.php> Содержание: "Программно-технический комплекс Учебное пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2010. Удк 519. 23 (075. 8) Ббк 22. 17я73"
Geum.ru

Программно-технический комплекс Учебное пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2010. Удк 519. 23 (075. 8) Ббк 22. 17я73



СодержаниеSAP, Oracle
AdAstrA выпускает MES
AdAstrA TraceMode
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ 1.1. Общие положения и определения
Real-Time Operating Systems
Диспетчеризация осуществляется на базе приоритетов
Механизм синхронизации нитей предсказуем
Временные характеристики ОС предсказуемы и известны
1.2. Отличие механизма современных ОСРВ
Система разработки
Developers Studio
IPC–Inter-Process communication
Soft Kernel
Загрузчик программ
Браузер системы
Профилировщик центрального процессора
Профилировщик памяти
Трассировка событий
1.3. Параметры ОСРВ
Время реакции системы
Время реакции системы на внешние события
Время переключения контекста
Время перезагрузки системы
Размеры системы
Возможность исполнения ОСРВ из ПЗУ
Механизмы ОСРВ
Наличие необходимых драйверов устройств
Система приоритетов и алгоритмы диспетчеризации.
Механизмы межзадачного взаимодействия.
Средства для работы с таймерами
1.4. Программное обеспечение многозадачности ОС
Преимущества потоков
Недостатки потоков
Контекст задачи
Пустая задача
Кооперативная многозадачность
Приоритетная многозадачность с вытеснением
1.5. Архитектура ОСРВ. Классы ОСРВ
Недостатки монолитной архитектуры
Недостатки модульной архитектуры
API играет компилятор и динамический редактор объектных связей (linker
Микроядра и модули
Микроядра и драйверы
Микроядра и DLL
VxWorks – компактную СРВ с хорошими временами реакций. 2. Минимальное ядро системы реального времени
Ядро системы реального времени и инструментальная среда
ОС с полным сервисом
1.6. Синхронизация задач
Разделяемая память
Сигналы (signal
Почтовые ящики
Событие (event
События, переводимые в несигнальное состояние автоматически
События, переводимые в несигнальное состояние вручную
1.7. Базовые понятия программного обеспечения реального времени
Обработка запросов внешних устройств
Обработка особых ситуаций
Teamwork (
1.8. Асинхронный обмен данными
INTR (Interrupt Request
1.9. Надежность систем реального времени
Запись данных в порт ввода/вывода
1.10. Планирование задач
Планировщик задач
Алгоритмы планирования без переключений
Алгоритмы планирования с переключениями
Фиксированные приоритеты
Турнирное определение приоритета
1.11. Планирование периодических процессов
Условие взаимного исключения
Условие отсутствия принудительной выгрузки ресурса
Условие циклического ожидания
Контрольные вопросы
ГЛАВА 2. ТИПОВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ 2.1. Обзор систем реального времени
QNX, Linux
Linux, требует внесения некоторых изменений в ПО обеих систем. Часть изменений, связанных с интеграцией высокоприоритетного ядра
OS-9 имеет самый широкий набор файловых менеджеров по сравнению с другими ОСРВ. Базовые файловые менеджеры OS
X.25 и LAP-B
MAUI содержит расширенный набор протоколов API
Sgi iris/
OEM; более 800 OEM
VxWorks и системные библиотеки, GNU C
2.2. Операционная система Windows NT 2.2.1. Ужесточение требований к ОС 90-х годов
Мультипроцессорная обработка и масштабируемость
Распределенные вычисления
Совместимость с POSIX
2.2.2. Операционные системы реального времени и Windows NT
API 32-разрядной Windows
Исполнительная система NT
Диспетчер объектов
Средство локального вызова процедур (LPC)
Диспетчер виртуальной памяти
Система ввода/вывода
Диспетчер кэша
Слой абстрагирования от оборудования
2.2.3. Процессы и потоки NT
NT процессы
Поток – это сущность внутри процесса, которую ядро NT
2.2.4. Пути расширения реального времени для NT
LP Elektronik
LP Elektronik
Смертельный захват
Инверсия приоритетов (Priority inversion)
2.2.5. Обработка прерываний и исключений
NT различает прерывания
IRQL процессора определяет, какие прерывания получает данный процессор. В процессе выполнения поток режима ядра повышает или пон
ISR с другими частями драйвера, возможно – используя общие данные. Более того, объекты-прерывания позволяют ядру легко вызывать
IRQL процессора до уровня диспетчерский/DPC
DPC дают ОС возможность генерировать прерывание и исполнять системную функцию в режиме ядра. Ядро использует DPC
DPC является объект-DPC
DPC. Так как обычно DPC
2.2.6. Особенности системы ввода/вывода системы NT
IRQL устройства и диспетчерским/DPC
IRP содержит набор областей стека IRP
Процедура инициализации
Набор процедур распределения
ISR. Диспетчер прерывании ядра передает управление этой процедуре при получении прерывания от устройства. В модели ввода/вывода
