 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТУРОЙ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
В системах измерения и управления действия управления аппаратурой и обработки данных, как правило, должны производиться (программироваться) не с максимальной скоростью, с которой они могут быть выполнены, а с синхронизацией от внешних событий. В простейшем случае это означает выполнение действий управления аппаратурой и обработки данных по программе, но с синхронизацией от таймера или другого подобного устройства, которое формирует опорные точки временной диаграммы (каждой опорной точке времени соответствует определенное действие).
Система называется системой реального времени (СРВ), если правильность ее функционирования зависит не только от логической корректнности вычислений, но и от времени, за которое эти вычисления производятся. То есть для событий, происходящих в такой системе, то, КОГДА эти события происходят, так же важно, как и логическая корректность самих событий.
Реальное время (программное обеспечение) относится к системе или режиму работы, в котором вычисления проводятся в течение времени, определяемого внешним процессом, с целью управления или мониторинга внешнего процесса по результатам этих вычислений.
Системы реального времени должны обладать также еще одним свойством – оперативно реагировать на сигналы временной синхронизации или внешние события (например, срабатывание датчика аварийной защиты).
Системы реального времени – это системы, которые предсказуемо (в смысле времени реакции) реагируют на непредсказуемые (по времени появления) события. (Martin Timmerman)
Т.о. главное свойство систем реального времени – предсказуемость или детерминированность. Только благодаря этому свойству разработчик может гарантировать функциональность и корректность спроектированной системы. При этом скорость реакции системы важна только относительно скорости протекания внешних процессов, за которыми СРВ должна следить или которыми должна управлять.
Другими словами, СРВ призваны решать задачи, в которых важна не только правильность решения, но и сроки, в которые эти решения принимаются.
Срок, в пределах которого должно быть принято решение, называют критическим сроком обслуживания (deadline). Если невыполнение задачи в критический срок обслуживания означает, что она вообще не была выполнена, то такие задачи называют задачами жесткого реального времени.
В большинстве случаев о задачах жесткого реального времени говорят тогда, когда нарушение сроков критического обслуживания может нанести значительный материальный или физический ущерб.
К задачам мягкого реального времени относят случаи, когда нарушение критического времени обслуживания ведет к неприятным, но допустимым последствиям (например, требует дополнительной обработки). Примером может быть система измерения, с помощью которой исследуется какое-либо физическое явление. Погрешность привязки моментов измерения к моментам реального времени не приводит к катастрофическим последствиям, а только к эквивалентной дополнительной погрешности измерений, которая даже частично может быть с компенсирована за счет дополнительной обработки.
СРВ может быть представлена как совокупность трех компонент: прикладного программного обеспечения, опереционной системы реального времени и аппаратного обеспечения.
Алгоритмы временной синхронизации
Для привязки к реальному времени процессов управления с аппаратурой, передачи и обработки данных с использованием таймера могут быть использованы четыре основных алгоритма:
§ С использованием временных задержек;
§ С ожиданием готовности таймера;
§ С прерыванием от таймера;
§ С управлением от таймера.
С использованием временных задержек
Начальная инициализация аппаратуры.
I:=1,N.
Запуск АЦП
Программируемая задержка DT (DT - интервал дискретности измерений).
Чтение результата преобразования АЦП, обработка.
Переход к п. 2, если I<N. N - количество регистрируемых значений аналогового сигнала.
Конец.
Рис. 80
С ожиданием готовности таймера
Начальная инициализация аппаратуры.
I:=1,N;
Запуск таймера на DT.
Запуск АЦП.
Программируемая задержка на время преобразования АЦП.
Чтение результата преобразования АЦП, обработка.
Опрос готовности таймера.
Проверка готовности таймера, переход к п.7, если готовности нет.
Сброс готовности таймера, переход к п. 2, если I<N.
Конец.
Рис. 81
С управлением от таймера
Начальная инициализация аппаратуры.
Запуск таймера в режиме делителя частоты, интервал дискретности выходных импульсов - DT.
I:=1,N.
Опрос готовности АЦП.
Если готовности нет, переход к п.4.
Чтение результата преобразования АЦП, обработка.
Переход к п.2, если I<N.
Конец.
 |
Рис. 82
С прерыванием от таймера
А Программа обработки прерывания.
Сброс готовности таймера.
Запуск АЦП.
Программируемая задержка на время преобразования АЦП.
Чтение результата преобразования АЦП, сохранение результата в массиве Х(i).
Инкремент I.
Перезапуск таймера на DT.
Передача кода команды возврата из прерывания в ЭВМ.
Б. Фоновая программа. Раздел инициализации.
Начальная инициализация аппаратуры;
Установка вектора прерывания в таблицу векторов прерывания (Загрузка стартового адреса программы обработки прерывания по адресу $A).
Разрешение прерывания программы ЭВМ от IRQ2.
Разрешение формирования запроса на прерывание в таймере.
Запуск таймера на DT.
В. Фоновая программа. Основная часть.
1.Отображение и обработка Х(I). Переход к п. 2, если I>=N.
2. Запрет прерывания программы ЭВМ от IRQ2.
3. Конец.
Поиск по сайту: