Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 69
Текст из файла (страница 69)
[Ч~агпоск, 1988] приводит много практической информации по ЛК, их конструкции и применению. Следует отметить, что инструкции по эксплуа- |а а""" выпускаемые производителями, являются хорошим источником информации аПЛ ЛК их программировании и практическом применении. С~атьи об элементной базе, ПЛК и обзоры рынка регулярно появляются в журна- аах Со рго ~оного! Еп81пеег1п8, 1пзогпщепг 3, Сопгго1 яузгешз, МасЬ!пе ап|1 1)ез18п, а также офзсг Еп81пеег1п8, Открытая архитектура ЗВМ.
Основные принципы работы сис- темных шин. Параметры и конфигурация шины для задач про- мышленного управления ббзор Системные шины широко используются в приложениях автоматизации — они ршиоляют выбрать оптимальный состав аппаратной части для конкретной задачи ;правления. Подход к изучению и применению шин существенно отличается от под,лил для обычных вычислительных систем — при проектировании и эксплуатации гхледннх в центре внимания находится центральный процессор, а в системных ширм мавным является механизм обмена данными. В промышленных установках применяется около десятка различных типов сис.щных шин.
Прямое их сравнение затруднительно, поскольку каждый тип шины отрекает уровень техники и ожиданий своего времени. Существуют как закрытые бирменные разработки, являющиеся запатентованной собственностью компаний, рики Решения, поддерживаемые организациями по стандартизации и открытые для лрррбшего применения. В компьютерной индустрии существует согласие, что целеюрбразно иметь несколько не связанных с какой-либо определенной моделью прои'р'рра шинных архитектур, раавитие которых определяется не отдельным произворизелем, а признанной организацией по стандартизации.
Глав лава начинается с исторического вводного обзора общих принципов и функций шии( а. (Раздел 8.1). Более подробное описание работы шин дано в разделе 8.2, в которли) иклю ключены некоторые практические рекомендации по подготовке шин к работе. Наиболее ее важные типы шин, применяемые в промышленной автоматизации, — зто р~ииы ЧМЕ МЕЬох и РС!.
Более подробное описание шины уМЕЬцз в разделе 83 приве"л"ридди св рррр; зтот мат д я сведения, и как расширение общего описания, данного в предыдущем Рант матеРиал в основном представляет интерес при практическом применении "и данного т ого типа и может бгять пропущен без потери связности изложения. Нахо.'" в Разделе д ле 8 4 представлен краткий обзор нескольких важных системных шин— '" Д,РС(„др б(,п ереход от централизованной к Распределенной архитектуре Рр щ й прорыв в применении ВТ для систем управления промышленными и" был сделан в 196з году, когда ком "ан"я Вбеги! ЕЧц(рщепс Согрогаггоп , ирисами б ) выпустила ЗВМ Р!)Р-8, за которой в !зло "оду последовала РГЛР-11.
С о м 'рхим воим модельный ряд РГ1Р обязан не только ни~~~й цене (в то время они стоили р10 0 000 долларов С!ПА за штуку, что было заметно дешевле других ЭВМ), но и л л Глава 6. Системны з ш„ 312 313 дисковод ОВУ порт ввода/вывода Рне 8.2. Структура системы с общей шиной внащльяя массовая память, СП-)сОМ реального времепи тем, что он основывался на "открытой" шинной архитектуре. Пользователи „ яосз гыбирать наиболее подходящий для своих нужд состав аппаратных средств я „"' батывать свои собственные интерфейсные платы на основе открытых — опуб Лккс, ванных — спепификаций шины.
Мини-ЭВМ типа РОР были весьма попу 1 ЛЯряь в промышленности и дали толчок развитию ОЕМ-компаний, специализирук,„,„л чьяко на конкретных приложениях вычислительной техники. Лругие производители последовали примеру компании ЕлЕС и Разработали я,, сок. стандарты шин. Возможность выбрать аппаратную конфигурацию исходя из треб . е ое. ний конкретной задачи управления была решающей в успехе системных шяь Для того чтобы по достоинству оценить революционные изменения, к кот „, привела открытая архитектура системной шины, следует начать с обьцего взгщ,„.
структуру ЭВМ. Аппаратная часть обычно формируется вокруг центрального о „ цессора, к которому присоединяются периферийные устройства, выполняющие ~„, личные функции, — клавиатура, видеоадаптер, дисководы и платы ввода/зьсяоь (рис. 8.1). При такой конфигурапии периферийные устройства могут напрямушсяг зываться только с процессором, и в каждый момент времени только одно периферяг ное устройство может обмениваться с ним данными. Рис. 8.1.