Процедура завершения
Процедура отмены ввода/вывода
Процедура выгрузки
Процедуры протоколирования ошибок
Мультипроцессорная обработка
2.2.7. Windows NT как операционная система реального времени
Interrupt Service Routine
DPC и не допускают прерываний другими DPC
DPC или (еще лучше) на уровне ISR
QNX и VxWorks
NT как одной из задач над (супервизором) ОС РВ. Модификации ядра
NT нетронутой означает, что все программное обеспечение, устройства и драйверы устройств NT
RTX 3.1 содержит интерфейс прикладной программы реального времени RTAPI
RTX 4.1 лежит модификация HAL
2.2.8. Расширения Windows NT
NT (NT file system
NT и в самых низкоуровневых частях исполнительной системы: ядре NT
UNIX реального времени); – реализовать в системах нижнего уровня стандартные коммуникационные интерфейсы к системе верхнего уров
2.3. Операционная система QNX 2.3.1. Общие положения
QNX используют библиотечные функции, поставляемые вместе с компилятором Watcom C
SMBfsys реализует протокол SMB
NFS позволяет предоставляет прозрачный доступ к файлам большинства UNIX
Dev эффективно обрабатывает символьные устройства и обеспечивает скорость обмена вплоть до 115К бод даже на процессорах серии i
Fault-tolerant networking
Api (posix
QNX Realtime Platform
QNX все определяется архитектурой на основе микроядра. Используемое в QNX
QNX обеспечивает приложениям настоящую производительность реального времени. Многозадачность, многопоточность (pthreads
QNX – ее сетевые возможности. Полная реализация в QNX
QNX сетевая архитектура Qnet
QNX включены лучшие средства создания самых современных встраиваемых СРВ. Некоммерческая поставка QNX Realtime Platform
С/С++, в QNX
Photon могут значительно упростить программирование с помощью визуального средства разработки графических приложений – Photon Ap
PhAB для создания графических интерфейсов в среде Photon
QNX поддерживается мощным программно-аппаратным пакетом системного анализа CodeTest
QNX поддерживает множество процессоров и встраивается в широкий спектр готовых процессорных плат на их основе: x
QNX встраиваемый веб-браузер Voyager
QNX поддерживает XIP
2.3.2. Системная архитектура QNX
Сигналы – это традиционная форма IPC
2.3.3. QNX как сеть
Send() делает гораздо больше, чем простой вызов библиотечной подпрограммы; функция Send
UNIX системах отличается тем, что при получении сигналов они не блокируют его, а устанавливают действие по умолчанию. В результа
SEND-блокирован или RECEIVE
SIGNAL-блокирован, то сигнал выдается непосредственно после возврата из функции Send
VC автоматически освобождаются. Процесс-отправитель отвечает за подготовку VC
2.3.5. Оконная система Photon microGUI
Photon – компактный (256К) оконный пакет, поддерживающий стандарт Motif
X Window System
GUI, Photon
Графические драйверы
Photon разработан с учетом поддержки национальных символов. Следуя стандарту Unicode
Photon предусматривает встроенную поддержку печати с выводом на различные устройства, включая файлы битовых карт; PostScript
Менеджера окон
2.3.6. Phocus 4 для создания встраиваемых SCADA
QNX включает систему Phocus
2.4. Операционные системы реального времени для встраеваемых систем
CPU для встраиваемых систем являются VIA technologies
Windows Mobile
QNX Neutrino
Sun Microsystems
OS-9 принадлежит компании RadiSys Corporation
Wind River Workbench
Поддержка устройств
X Window System
2.5. ОС РВ для встраиваемых модулей от компании Microsoft
NET Micro Framework
2.6. Функциональные потребности SCADA-системы
Flash-памяти, которая замещает малонадежные магнитные жесткие диски. ОС QNX
SCADA-система, совмещающая функциональность управляющей системы, HMI
Hmi, scada
Phocus реализована поддержка таких протоколов полевых шин, как Modbus
Phocus в "интегрированных" приложениях без выделенного PLC
SCADA пакет Phocus
SCADA с управлением PLC
BASIC-подобного скриптового языка Phocus SBL
QNX на карте Flash
SCADA пакета Phocus
Контрольные вопросы
ГЛАВА 3. ОБЩИЙ АНАЛИЗ КОНТРОЛЛЕРОВ 3.1. Аппаратное обеспечение
VME32), 80 Мбайт/с (VME
Green Spring Computers
PMC-мезонинов (стандартные низкопрофильные промышленные мезонины на основе шины PCI
Force, вторая в мире по объему продаж после Motorola
3.2. Программирование PLC
Smart I/O
Profibus РNO
VMEbus с помощью любой кросс-системы. Для всех модулей ввода/вывода предоставляются драйверы. Любое программное обеспечение може
OS-9, может программировать Smart I/O
3.3. Выбор контроллерных средств
РС (PC based control
Сетевой комплекс контроллеров
Распределенные маломасштабные системы управления
Полномасштабные распределенные системы управления
3.4. Классификация современных контроллеров
Специализированный контроллер со встроенными функциями.
