27. Встраиваемые и промышленные компьютеры

Встраиваемые микро-ЭВМ входят составным элементом в промышленные и транспортные системы, технические устройства и аппараты, бытовые приборы. Они способствуют существенному повышению их эффективности функционирования, улучшению технико-экономических и эксплуатационных характеристик.

В области мобильных и малогабаритных аппаратов традиционно применяются специализированные процессоры, такие как RISC-системы с архитектурой ARM, энергопотребление которых находится на уровне 3 Вт.

Промышленные компьютеры используются как автономные человеко-машинные интерфейсы (Human Machine Interface, HMI) и промышленные терминалы в приложениях с жесткими условиями эксплуатации. К ним предъявляются серьезные требования по защите поверхности и герметичности корпуса

28. Обобщенная структура эвм и основные направления ее развития

Основные составные части:

- обрабатывающая подсистемы;

- подсистема памяти;

- подсистема ввода-вывода;

- подсистема управления и обслуживания.

Развитие обрабатывающей подсистемы идет по пути разделения функций и повышения специализации составляющих ее устройств. Создаются средства, которые осуществляют функции управления системой, освобождая от этих функций средства обработки. Такое распределение функций сокращает эффективное время обработки информации и повышает производительность ЭВМ. В то же время средства управления, как и средства обработки, становятся более специализированными.

Операционные устройства обрабатывающей подсистемы, кроме традиционных средств скалярной (суперскалярной) и логической обработки стали включать средства векторной обработки. При этом время выполнения операций можно резко сократить за счет увеличения частоты работы операционных устройств.

В устройствах скалярной обработки появляются операционные блоки, оптимизированные на эффективное выполнение отдельных операций, разрядность обрабатываемых слов возрастает.

Подсистема памяти имеет иерархическую структуру:

- сверхоперативный уровень (локальная память процессора, кэш-память первого и второго уровня);

- оперативный уровень (оперативная память, дисковый кэш);

- внешний уровень (внешние ЗУ на дисках, лентах и т.д.).

Эффективные методы повышения производительности ЭВМ: увеличение количества регистров общего назначения процессора, использование многоуровневой кэш-памяти, увеличение объема и пропускной способности оперативной памяти, буферизация передачи информации между ОП и внешней памятью.

Подсистема ввода-вывода. В состав входит набор специализированных устройств, между которыми распределены функции ввода-вывода, что позволяет свести к минимуму потери производительности системы при операциях ввода-вывода.

Основные направления развития: совершенствование системных контроллеров и контроллеров ввода-вывода, увеличение частоты и пропускной способности интерфейсов, совершенствование шинной архитектуры.

Подсистема управления и обслуживания - совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для обеспечения максимальной производительности, заданной надежности, ремонтопригодности, удобства настройки и эксплуатации. Обеспечивает проблемную ориентацию и заданное время наработки на отказ, подготовку и накопление статистических сведений о загрузке и прохождении вычислительного процесса, выполняет функции «интеллектуального» интерфейса с различными категориями обслуживающего персонала, осуществляет инициализацию, тестирование и отладку. Позволяет поднять на качественно новый уровень эксплуатацию современных ЭВМ.