2.1.4. Виртуальная модель pc-подсистемы чпу

В вертикальном сечении PC-подсистема имеет многоуровневую струк­туру (рис. 33) и в полной мере соответствует модели виртуальной маши­ны [22].

Нижний уровень составляет компьютерная аппаратура, выше размеща­ется операционная система Windows NT вместе с драйверами виртуаль­ных устройств (VxD), обеспечивающими управление внешними устрой­ствами, например контроллером панели оператора. Доступ к операцион­ной системе и ее службам осуществляется посредством API-слоя (прикладной интерфейс), который поддержан Win32^yHKUHRMH и NC-фун-кциями, обеспечивающими вход в подсистемы Windows NT и NC. Функ­ции реализованы в виде DLL (Dynamic Link Library, библиотека с динами­ческим связыванием). Поверх API-слоя расположен объектно-ориентиро­ванный сервер, служащий фундаментом для приложений в системе PCNC.

В числе классов объектов - стандартные из библиотеки MFC (Microsoft Foundation Classes), а также специально разработанные классы OOC_CL объектно-ориентированной магистрали ООС (Object Oriented Channel). Сервер содержит в том числе и общие для всех приложений алгоритмы, такие как обработчики ошибок, средства форматирования и конвертиро­вания данных, управляющие элементы многооконного экрана и др. На при­кладном уровне размещаются разнообразные приложения: интерфейс пользователя MMI (Man Machine Interface), инструмент разработки и ве­рификации управляющих программ NCPDT (NC Program Data Tool) и др.

Заключение

О сновными признаками систем ЧПУ нового поколения для мехатрон-ных систем являются принадлежность к классу персональных систем уп­равления PCNC и использование принципов открытой архитектуры. Открытая архитектура предполагает исключительную гибкость (конфигу­рируемость) системы, использование клиент-серверного подхода в орга­низации транзакций, привлечение объектно-ориентированного подхода к определению макроструктуры, а также на уровне технологии программиро­вания. Все это предопределяет принципиально новую организацию систе­мы ЧПУ, в которой даже модули с традиционными наименованиями имеют новые функциональное и алгоритмическое наполнения, а также и новую программную реализацию. Особо важную роль приобретает РС-подсисте-ма, которая определяет пользовательские характеристики и уровень сер­виса для оператора.

2.2. Проблема реального времени в системах управления

Показано, что системы ЧПУ располагают модулями, работаю­щими в машинном масштабе времени, и модулями, работающи­ми в реальном времени. Все прикладные модули взаимодейству­ют между собой и нуждаются в диспетчеризации, причем про­блемы диспетчеризации близки к тем, которые решаются средствами операционных систем реального времени. Раскрыты способы организации совместной работы всех модулей системы управления в целом. Рассмотрены возможности применения стан­дартных и оригинальных операционных систем реального времени и обосновано решение использования в системе управления расши­рения реального времени операционной систе.чы Windows NT.

2.2.1. Постановка задачи

Оптимальное использование вычислительных ресурсов систем управле­ния предполагает распределение работы модели в машинном и реальном масштабах времени. Управление взаимодействием моделей называют диспет­черизацией; она использует средства операционных систем реального време­ни. Однако диспетчер ни в коей мере не заменяет операционную систему.

Таким образом, поставлена задача найти способы организации совмест­ной работы всех модулей системы управления в целом. Для этого необхо­димо рациональное решение проблемы реального времени и построение на базе этого решения диспетчера прикладных программ. В этой связи были исследованы существующие предложения по использованию стандартных и оригинальных операционных систем реального времени, а также рас­ширений реального времени операционной системы Windows NT; кроме того, были выделены типы процессов и потоки системы управления.