Контроллер для реализации логических зависимостей (коммандоаппарат).
Контроллер, реализующий любые вычислительные и логические функции.
Контроллер противоаварийной защиты.
Контроллер телемеханических систем автоматизации.
GSM. Открытость архитектуры
РС-совместимых и несовместимых контроллеров. РС
Контроллеры, размещаемые в общий конструктив
Контроллеры модульного типа
3.5. Взаимодействие компонентов
Industrial Ethernet
3.6. Проектирование распределенных систем управления
CAN, Ethernet
CAN-интерфейс (ISO
3.7. Открытая модульная архитектура контроллеров
Open (открытая) архитектура, обеспечивающая интеграцию широко распространенного на рынке аппаратного и программного обеспечения;
PLC (Programmable Logic Controller
PC-контроллеров заключается в их "родственности
Более высокая надежность
PC-контроллеров лучше всего подходит ОС QNX
3.8. Архитектура производственной базы данных реального времени
Система сбора производственных данных
Web-сервер, такой как Microsoft IIS
3.9. Эволюция стандарта PCI для жестких встраиваемых приложений
Ibm, gespac
Промышленные компьютеры.
QSpan компании Tundra
Встраиваемые системы
3.10. ISaGRAF 5++ACE Target–целевая система высокой производительности
ACE, поэтому исходные тексты целевой системы являются едиными для разных ОС: Linux
ISaGRAF 5++ ACE Target
ISaGRAF 5++ ACE Target
ISaGRAF и выполняет функции отслеживания и сохранения значений изменившихся переменных для их чтения и записи по запросам OPC
Серверная подсистема FDA-OPC
FDA-OPC предназначен для извлечения данных ISaGRAF
ISaGRAF, функционирующей на контроллере, если для него включен режим регистрации данных. Поскольку протокол UDP
ISaArch, построенная по принципу, схожему с архитектурой FDA
3.11. Одно- и многоуровневые системы диспетчерского контроля и управления
3.12. Технологии и протоколы передачи данных в промышленности: Industrial Ethernet
Industrial Ethernet
SNMP. Эта модификация получила название IndustrialSNMP
Transparent Factory
Web-серверам обеспечивается возможность реализации пользовательского интерфейса средствами широко распространенного языка.php
Schneider Electric
3.13. Обеспечение надежности АСУ ТП с использованием резервированного кольца Turbo Ring
Многоуровневость функционально-технологической структуры объекта. Д
Повышенные требования по надежности.
Быстрое восстановление функций.
Повышенные требования к устойчивости функционирования
3.14. Анализ архитектур контроллеров с параллельной шиной
3.15. Повышенные требования к устойчивости функционирования
Обеспечение надежной среды передачи данных
Некоторые сети обеспечивают возможность инициативного доступа к среде передачи со стороны любого сетевого абонента
Появляется возможность осуществить разнообразные методы адресации
Отсутствие централизованного арбитра и широкие возможности автоконфигурирования сетевой топологии
Более высокоуровневый обмен информацией
Скорости передачи
Контрольные вопросы
ГЛАВА 4. ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ТИПОВЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ 4.1. Промышленные контроллеры для автоматизации технологических процессов
Централизованная архитектура
Территориально распределенная
Промышленные контроллеры компании Модульные Системы Торнадо.
Промышленные контроллеры серии MIF
MIF-контроллер состоит из одного или двух крейтов, которые содержат до 15 или 30 MIF
MIF-модуль выполнен в стандарте «Евромеханика» 6U
MIF-модулей имеют свои отличительные особенности, ориентированные на выполнение специализированных задач автоматизации, именно п
MIF-360 используется только один канал SCC
MIF-контроллера выбиралась из так называемых "полевых" шин (сетей): Profibus
Сопряжение с "полевым" уровнем.
