Архитектура управляющих вычислительных комплексов

Имеются серийные УВК на базе микропроцессоров (МП). УВК встраи­вают в технологическое оборудование или в производственные процессы. Понятие архитектуры УВК включает в себя структуру процессора, память, внешние устройства, систему адресации, средства управления внешними устройствами, системы прерываний, синхронизации, форматы команд, средства программирования. Особое значение имеет способ связи между отдельными УВК. При архитектуре УВК с автономно расположенными ЭВМ возникают трудности, связанные с внешними интерфейсами. Хотя магистральный интерфейс «общая шина» обеспечивает унификацию связей устройств УВК с центральным процессором через единую магистраль вво­да-вывода, он не позволяет достигать необходимой производительности информационного обмена при совместной работе большого числа процес­соров в блоке УСО.

Рассмотрим отдельные модули УВК. Структура однопроцессорных УВК показана на рис. 3.3.

Структура включает процессорный модуль, внешние устройства, ин­терфейсы внешних устройств, модули УСО, вспомогательные устройства расширения функций. Процессорные модули выполняют в виде закончен-

ных вычислительных устройств, имеющих микроконтроллер, ОЗУ, контролле­ры прерываний и различные формы интерфейсов с внешними устройствами.

Микропроцессорные БИС в модуле имеют самостоятельные функции: обработки данных, управления, хранения управляющих nig. Система реги­стровых операций и гибкая система адресации (последовательная, косвен­ная, индексная, стековая) повышают производительность процессорных модулей при выполнении одно- и двухбайтовых операций.

Существенное ограничение УВК — малый объем ОЗУ, но адресное про­странство можно расширить путем программно-аппаратной сегментации памя­ти. Обычно УВК ориентируют на конкретное применение, т. е. используется ОС реального масштаба времени (ОС РВ). Эти ОС РВ используются для систем управления производственными участками и роботами, станками с ЧПУ.

ОС РВ реализованы на интегральных схемах, содержат набор систем­ных вызовов и представляют программистам группы команд высокого уровня, которые решают задачи более низкого уровня.