高性能开放式数控系统框架设计(3)

来源:南粤论文中心 作者:陶耀东k2,林浒2 发表于:2010-04-03 10:57  点击:
【关健词】开放式体系结构数控系统;组件;现场总线;动态可璧构;实时系统
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图2数控系统组件通讯行为统一分类
Fig,2   Unified classification  for component link  in CNC
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Function_n(X
⋯..闲                I         Function“)l
圜l   崮                  Functionn()I
 
HO-CSF孛秘熊缝箨之阕瀵谖(多对多豹逶谖分解势秀 两之间通讯)发出信息的组件称为写者,接受信息的组件称 为读者,它们之间采用的通讯组件(Link)连接.通讯组件 (Link)耀当予两个缝静闻带蠢管理税剑的数据区《共享蠢 存>。它可以存在运彳彳在实时揉作系统上的实时组件和非实 时组件之间,也可以存在不同处理器上的不同操作系统的不 同组件之间.根据实对系统和非实时系统通讯行为的特点,我 们将缓佟闻豹连接《L娃渡)行秀统一的麓分为四种类型,妇巨
雪 雾      要       Binding Map      罟 孓       暑
手   亭          拿                                        乎  警          手
& 色      &                          A 邕      A
BmdmR  Map I                                                                           Bindinz Mao  I

圈4组件之间采用通讯组件连接
魂。4  Link for component communiction

为是Channel.人机交互接口显示运渤控制器的状态信息,倔 毙实时要求,所以属于Pool类型。以此类推分析阿建立如图3 所示遥讯模甏.
功能组件调用Link组件的read()和wde()函数可以完
成一次与其他功能组件之间的通讯,通过设置LirIl(的参数, 可以配置Link所对应的行为类型.对图3所示的数控组件间 通讯模型,设计者可通过通讯组件完成功能组件之间的相连, 并确定通讯组件的行为类型,进而完成数控系统,连接过程如 上页图4所示.用户通过配置通讯组件的Binding      Map。可以 使用不同厂商的硬件,获得良好的开放性和厂商无关性.当硬 件性能的有所提高时,在HO—CSF中可以快速完成组件功能 的重映射并重构系统,实现系统的性能提升.
3.3组件功能实现方式的动态绑定映射 数控系统的高性能要求最基本的支撑就是数控系统的计
算能力越来越强,归根到底就是数控系统中控制和监视算法 的处理时间越短越好.对于基于单处理器PC的开放式数控 系统提升数控系统运算速度的方法就是提高处理器的运算频 率,但单个处理器的运算能力的提升存在极限,对此一般有两 种解决方案,一种是采用多个处理器完成原来由单个处理器
完成的任务,就像广泛使用的高性能计算机;另外一种是硬件
实现控制和监视算法,基于软硬件协同设计思想将原来由软 件实现的功能,全部或者部分采用硬件实现,缩短控制和监视 的处理时间.为了在体系结构中完成性能提升,HO-CSF框架 中组件定义了方法(Method),通过配置组件binding     map,在 运行时组件功能所需的Method可以映射为软件代码,也可以 映射为硬件实现.
图5组件重构和组件Method的重绑定
Fig.5    Rconfiguration and method rebinding of component

如图5所示,数控系统中运动控制组件中的位置控制器 所使用的PID方法由软件计算实现,通过重新配置binding map,重新绑定Motion组件中的Methodl和Method2,同时将
软件PID映射为计算速度提高100倍的硬件PID【l引,完成系 统的重构.这个重构的过程在不影响系统的其他组件的情况 下完成了数控系统的性能提升.                         .
通讯组件同样可以采用软件或硬件方式实现.软件方式 通常体现为组件之间的带管理机制的数据区,如:全局变量、
管道等;硬件方式,通常体现为由某种硬件机制实现其对应的
器上运行的线程一和线程二,依次完成各自组件的所体现功
能,线程之间采用通讯组件通讯.它们硬件上采用现场总线连 接,因两个线程之间需要同步,通讯组件按照Channel类型采
图6  Link:Channel现场总线实现
Fig.6    Link:channel based fieldbus

用硬件实现,该硬件为现场总线控制器.Links组件通过Bind- Lug Map通过驱动控制总线控制器的进行两个线程间通讯。 保证线程间的通讯行为为Channel类型.(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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