2. 2. Организация подсистемы ввода-вывода
Связь между переменными в программе и внешними сигналами модулей ввода-вывода выполняется с помощью объявления переменных. Каждой переменной назначается определенная область использования, то есть переменные могут быть доступны для одной задачи, для одного класса задач или для всех классов задач. Объявление переменных может выполняться в любое время с помощью редактора таблиц.
Модули ЦПУ B&R SYSTEM 2000 при вводе-выводе работают с отображением каналов ввода-вывода в памяти. Чтобы освободить ЦПУ от необходимости считывать отображение входов-выходов перед каждым циклом и последующей записи данных ввода-вывода назад на периферийные устройства, было сделано следующее:
Шина ввода-вывода отделена от системной шины (за исключением главной базовой платы B&R SYSTEM 2003 и 2005).
Был разработан отдельный процессор ввода-вывода, принявший на себя считывание и запись отображений входов-выходов.
ЦПУ (операционная система) выдает только одну команду процессору ввода-вывода. В то время, когда процессор ввода-вывода записывает или считывает отображения входов-выходов, ЦПУ свободен для выполнения других функций. Этот подход впервые позволил устранить недостаток увеличения времени цикла, характерный для других ПЛК, работающих с отображениями в памяти. Он позволил уменьшить времена цикла и получить высокую эффективность передачи данных при вводе-выводе. Процессор ввода-вывода работает в многозадачном режиме, подобно основному ЦПУ в ПКК. Заказы на обработку отображений от задач более высокого приоритета имеют преимущественное право перед другими заказами.
2. 2. 1. Стандартная передача данных при вводе-выводе
В стандартных системах отображение входов ПЛК выполняется самим ЦПУ. После выполнения основной программы он должен также записать отображения выходов в периферийные устройства (рис. 2.2). В ходе передачи данных ввода-вывода ЦПУ не может выполнять любые функции прикладной программы.
Рис. 2.2
2. 2. 2. Передача данных при вводе-выводе в b&r system 2010
В B&R SYSTEM 2010, как уже отмечалось, имеется отдельная системная шина и шина ввода-вывода. Разделение шин дает следующие преимущества:
В B&R 2010 считывание и запись отображений входов-выходов выполняются специальным процессором ввода-вывода, предназначенным для этой цели. ЦПУ может полностью концентрироваться на обработке данных ввода-вывода и не отрываться на передачу данных.
Передача данных на шине ввода-вывода обеспечивается специальным протоколом. Это гарантирует правильность обмена информацией ввода-вывода между модулями ввода-вывода и ЦПУ ПКК.
Производительность шины ввода-вывода настолько высока, что даже при нескольких тысячах каналов ввода-вывода все еще гарантируется параллельное во времени создание отображений входов-выходов.
Состояниям входов и выходов ставятся в соответствие переменные программы, называемые отображениями входов и выходов. Считывание образов входов или запись образов выходов называется “обработкой”.
2. 2. 3. Передача данных при вводе-выводе в b&r system 2003 и 2005
В системах B&R 2003 и 2005 системная шина и шина ввода-вывода на базовой плате не разделяются . Это означает, что на базовой плате не имеется процессора ввода-вывода. Функция процессора ввода-вывода эмулирована программным обеспечением системы. Для передачи данных в/из модулей ввода-вывода на главной базовой плате требуется время ЦПУ (как в стандартном методе создания отображений). Однако, передача данных между ЦПУ и платами расширения выполняется при помощи дополнительного процессора ввода-вывода, как описано выше для системы B&R 2010.