嵌入式系統(tǒng)設計實例-展示頁
2024-10-15 16:39本頁面
【正文】 Create CNC Message quote)。 ? pCNCMem=OSMemCreate(CNCMemPart, CNCMemSize, CNCblkSize, amp。// 1 26 數(shù)控系統(tǒng)設計－任務設計 ? 數(shù)控系統(tǒng)任務設計指南 ?不要引入很多狀態(tài)使設計復雜化 . ?不要使用太少的狀態(tài)使設計復雜化 . ?使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義簡單 . ?處理存儲越界的情況 . ?考慮所有定義的場景 . ?確保所有分配的資源在結(jié)束時釋放 . ?考慮使用層次狀態(tài)機簡化狀態(tài)機設計 . 27 數(shù)控系統(tǒng)設計－任務設計 ? 選擇任務類型 ?單個狀態(tài)機 ?多個任務 ? 選擇狀態(tài)機 ?簡單狀態(tài)機 28 數(shù)控系統(tǒng)設計－任務設計 ? 分配優(yōu)先級，由于采用 ucos操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)采用基于優(yōu)先權(quán)可搶占的調(diào)度方式 ?采用靜態(tài)固定分配，優(yōu)先級與周期成反比，周期越短優(yōu)先級越高。// 1 OSTaskCreate(Logic_Task, (void *)0, (OS_STK *)amp。// 1 OSTaskCreate(Display_Task, (void *)0, (OS_STK *)amp。// 1 OSTaskCreate(Decode_Task, (void *)0, (OS_STK *)amp。// 1 OSTaskCreate(Interp_Task, (void *)0, (OS_STK *)amp。 ? 這個過程是指軟件和硬件工作組一起工作定義最終系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .這是一個迭代的過程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變有時會改變軟件和硬件的結(jié)構(gòu) . 23 數(shù)控系統(tǒng)設計－定義軟件模塊 ? 定義軟件模塊 ? 確定系統(tǒng)需要支持的所有功能 . ? 基于實現(xiàn)的工作類型分組 .把執(zhí)行同一功能的模塊歸為一個任務 .例如人機界面，譯碼，插補，伺服等 . 24 數(shù)控系統(tǒng)設計－數(shù)控系統(tǒng)任務模塊 ? 數(shù)控系統(tǒng)任務模塊 ? 人機界面－顯示，操作，控制功能 ? 譯碼模塊－把數(shù)控代碼翻譯成可識別的結(jié)構(gòu) ? 插補模塊－把數(shù)據(jù)點細化 ? 伺服模塊－生成脈沖指令控制電機 ? 總控模塊－協(xié)調(diào)各個模塊之間的關系 ? 邏輯模塊－處理 IO口 25 數(shù)控系統(tǒng)設計－數(shù)控系統(tǒng)任務模塊 OSTaskCreate(Frame_Task, (void *)0, (OS_STK *)amp。 DOS只專注于一個任務，這樣可以保證任務的實時性。 RTOS費用很高， ? 開放源碼的實時系統(tǒng) rtai ,rtlinux ucos ? DOS，許多控制系統(tǒng)包括數(shù)控系統(tǒng)仍然使用 DOS。還有就是對操作系統(tǒng)底層的修改，如提高中斷頻率，改變?nèi)蝿盏膬?yōu)先級等方法可以提高一些操作系統(tǒng)的實時精度，但是這樣的改變對操作系統(tǒng)的性能有一定的損壞。它們通過分時技術允許多個任務并發(fā)，在所有活動任務間分配資源。 選擇處理器 — 數(shù)控系統(tǒng)處理器 16 操作系統(tǒng)平臺的選取 ? 通用操作系統(tǒng) ? (window unix/linux)本質(zhì)上是不可預測的，導致實時處理的不可靠性（即使是相對較慢，計算簡單的任務）。 ? 性能高－需要進行許多復雜的運算 ? 可靠性－可靠性要高，在加工過程中不出現(xiàn)問題，至少一個月之內(nèi)不能死機，出現(xiàn)故障， ? 安全程度高 非功能需求－ QOS 12 ? 如果已有的系統(tǒng)系統(tǒng)實現(xiàn)了相似的功能 ,重用該結(jié)構(gòu)是個很好的選擇 ? 如果這是個全新的項目 ,考慮這些功能是否能用一個處理器實現(xiàn) .單個處理器最容易實現(xiàn)和調(diào)試的 ? 如果該應用需要用多個處理器 ,最好選用能夠滿足需求的最少處理器實現(xiàn) ? 在多處理器設計中 ,把控制和管理用一個處理器實現(xiàn) ,這樣簡化了操作 .系統(tǒng)中其他處理器處理系統(tǒng)中的工作負載 . ? 按照這種方式設計的多處理器系統(tǒng) ,可以從一個小的系統(tǒng)擴充為一個大的系統(tǒng) ,通過增加處理器 .因此客戶可以從簡單的處理器入手 ,隨著系統(tǒng)負載的增加而增加 需求分析 —— 識別處理器 13 ? 平臺的特殊需求 (該平臺是否需要實時操作系統(tǒng)的支持 ) ? 對該硬件和軟件平臺的使用情況 ? ? 支持該硬件和軟件平臺公司的財務狀況如何 ? (當然不能選擇不能提供硬件 /軟件平臺支持的公司的產(chǎn)品 ? 提供該平臺公司的發(fā)展目標是什么 ? (當然不希望選擇的平臺沒有一個清晰的升級途徑 ) ? 該平臺是否有合適的開發(fā)工具 ? 可以使用該平臺開發(fā)的開發(fā)人員有多少 ?對開發(fā)人員培訓的費用是多少 ? 預留性能 (例如 ,不能選用一個 CPU資源使用 80%,預留未來 增加的空間 ? 該平臺需要完善嗎 ?一個良好的平臺比一個需要完善的平臺要便宜得多 ? 平臺的設備驅(qū)動程序 (是否能夠提供用戶開發(fā)的設備驅(qū)動程序 ) ? 平臺支持那些通訊協(xié)議 (如 .平臺平臺是否支持 TCP/IP, HTTP, UDP等 ) 挑選操作系統(tǒng)和硬件 15 ? 現(xiàn)在可用的數(shù)控系統(tǒng)有單個 CPU,兩個 CPU,三個 CPU ? 高檔數(shù)控一般采用兩個 CPU實現(xiàn)，更有甚者采用三個CPU，我們這個項目為中低檔數(shù)控，單個處理器可以實現(xiàn) ? Arm7的性能滿足系統(tǒng)的需要，同時由于需要 IO的實現(xiàn)，以及伺服電機的控制，所以采用 ARM7+FPGA的結(jié)構(gòu) 。實際上，需要滿足時間約束的情況主要是和系統(tǒng)安全（如對突發(fā)事件的反應等）以及切削精度（更高的精度影響插補周期）有關，因此數(shù)控系統(tǒng)具有硬實時任務。因為可確定性主要是確保條件 /事件出現(xiàn)和由此引起的動作開始 /結(jié)束的時間在一個準確的時間間隔內(nèi)。） 5 實時系統(tǒng) ? 實時系統(tǒng)任務分類 : ? 周期任務－－在規(guī)定的時間間隔里運行 ? 非周期任務－－非周期性任務 6 嵌入式系統(tǒng)設計 ? 需求分析
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