Выбор элементной базы MIF-модуля.
MIC-CB, устанавливаемых в крейте стандарта 3U
MIC обладают характерными особенностями: конструктивное исполнение контроллеров в стандарте ««Евромеханика 3U
RS-485 с протоколом Modbus
4.2. Модули ADAM-8000 от компании Advantech и система программирования ADAM-WINPLC7
4.3. LabVIEW Real-Time LabVIEW реального времени
Windows-компьютер (host PC
LabVIEW Real
FPGA Project Wizard
Freescale ColdFire
Model Predictive Control MPC
4.4. Встраиваемые системы и ОС для них
System On Crystal
4.5. Промышленный контроллер Р-130ISA
Р-130 укладывается в линию новых продуктов ОАО ЗЭиМ – Р
4.6. Совместное использование HMI и PAC
4.7. Система Реального Времени CF-MNTR
4.8. Экономичные контроллеры Pico
PC-Pico – (1760-CBL-PM
SIM) только для 1760-L
4.9. RapidIO: технология для приложений реального времени
RapidIO обеспечивается благодаря небольшому числу сигнальных линий и широкой доступности. Восьмиразрядная параллельная версия Ra
RapidIO получило дополнительную поддержку в виде появления на рынке процессоров, в которых непосредственно реализованы интерфейс
4.10. TRACE MODE 6 и T-FACTORY 6: обзор исполнительных модулей
Trace mode
NetLink Light
NetLink Light
NetLink Light
GSM-МРВ+ осуществляет автоматический прием данных с удаленных контроллеров, работающих под управлением микро TRACE MODE GSM
4.11. Контроллер Crestron CP2E
4.12. АСУ ТП на базе контроллеров MICRO-PC
Технические характеристики
4.13. 32-разрядные микроконтроллеры Microchip
PIC32 представлено 7 контроллерами с объемом флэш-памяти от 32 до 512 кБ, объемом SRAM
MIPS32® release
Модуль сброса PIC
POR); - внешний сброс (MCLR
Сторожевой таймер
PLL предназначен для получения максимальной таковой частоты при использовании источников тактирования с частотой меньшей 72 МГц.
JTAG интерфейс для граничного сканирования, программирования и отладки; - модуль прямого доступа к памяти (DMA
DMA имеет в своем составе модуль вычисления циклического избыточного кода (CRC
4.14. ITV NDC-F18 – универсальные контроллеры NDC-F18
4.15. Сетевой контроллер компании Lenel для систем контроля доступа
LNL-3300 оснащен двумя двухпроводными портами RS
LNL-3300 имеет два сетевых порта. Один является интерфейсом стандарта 10/100 Base-T
LNL-3300 поддерживает считыватели, работающие с 8 наиболее популярными форматами карт доступа и 8 идентификаторами имущества, вк
OnGuard входят: сетевые контроллеры СКД, модули считывателей и входов/выходов, видеорегистраторы, DVR
4.16. Сетевой контроллер реального времени
Прерывание по предупреждению об уровне ошибок
Пассивное прерывание по ошибке
Прерывание по отключению шины
Toshiba решила эту проблему введением в свой модуль TCAN
Контрольные вопросы
ADAM-8000 от компании Advantech
ГЛАВА 5. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ 5.1. Требования реального времени в системах мультимедиа
5.2. Требования к архитектуре мультимедиа-систем
G-III через цифровой интерфейс телефонной сети Т
Необходим транспортный механизм, гарантирующий разделение нагрузки.
5.3. Объединение графического и мультимедийного ядра в систему Freescale
5.5. SCSA: архитектура для систем мультимедиа реального времени
SCbus компания VLSI Technology
CSMA/CD при 75-процентной загрузке шины перестает справляться с работой, фактическая загрузка SCSA
SC2000 и Siemens HSCX
Контрольные вопросы
Рекомендуемый библиографический список
Глава 1. основные принципы организации операционных систем реального времени 6
Глава 2. типовые операционные системы реального времени 57
Глава 3. общий анализ контроллеров 185
Глава 4. примеры реализации типовых контроллеров 244
Глава 5. мультимедийные системы реального времени 301
Рекомендуемый библиографический список 320
MIPS – семейство RISC
Reduced Instruction Set Computing
RISC-подобными, к примеру, ARM
ACE (Adaptive Communication Environment
ACE широко применяется во всем мире, а также является одной из самых переносимых C
MIPS (англ. Million Instructions Per Second
Lenel Systems International
ADPCM - сокращение от Adaptive Differential Pulse Code Modulation