Базовая структура компьютерных систем ге. Ориентированная на процессор конфигурация принципиалыю неэфф. фектнвна' ли в этом Нот скольку вся информация должна проходить через процессор, даже если в пенные перв обходимости. Если процессор работает намного быстрее, чем присоедине о ганизапино '" рийные устройс~ва, то дополнительная нагрузка по управлению и орган лет истоРя" Р данными не создает больших проблем. Так было в первые тридцать лет тия ЭВМ, однако сегодня ситуация изменилась, поскольку периферийш „.нг ийные устР и опеоатизн стали значительно быстрее. Обмен информацией между дисковой и р' " уче мятью — основной тип операции при обработке больших массивов данных байтом Есо чтобы процессор копировал данные между устрояствами байт за бай д собс' ' Онрзаа1 ГЧН1РЩЕПС МаПЬЬ1ЗССНГЕà — КОМПаНИЯ, ВЫПУСКНЮЩаЯ ПРОДУКЦИЮ ПОЛ „оег' аняялся,чл' яой торговой маркой на основе комплектующих, поставляемых другими комп у»' пиальному соглашению.
как правило, конечный продукт включает и собственные ОБМ-колп~зяяи р Реход от централизованной к распределенной архитектуре 1 Рзр 8 ввода/вывода периферийных устройств соизмерима со скоростью процессора, сл ВВ таком подходе процессор большую часть своего времени будет тратить на перейнунт у данных между устройствами, Очевидно, что было бы гораздо удобнее, если бы , якуда ерийиые устройства могли непосредственно взаимодеиствовать друг с другом.
1 „~нфер )))ннная архитектура позволяет решить эту задачу. Периферийные устройства принняются к обшей шине, обеспечивающей обмен информацией между ними „единя 8 2) В каждый момент времени в такой системе может осуществляться только одна фнс ьщ обмена, и поэтому должны выполняться соответствующие правила координаоперщи уеперь в центре внимания находится не ЦП, а протокол, т, е, способ, на основе котоянн е 3 платы, присоединенные к шине, обмениваются данными. Конкретные детали обРно п 1я т сотки информации устройствами, включая ЦП, уже не являются существенными, 1днннзя архитектура имеет много преимуьцеств по сравнению с централизованной. 1О,нструкция вычислительныой системы, в которой периферийные устройства расшияш ее возможности и не зависят друг от друга, является в целом более эффективной.
Ш""ную архитектуру можно рассматривать как частный случай распределенных сяссем, в ы в которых независимые ЭВМ, соединенные каналами связи, совместно решав как ю. кую-либо задачу. Наиболее важной составляющей распределенной архитектуОь~ являет " ется организация обмена между подсистемами. Принципиально важно, что ЯО Язва ситУациЯ была хаРактеРна длЯ первых ЭВМ, а затем дла мини- и микРо.
ЭВМ Олисзян Ольших Универсальных ЭВМ типа 1ВМ/360 (начало выпуска — 1965 год) для операций ллгяызода яс да использовались специализированные процессоры — каналы, которые управля'Ряферийны. Р «ыми устройствами и обменом ннформацяей как между ними, так и с опора'" поыят ьь, зью с1луьккпня ПП вЂ” выдать комапду "начать исполнение программы канала", Ллльнейщ и е -око Яе операция выполнЯютсЯ каналом и контРоллеРами УстРойств. К одпомУ каскол Нясоедиыял ь 'ькяыя лись несколько контроллеров, каждый из которых, в свою очередь, управля л устройствами.
Основной недостаток такой архитектуры — высокая стоильость, "зябольщн- „ ий вклад н цену ЭВМ вносят пропессоры. Преимушество — реальная парал:.рл„„' кольких устройств ввода/вывода н ПП, а также отсутствие арбитражных Р"Бота яес ььк "а шине, снижающих проязводительносьь всей системы. Пря всех своих достоино я с ая шина, как станет ясно из дальнейшего изложения, является разделяемым ресур- 1' ледова тельпо, узким местом вычислительной системы.
— Примеч. рад. Рцяны " тя яс "общая", "системная" я "магистральная" являются сияонямами Иногда дл ногль для спользуется термин 'магистраль". — Примеч.рад. пессо ' 1сгл ор н такой архитектуре рассматривается пРосто как одно из "равноправных" успия Р"соединенных к шине. — Приллеч ред. 315 314 Глава 8. Системн„ "нч, „„тура и принципы работы шин .г СРУ обмен по шине производится машинными словами, т.
е. одновременно пе Р'днь„ все биты машинного слова. В распределенных сетевых системах обмен произв сообщениями высокого уровня, которые на физическом уровне представляло знп„н ' ноток последовательно передаваемых бит. Для параллельных шин скорое~~ и летел, „ чи гораздо выше, однако их физическая длина ограничена несколькими дед„ ть пе, ми. Последовательные линии передачи имееот меньшую пропускную способа дине .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
