типа CNC посредством введения соответствующих элементов адаптации. Расширение функциональных и адаптационных возможностей систем ЧПУ достигается посредством их простого усовершенствования за счет наращивания программного обеспечения или подключения дополнительных микропроцессоров, реализующих алгоритмы адаптации и искусственного интеллекта. При этом станок может работать в основном в обычном режиме ЧПУ, а переход к АПУ производится автоматически в тот момент, когда в этом возникает необходимость. [19]
В настоящее время использование микропроцессорных наборов и является главным направлением развития автоматических регуляторов, а усложнение задач управления отразилось, в рамках этого направления, в создании и развитии ансамблей взаимодействующих микропроцессоров - мультимикропроцессорных систем. Эти вопросы не будут обсуждаться в нашей книге по следующей причине: архитектурные свойства и предельные возможности существующих концепций мультимикропроцессорных систем - именно как ансамблей стандартных микропроцессоров - таковы, что они не позволяют эффективно решать многие насущные задачи управления большой размерности, и в частности те, которые перечислены выше в качестве примеров. С точки зрения направленности книги важно лишь подчеркнуть, что и здесь повышение эффективности управления связывается с использованием параллельных вычислительных комплексов, каковыми являются и муль-тимикропроцессорные системы. [20]
Однако несмотря на отмеченные преимущества систем АПУ на базе мини - ЭВМ важную роль для адаптивного управления станками играли и продолжают играть мультимикропроцессорные CNC-системы. Они проще, дешевле и не требуют от оператора знаний языков программирования. Практика показывает, что в ряде случаев мультимикропроцессорные системы АПУ станками оказываются достаточно эффективными. [21]
Функциональные возможности их несколько меньше, чем мини - ЭВМ, однако они компактны, имеют низкую стоимость и с успехом могут заменить измерительные, преобразующие, или управляющие устройства. Микро-ЭВМ обладают повышенной надежностью и большой гибкостью. Они могут быть многорежимными, а при построении мультимикропроцессорных систем быстродействие их работы повышается. Оптимальное соотношение средств вычислительной техники и традиционной аппаратуры в составе многоканального оборудования выявляется по мере накопления опыта разработки и эксплуатации таких систем при проведении динамических испытаний. [22]
Так, в локальной сети Clusterbus фирмы Nester Systems 64 микрокомпьютера Apple II объединяются 16-проводным кабелем со скоростью передачи 240 Кбод. В системе Hyperchannel фирмы Network Systems достигается скорость передачи 10 Мбод. С увеличением числа микропроцессоров центр тяжести в проектировании мультимикропроцессорных систем переносится на программное обеспечение. Появляются новые операционные системы, специально предназначенные для повышения производительности мультимикропроцессорных систем и их надежности. [23]
Функциональные возможности их несколько меньше, чем мини - ЭВМ, однако они компактны, имеют низкую стоимость и с успехом могут заменить измерительные, преобразующие, или управляющие устройства. Микро-ЭВМ обладают повышенной надежностью и большой гибкостью. Они могут быть многорежимными, а при построении мультимикропроцессорных систем быстродействие их работы повышается. Оптимальное соотношение средств вычислительной техники и традиционной аппаратуры в составе многоканального оборудования выявляется по мере накопления опыта разработки и эксплуатации таких систем при проведении динамических испытаний. [24]
Отличается объемом локальной памяти ( что крайне важно в муль-тимикропроцессорных системах): 8 Кбайт постоянной памяти и 8 Кбайт оперативной памяти. Адресное пространство памяти увеличено до 1 Мбайта. Имеются аппаратные средства для организации программно-управляемых межпроцессорных прерываний в мультимикропроцессорных системах. [25]
В настоящее время использование микропроцессорных наборов и является главным направлением развития автоматических регуляторов, а усложнение задач управления отразилось, в рамках этого направления, в создании и развитии ансамблей взаимодействующих микропроцессоров - мультимикропроцессорных систем. Эти вопросы не будут обсуждаться в нашей книге по следующей причине: архитектурные свойства и предельные возможности существующих концепций мультимикропроцессорных систем - именно как ансамблей стандартных микропроцессоров - таковы, что они не позволяют эффективно решать многие насущные задачи управления большой размерности, и в частности те, которые перечислены выше в качестве примеров. С точки зрения направленности книги важно лишь подчеркнуть, что и здесь повышение эффективности управления связывается с использованием параллельных вычислительных комплексов, каковыми являются и муль-тимикропроцессорные системы. [26]
Дело в том, что использование современных дорогостоящих ЭВМ большой мощности для индивидуального управления одним станком или роботом было бы слишком расточительным: многие функциональные возможности таких универсальных ЭВМ при этом просто не нужны. Кроме того, последовательный принцип действия больших ЭВМ может приводить к значительному запаздыванию при вычислении адаптивного программного управления и, как следствие, к управлению по устаревшей информации. Принципиальная возможность такого распараллеливания обеспечивается модульной иерархической структурой адаптивных систем программного управления, представленной на рис. 3.2. Аппаратно-программная реализация этой структуры сводится к конструированию мультимикропроцессорной системы ( ММПС) индивидуального управления и разработке ее математического обеспечения. [27]
Системы, рассмотренные в предыдущем параграфе, включают в себя один центральный процессор и ряд специализированных процессоров для выполнения стандартных функций. Однако часто в измерительном приборе или системе должны выполняться разнородные группы функций, не соответствующие набору специализированных процессоров и расширителей, который имеется в распоряжении разработчика. Тогда становится выгодным применение нескольких универсальных микропроцессоров, каждый из которых должен выполнять свою группу функций. Низкая стоимость универсальных микропроцессоров делает предпочтительным построение мультимикропроцессорных систем по сравнению с разработкой сложного аппаратного и программного обеспечения для разделения различных функций. [28]
Так, в локальной сети Clusterbus фирмы Nester Systems 64 микрокомпьютера Apple II объединяются 16-проводным кабелем со скоростью передачи 240 Кбод. В системе Hyperchannel фирмы Network Systems достигается скорость передачи 10 Мбод. С увеличением числа микропроцессоров центр тяжести в проектировании мультимикропроцессорных систем переносится на программное обеспечение. Появляются новые операционные системы, специально предназначенные для повышения производительности мультимикропроцессорных систем и их надежности. [29]
В последнее время характерен переход в области информационных систем от однопроцессорных управляющих и вычислительных систем к мультимикропроцессорным. Архитектура мультимикропроцессорных систем образуется соединением в одну систему большого числа микропроцессоров. Такой переход обусловлен необходимостью создания высокопроизводительных микропроцессорных систем с быстродействием в сотни миллионов операций в секунду, например в системах распознавания образов или обработки аналоговых сигналов. Особенно недостаточное быстродействие накладывает существенные ограничения при построении приборов для измерения и управления высоко динамичными процессами. Микропроцессоры в мультимикропроцессорных системах могут быть как универсальными, так и специализированными на выполнение определенных функций. [30]