3.1.3. Управление информационным каналом с использованием арбитража

Стремительная компьютеризация современного общества и интег­рация производства, а также возрастающая сложность самих объектов управления диктуют жесткие требования к характеристикам распреде­ленных систем управления технологическими объектами (РСУ ТО). При этом необходимо учитывать, что эффективность работы РСУ ТО во мно­гом определяется функциональными возможностями коммуникационного уровня (КУ) ИВС, которые должны адекватно отражать структурные особенности СУ и специфику управляемого объекта.

Одной из важнейших особенностей рассматриваемых РСУ является однородность входящих в их состав ТО, которые характеризуются рав­ной потребностью в обмене информацией с другими объектами и требу­ют адекватной ответной реакции со стороны управляющей системы. Эта потребность обусловливает задачу равноправного распределения про­пускной способности ИВС между всеми подключенными абонентами. По­ставленная задача наиболее ярко выражена на уровне оперативного управления участком производства изделий электромеханики или электроники с характерными параллельными и параллельно-последова­тельными связями между отдельными ТО и их группами. Равноправное обслуживание абонентов выравнивает загрузку магистрали и обеспечи­вает резерв повышения производительности ИВС.

Проведем анализ существующих технических средств связи, удов­летворяющих требованиям со стороны РСУ. Известно, что высокой про­изводительностью обменов и малыми аппаратными затратами характери­зуются магистральные интерфейсы, а обеспечение равноправного до­ступа источников к ресурсам сети зависит от способа селекции или арбитража информационного канала. Возможные способы селекции ма­гистральных интерфейсов централизованной структуры представлены на рис. 3.3. Реализация временной селекции магистрали на основе гене­ратора временных интервалов контроллера (см. рис. 3.3, а) не обес­печивает нормального функционирования дисциплины "первым пришел - первым обслужен".

Рис. 3.3. Варианты структур селекции: а - реализация временной селекции; б - пример пространственной селекции; в - схема последовательной селекции; г - селекция по выделенным линиям; д - схема параллельной селекции с шифратором; КМ - контроллер магистрали ; ИС - ин­терфейс связи абонента с магистральным интерфейсом

Пример пространственной селекции на основе последовательного адресного сканирования источников запроса показан на рис. 3.3, б. Данный способ нашел широкое применение в интерфейсе c байтовой ма­гистралью типа HP-IB по стандарту IEC 625-1. Основным достоинством этого способа селекции является гибкость в реализации дисциплин обслуживания. Главный его недостаток - низкое быстродействие.

Схема последовательной (цепочечной) селекции (см. рис. 3.3, в) широко распространена в интерфейсах как наиболее простая и доста­точно быстродействующая. Поиск источника начинается по сигналу "Запрос". Идентификация наиболее приоритетного устройства выполня­ется сигналом "Подтверждение", который последовательно проходит через все устройства. В данном случае приоритетным будет устройс­тво, наиболее близко расположенное к контроллеру. При поступлении сигнала "Подтверждение" в источник запроса дальнейшее его прохож­дение блокируется и устройством выставляется сигнал "Занято".

Аналогично цепочечной схеме функционирует и схема селекции по выделенным линиям (см. рис. 3.3, г). Отличие ее от предыдущей за­ключается в том, что общие линии "Запрос" и "Подтверждение" заме­няются системой радиальных линий. Данный способ характеризуется гибкостью обслуживания, поскольку контроллер с помощью масок может установить произвольный приоритет и порядок опроса. Однако это достигается за счет существенного увеличения числа линий и услож­нения схемотехнического оборудования.

Схема параллельной селекции (см. рис. 3.3, д) отличается от предыдущей тем, что арбитраж сети осуществляется приоритетным шиф­ратором, выдающим соответствующий сигнал "Подтверждение.i".