Тема лекции 8: Архитектура микропроцессора с фиксированным списком инструкций

Содержание темы: Процессор CISC, процессор RISC. Последовательная обработка. Основные функциональные блоки: блок-схема, циклы, адресация памяти. Организация адресного пространства.

Прикладное программное обеспечение ПТК. Частью ПТК является его прикладное программное обеспечение, которое подразделяется на следующие части:

· программное обеспечение контроллеров: непроцедурные специализированные технологические языки реализации логических последовательностей операций и математических зависимостей; конфигуратор и библиотека программных модулей для компоновки алгоритмов контроля и регулирования (модули математических и логических функций, первичной переработки информации, регулирования и др.). Конкретными особенностями являются свойства и простота использования технологических языков; удобства работы с конфигуратором (в частности, табличный или графический его вид), полнота библиотеки для него и наличие в ней модулей современных совершенных алгоритмов (advance control) типа самонастройки регуляторов, адаптации параметров управления, базы знаний по диагностике; наименования языков высокого уровня, на которых следует составлять пользовательские программы, реализуемые в контроллерах;

· программное обеспечение пультов операторов (характеристики SCADA-программы). Отличия конкретных SCADA-программ: мощность графического редактора и используемой библиотеки графических объектов для проектирования дисплейных кадров; особенности реализации текущих и исторических трендов измеряемых величин; параметры используемой СУБД; особенности переработки измерительной информации на пульте оператора и включения в его работу различных пользовательских программ;

· включаемые в ПТК по желанию пользователей пакеты прикладных программ как общего назначения (статистическая обработка информации, многосвязное регулирование, экспертная система поддержки принятия управленческих решений и т.п.), так и объектного назначения (рациональное (иногда, оптимальное) управление типовыми агрегатами в отдельных отраслях промышленности). Наличие их, перечень и свойства отличают одно ПТК от другого;

· прилагаемые к ПТК программы САПР, позволяющие автоматизировать разработку документации к системе, составление блок-схем реализуемых в системе алгоритмов, схем расположения и взаимосвязей аппаратуры ПТК и т.д.

Полнота, простота, удобство использования имеющихся инструментов создания прикладного программного обеспечения; возможность их применения технологическим персоналом, не являющимся программистами; наличие в прилагаемых программах совершенных алгоритмов управления и разнообразных пакетов обработки информации - все это определяет важнейшие показатели проектирования и эксплуатации системы автоматизации: время разработки системы и необходимую квалификацию разработчиков, эффективность эксплуатации системы и комфортность работы с ней операторов и обслуживающего персонала, возможности и легкость расширения и модернизации системы.

Специалисты всех отраслей производства сегодня недовольны растущими затратами на разработку и сопровождение программного обеспечения (ПО). Это неудивительно, так как уровень автоматизации возрастает, и на этапе инвестиций в центре внимания все больше оказываются аппаратные средства.

До недавнего времени наименование ПЛК было широко известно во всем мире , как синоним программируемых логических контроллеров. Сегодня под именем ПЛК вы представляете полностью интегрированные системы автоматизации (Totally Integrated Automation).

Полностью интегрированные системы представляют качественно новый метод унификации систем автоматизации мирового производства и технологии, в котором аппаратные и программные средства управления сливаются в единую систему.

В основу построения таких систем положены следующие принципы:

• В области обработки данных: данные вводятся один раз, после чего становятся доступны на всех уровнях управления. Ошибки в передаче данных и их несовместимости остаются в прошлом.

• В области конфигурирования и программирования: все компоненты и системы конфигурации, программируются, запускаются, тестируются и обслуживаются использованием простых стандартных блоков, встроенных в систему разработки. Все операции выполнятся с использованием единого интерфейса и единых инструментальных средств.

• В области связи: вопрос будет связываться и схема решается простым использованием таблиц соединений. Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом месте. Различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно.

Totally Integrated Automation объединяет:

• Системы автоматизации.

• Станции распределенного ввода.

• Промышленное программное обеспечение.

• Программаторы.

• Промышленные компьютеры .

• Системы компьютерного управления.

• Человеко -машинный интерфейс.

• Мощные средства связи.

• Системы управления процессами.

Язык программирования для всех устройств семейства ПЛК получил название фирмы производителя того или иного ПЛК. Он встроен во все программаторы и удивительно гибок при составлении соответствующей программы. Кто предпочитает вербальное описание функций управления и программирует с использованием команд, тот просто выбирает тип представления «Список команд» (AWL). Сокращенные обозначения команд просты и легко запоминаются. Для кого ближе логическое представление функций станков и процессов, тот программирует используя «Функциональный план» (FUP). Каждая функция управления имеет здесь свой графический логический символ. А тип представления «Контактный план» (КОР) используют все те, кто хорошо разбирается в электрических схемах. Эти схемы можно легко преобразовать в «контактные планы». Всего пара программ- и Вы уже работаете с программаторами быстрее, чем рисуете электрические схемы от руки. Разумеется, и последующие изменения не будут вызывать никаких проблем.

Такими же гибкими, как типы представления, являются и операционные системы. Многие из тех задач, которые решают программируемые контроллеры, уже когда-то встречались. Так зачем же каждый раз заново изобретать колесо? Если Вы используете систему ПЛК, то просто обратитесь к обширной библиотеке программ и найдите конкретное решение, которое Вам требуется,- проверенное и готовое к применению.

Литература: 1осн.[1, 2, 3];2доп. [8]

Контрольные вопросы

1. Какая команда задаёт направление передачи, источник и приёмник информации. Какая команда обеспечивает передачу данных между микропроцессором и периферийным устройством.

2. Какая команда задает адрес ячейки памяти ОЗУ.

3. Какая команда задаёт операцию, источник данных и адрес загрузки результата.

Какое устройство, предназначено для хранения и обработки двоичного кода.