GOS for Iphone / mobile / Аппаратное и программное обеспечение

Рис 4.2.. Блок-схема микросхемы I8255

Интерфейс – это совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в системах при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов.

К ЭВМ типа IBM PC внешние устройства могут быть подключены через [1, 6-7]: системную магистраль ISA (Industrial Standard Architecture);

через последовательный интерфейс (порт) RS-232C; универсальный последовательный интерфейс USB (Universal Serial Bus); игровой порт; параллельный интерфейс (порт) Centronics.

Каждый способ подключения имеет свои особенности, преимущества и недостатки [6].

(см. табл. 4.2.1.) [6]. Табл. 4.2.1.

Интерфейс Centronics может использоваться не только для подключения принтера, но и для других периферийных устройств. ЭВМ имеет, по крайней мере, один параллельный порт, встроенный в материнскую плату или представляющий собой отдельную интерфейсную карту ввода/вывода. Количество портов может составлять до четырех: от LPT0 до LPT3. Контакты порта образуют три группы линий: данных, контроля (управления) и состояния (в данной версии УРТК не используется). Параллельный порт имеет три адреса в пространстве устройств ввода-вывода компьютера [6] (см. рис. 4.2.1.): :

базовый адрес – регистр данных;

базовый адрес + 1 – регистр состояния;

базовый адрес + 2 – регистр управления.

Базовый адрес параллельного порта LPT зависит от конфигурации оборудования ПЭВМ.

Формирование и прием сигналов этого интерфейса производится путем записи и чтения, выделенных для него портов ввода/вывода

<таблица>

Таблица базовых адресов портов находится в области данных BIOS [6],

начиная с ячейки 408H: LPT0 – 0:408, LPT1 – 0:40A, LPT2 – 0:40C. В том случае если порт не установлен, то в ячейке записан 0.

Аппаратные и программные средства для сопряжения через порт различных внешних устройств создаются таким образом, чтобы логическая структура устройства сопряжения и формат команд программы позволяли ЭВМ и внешнему устройству обмениваться информацией (данными и сигналами управления). Различные устройства сопряжения (УСО) рассмотрены в [6]. Сопряжение ЭВМ с БУ (со стороны блока управления) в лабораторной установке на базе УРТК осуществляется эмулятором, реализованным в микропроцессорном модуле БУ.

По функциям регистры эмулятора параллельного интерфейса являются моделью регистров микросхемы I8255. Эта схема была ранее использована в базовой версии СУ УРТК [2]. Микросхема могла настраиваться и использоваться в различных режимах работы [5, 7].

В данной лабораторной установке эмулятор настроен на функции обмена данными между верхним и нижним уровнем управления (ЭВМ и модулем процессора БУ) по схеме рис. 4.2.6.

Рис. 4.2.6. Схема обмена данными между Centronics и микропроцессорным модулем блока управления.

В процессе обмена обеспечивается согласование сигналов, поступающих от интерфейса Centronics, с входными сигналами остальных модулей БУ. Управлением записью и считыванием в эмуляторе занимается регистр RC (такой регистр был и в микросхеме I8255), а все данные передаются через один регистр данных RD (эти функции в микросхеме выполнялись двумя группами регистров).

7. Структура аппаратных средств мобильных роботов.

Мобильные роботы специального назначения

В силу специфики назначения таких роботов информации о них в открытой печати не много [2]. Летающие аппараты этого класса получили называние микролетательных (МЛА). В качестве примера можно указать МЛА “Black Widow”, разработанный фирмой “АeroVironment Inc” совместно

с UCLA и Caltech (Калифорнийским институтом технологии). Это один из первых аппаратов подобного класса, совершивший успешный полет в 1999 г. Другой совместный проект группы МЛА с машущими крыльями MicroBat. Его крылья приводятся в движение электрическим мотором. Вес аппарата около 15 г, включая видеокамеру и систему управления.

Разрабатывают аппараты такого класса и старейшие американские авиастроительные компании Lockheed Martin готовится к производству радиоуправляемого самолета “MicroStar”, предназначенного для сбора информации, поиска целей и поддержки мобильной связи. На этот проект Пентагон выделил 42 млн. долларов.

Широко известен комплекс для сбора видеоинформации с труднодоступных объектов, таких как подземные коммуникации, на основе мобильного робота URBOT [3]. Робот снабжен двумя видеокамерами, передача информации производится посредством беспроводной сети RadioEthernet. Прием информации осуществляется оператором на телевизионный приемник с жидкокристаллическим экраном.

Мобильные роботы для военных и военизированных применений

Разработка комплексов разведки и целеуказания на основе ДПЛА проводиться в настоящее время всеми индустриально развитыми странами мира. Можно констатировать тот факт, что интенсивно развивается новая система вооружений, которая в кругах специалистов получила название разведывательно-ударного комплекса (РУК) [1].

Современный РУК – это система, объединяющая в себе средства разведки, наведения, управления, средства огневого поражения и предназначенная для обнаружения и уничтожения наиболее важных одиночных и групповых подвижных объектов противника в глубине расположения его войск, независимо от метеорологических условий и времени суток [1].

Известно, что военное ведомство США затратило около 10 млрд долларов на развитие данного направления. При выработке концепции военных применений ДПЛА были куплены все коммерчески поставляемые образцы и проведены их испытания c целью выработки требований и концепции развития направления ДПЛА военного применения. Выработанная по результатам исследований классификация приведена, например, в работе [1]. Некоторое представление о разнообразии существующих типов ДПЛА дает табл.2.

Иллюстрацией одного из векторов развития направления военизированных комплексов является экспериментальный роботизированный охранный комплекс MDARS (США). Базой комплекса

являются мобильные роботы, обеспечивающие патрулирование внутренних помещений, территорий за счет, как мобильных роботов, так и стационарных систем разграничения доступа, включенных в систему. Экспериментальная система предназначена для охраны воинских складов и разработана по контракту с министерством обороны США исследовательским центром SPAWAR System Center (Cан-Диего) [3]. В связи с возрастающей угрозой терроризма развитие этого направления становится в последнее время чрезвычайно актуальным.

Комплекс ориентирован на использование серийно выпускаемых решений и в настоящее время для организации информационного обмена между элементами комплекса используется беспроводная локальная IP-сеть на основе стандарта IEEE 802.11. Для передачи данных в последних экспериментах использовался канал 2,4 ГГц с суммарной пропускной способностью 11 Мбит/с. Для передачи видео и аудиоинформации широко используются в аппаратные и программные способы сжатия. Целью экспериментов в проекте MDARS являлось изучение широкого круга системных проблем: поведение аппаратного и программного обеспечения, тренировки операторов, изучения поведения каналов информационного обмена при “инсцинированных попытках прорыва в охраняемую зону” и т.п.

На основании тестов и опытной эксплуатации в течение трех месяцев были выработаны требования по усовершенствованию системы MDARS. В качестве примера можно указать следующие:

необходимо обеспечить отображение на экране монитора пункта централизованного наблюдения видеоинформации с четырех камер (вместо одной в тестировавшемся варианте системы);

необходимо обеспечить отображение всех типов тревожных сообщений, получаемых со стационарных датчиков, а не только наибольших значений тревожных сигналов;

для увеличения вероятности обнаружения проникновения отслеживать перемещения внутри охраняемого периметра при движении самого мобильного робота (в настоящее время детектирование наличия перемещений обеспечивается лишь при условии, что сам робот неподвижен).

8. Перспективы развития аппаратно-программных средств для манипуляционных и транспортных роботов.