3.2. Архитектура управляющих вычислительных комплексов

Имеются серийные УВК на базе микропроцессоров (МП). УВК встраи­вают в технологическое оборудование или в производственные процессы. Понятие архитектуры УВК включает в себя структуру процессора, память, внешние устройства, систему адресации, средства управления внешними устройствами, системы прерываний, синхронизации, форматы команд, средства программирования. Особое значение имеет способ связи между отдельными УВК. При архитектуре УВК с автономно расположенными ЭВМ возникают трудности, связанные с внешними интерфейсами. Хотя магистральный интерфейс «общая шина» обеспечивает унификацию связей устройств УВК с центральным процессором через единую магистраль вво­да-вывода, он не позволяет достигать необходимой производительности информационного обмена при совместной работе большого числа процес­соров в блоке УСО.

Рассмотрим отдельные модули УВК. Структура однопроцессорных УВК показана на рис. 3.3.

Структура включает процессорный модуль, внешние устройства, ин­терфейсы внешних устройств, модули УСО, вспомогательные устройства расширения функций. Процессорные модули выполняют в виде закончен-

ных вычислительных устройств, имеющих микроконтроллер, ОЗУ, контролле­ры прерываний и различные формы интерфейсов с внешними устройствами.

Микропроцессорные БИС в модуле имеют самостоятельные функции: обработки данных, управления, хранения управляющих nig. Система реги­стровых операций и гибкая система адресации (последовательная, косвен­ная, индексная, стековая) повышают производительность процессорных модулей при выполнении одно- и двухбайтовых операций.

Существенное ограничение УВК — малый объем ОЗУ, но адресное про­странство можно расширить путем программно-аппаратной сегментации памя­ти. Обычно УВК ориентируют на конкретное применение, т. е. используется ОС реального масштаба времени (ОС РВ). Эти ОС РВ используются для систем управления производственными участками и роботами, станками с ЧПУ.

ОС РВ реализованы на интегральных схемах, содержат набор систем­ных вызовов и представляют программистам группы команд высокого уровня, которые решают задачи более низкого уровня.

3.3. Программирование вычислительных устройств в ртк 3.3.1. Методы программирования пр

Метод прямого обучения предполагает ручное перемещение робота во все требуемые положения и запись соответствующих или обобщенных ко­ординат сочленений. Кроме того, для некоторых положений указывается необходимость выполнения таких операций, как смыкание захватного уст­ройства. Выполнение программы заключается в перемещении сочленения робота в соответствии с заданной последовательностью положений.

Прямое обучение — простой и легко реализуемый метод программиро­вания (не требует универсальных ЭВМ), но для него есть ограничения: не­возможность использования датчиков. Пользователь определяет последова­тельность действия ПР, которая не содержит условных переходов, вычисли-. тельных операций и циклических процедур. Этот метод применяется в то­чечной сварке, окраске, при простых погрузочно-разгрузочных работах. В более сложных ТП (сборка, контроль качества) последовательность дейст­вий ПР определяется от сигнала датчиков, от информации, получаемой из баз данных и представляемой в результате тех или иных вычислений.

В методе роботоориентированного программирования производится опрос датчиков и определяется в зависимости от обработки сенсорной ин­формации движение роботов. Преимущество использования сенсорной ин­формации от датчиков усилий, тактильных датчиков и других — в коррек­ции движения ПР.

Применение датчиков позволяет ПР функционировать в ситуации, ко­гда данным о внешних объектах присуща некоторая степень неопределен-

ности, что расширяет область применения ПР. К недостаткам робото-ориентированных языков относится то, что пользователь должен иметь вы­сокую квалификацию в области программирования.

Упростить процедуру программирования можно посредством исполь­зования в робото-ориентированных языках программирования методов ма­шинной графики. Этот путь связан с заменой метода прямого обучения мо­делированием рабочего пространства ПР.

В методе заданно-ориентированного программирования определяется не движение ПР, а расположение объектов. Это позволяет абстрагировать от особенностей конкретного ПР, и пользователю не приходится определять траектории движения и положения, зависящие от геометрии и кинематики ПР. Исходной информацией является геометрическая модель рабочего про­странства и робота. Задачно-ориентированное программирование называют системами программирования рабочей обстановки. Если провести аналогию с языками программирования ЭВМ, то задачно-ориентированное програм­мирование относится к робото-ориентированному программированию так же, как и языки высокого уровня относятся к языку ассемблера и другим языкам низкого уровня.