Стратегия организации процесса разработки пмо.

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный технический университет им. H.Э.Баумана

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

UChPU_Logiko-vychislitelny_blok.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

809.47 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1313

Стратегия организации процесса разработки пмо.

Задача разработки качественного ПМО имеет две составляющие. Первая – тщательный отбор и доработка уже известных и создание новых частных алгоритмов в соответствии со структурой и функциональными требованиями к УЧПУ. Трудность здесь заключается в корректном отборе, точнее добавлении новых алгоритмов к уже существующим в подобных системах ЧПУ, поэтому зачастую разработчикам иногда проще разработать новый алгоритм для одной и той же функции УЧПУ. Вторая проблема – координация всех алгоритмов, конкурирующих к ресурсам вычислителя УЧПУ. Сложность проблемы заключается в том, что число таких алгоритмов и, следовательно, задач управления исчисляется сотнями и несмотря на их различные потребности в ресурсах вычислителя (быстродействующие, медленнодействующие, разовые алгоритмы), ресурсов, как правило, не хватает, поэтому разработчики ПМО ищут решение в двух направлениях: либо повышение быстродействия вычислителя, либо построение мультипроцессорных систем (см. УЧПУ типа «Сфера-56»). Иногда эти два направления объединяются и находят решения в комбинации обоих способов.

Разработка стратегии организации ПМО должна начинаться с определения групп процессов, происходящих в УЧПУ. Обычно выделяют две группы: быструю и медленную. Процессы, происходящие в этих группах различны, но они должны быть синхронизированы в определенной степени. Примерами медленных процессов могут служить такие, как ввод и размещение управляющих программ, трансляция программы, включая подготовительные расчеты для интерполяции и другие задачи. Примерами быстрых процессов могут служить такие, как интерполяция, управление разгоном – торможением, управление приводом, компенсация ошибок приводов, слежение за пределами допустимого пространства для исполнительных органов и т.п. На рис.6.17. приведена общая классификация и распределение задач по группам. Подобная структуризация управляемых процессов в УЧПУ позволяет сделать следующее заключение – все процессы в УЧПУ и быстрые и медленные отрабатываются отдельными программными задачами: программами, подпрограммами , отдельными командами, а для их синхронизации необходима организующая программа, основная цель которой предоставлять ресурсы вычислителя и УЧПУ в целом для работы той или иной задачи. Эту роль в ПМО УЧПУ играет операционная система. Поскольку вызов и работа задач должна осуществляться в последовательности, определяемой алгоритмом отработки управляющей программы, т.е. ведением процесса управления в реальном масштабе времени, то и в качестве операционной системы ПМО УЧПУ могут применяться только ОС реального времени.

Типы операционных систем пмо учпу.

Глобальной функцией УЧПУ как вычислительно – информационного устройства является организация взаимодействия между прикладными программами ПМО. Результатом этого взаимодействия являются переходы системы управления из одного состояния в другое, определяемые как этапы отработки прикладных задач. Поэтому устройство ЧПУ может быть описано как множество состояний S = { Si } и множеством функций переходов T = { Ti }, а завершает свою работу тогда, когда для состояния Sk не существует состояния Sk+1. Поэтому последовательность состояний So, S1……….Sk называется собственным вычислением УЧПУ. Существует три варианта организации собственных вычислений:

с помощью специального диспетчера,
с помощью операционной системы реального времени,
смешанный способ.

Специальный диспетчер является ядром специальной исполнительной ОС УЧПУ, создаваемой исключительно для конкретного набора задач УЧПУ. Принцип работы специального диспетчера базируется на том, что его работа организована на постоянной несущей частоте, определяемой таймером. Поскольку «быстрые» процессы требуют и быстрой реакции ПМО, то они привязаны к таймерному прерыванию, а «медленные» процессы отрабатываются в «фоне». При таком построении операционной системы включение отдельных задач жестко привязано ко времени, поэтому разработке специального диспетчера должен предшествовать тщательный анализ прикладных задач, работающих в реальном масштабе времени, с учетом последовательности и времени отработки этих задач, допустимой задержки в их исполнении, возможности их прерывания. Специальный диспетчер, как и любая специальная программа, весьма лаконичен, обладает высоким быстродействием. Однако полную оценку этому варианту операционной системы можно дать только после анализа всех состояний УЧПУ, т.е. по сути специальный диспетчер должен стать укрупненной формальной моделью УЧПУ.

Организация собственных вычислений УЧПУ при помощи универсальной операционной системы имеет то преимущество, что процесс разработки ПМО не требует создания формальной модели УЧПУ и анализа собственных вычислений. Здесь достаточен только анализ смежных или конфликтных ситуаций, так как задачи сами синхронизируют друг друга путем преимущественного предоставления ресурсов УЧПУ задачам с более высоким приоритетом. Этот метод имеет то преимущество, что предоставляется возможность создания крупного инвариантного к техническому оснащению блока ПМО. Этот блок оказывается доступным во всех версиях к наращиванию за счет подключения дополнительных прикладных программ. Недостатком таких ОС РВ следует считать несколько большие по сравнению со специальным диспетчером затраты процессорного времени. Удачным выходом из такой ситуации может быть смешанный способ построения ОС, при котором задачи формируются в блоки, взаимосвязь между которыми осуществляется через ОС реального времени, а работа задач внутри блоков организуется с помощью локальных специальных диспетчеров. На рис. 6.18. и 6.19. приведены структуры ПМО ведущего и ведомого модулей УЧПУ типа МС2101. ПМО ведущего модуля имеет в своем составе ядро операционной системы в виде универсальной системы реального времени типа RT11S, в то время как ПМО ведомого модуля имеет ядро операционной системы в виде специального диспетчера, на который возложена и задача организации взаимодействия обоих модулей.

Оператор