Разделы презентаций


УВВ презентация, доклад

Содержание

Устройства ввода-вывода УВМВопросы лекции: Общие требования к УВВ Выбор стандартных магистралей МКИО SpaceWire CAN

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1УВВ

УВВ

Слайд 2

Устройства ввода-вывода УВМ
Вопросы лекции:
Общие требования к УВВ
Выбор стандартных

магистралей
МКИО
SpaceWire
CAN

Устройства ввода-вывода УВМВопросы лекции: Общие требования к УВВ Выбор стандартных магистралей МКИО SpaceWire CAN

Слайд 3

Устройства ввода-вывода УВМ
Интерфейс ввода-вывода управляющего вычислительного комплекса – это:
Средства

сопряжения ЭВМ с элементами приборного оборудования (датчиками, исполнительными механизмами и

устройствами, пультами и органами управления, элементами индикации и отображения информации, средствами связи и дистанционного управления и т. п.).

Устройства ввода-вывода УВМИнтерфейс ввода-вывода управляющего вычислительного комплекса – это: Средства сопряжения ЭВМ с элементами приборного оборудования (датчиками,

Слайд 4

Устройства ввода-вывода УВМ
Функционирование перечисленных элементов основано, как правило, на различных

физических принципах, они обладают разным быстродействием, часто требуют обмена информацией

в произвольные моменты времени.
Их объединяют в единый комплекс с помощью стандартных интерфейсов.

Устройства ввода-вывода УВМФункционирование перечисленных элементов основано, как правило, на различных физических принципах, они обладают разным быстродействием, часто

Слайд 5

Устройства ввода-вывода УВМ
Под стандартным интерфейсом понимают
совокупность унифицированных аппаратных, программных

и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия функциональных различных элементов

в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов

Устройства ввода-вывода УВМПод стандартным интерфейсом понимают совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия

Слайд 6

Устройства ввода-вывода УВМ
Основные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода

Выбор

характеристик магистралей обмена производится по следующим критериям:
 
Информационная совместимость  
Электрическая совместимость

 
Конструктивная совместимость
Устройства ввода-вывода УВМОсновные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода Выбор характеристик магистралей обмена производится по следующим критериям: Информационная

Слайд 7

Устройства ввода-вывода УВМ
Основные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода
 
Информационная

совместимость применительно к интерфейсам включает в себя
требования к количеству,
виду

(аналоговые, дискретные, цифровые, логические) и
характеру сигналов (информационные, управляющие, адресные, программные),
системе кодирования сигналов (вид кода), а также содержит
наименование и функции сигналов,
пространственно-временное распределение, форматы и структуру сообщений.
 
Устройства ввода-вывода УВМОсновные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода  Информационная совместимость применительно к интерфейсам включает в себятребования

Слайд 8

Устройства ввода-вывода УВМ
Основные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода
  
Электрическая

совместимость определяется:
выбором способов электропитания (сетевое, батарейное, централизованное, автономное),
значений

напряжений и их допустимых отклонений,
допустимых мощностей потребления и коэффициентов нагрузочной способности,
электрических уровней логических сигналов;
требованиями, предъявляемыми к помехоустойчивости, заземлению, допустимым длинам линий,
допустимым значениям емкостной и резистивной нагрузки. 
Устройства ввода-вывода УВМОсновные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода   Электрическая совместимость определяется: выбором способов электропитания (сетевое, батарейное,

Слайд 9

Устройства ввода-вывода УВМ
Основные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода
 
 
Конструктивная

совместимость определяет
условия механического соединения функциональных элементов между собой и

с системой. Она включает:
требования к
типу и размерам соединительных элементов (кабелей, штекеров, разъемов) и к
конструкциям плат, кассет, каркасов, а также к их
размерам и допускам.

Устройства ввода-вывода УВМОсновные характеристики и принципы проектирования интерфейсов ввода-вывода   Конструктивная совместимость определяет условия механического соединения функциональных элементов

Слайд 10

Устройства ввода-вывода УВМ
С функциональной точки зрения интерфейсы классифицируются в основном

по следующим признакам:
структура связей
способ передачи информации
принцип

обмена
режим передачи

Устройства ввода-вывода УВМС функциональной точки зрения интерфейсы классифицируются в основном по следующим признакам: структура связей способ передачи

Слайд 11

Устройства ввода-вывода УВМ
По структуре связей различают магистральный, радиальный, цепочечный и

смешанный способы соединения элементов комплекса.

При магистральном способе входы и

(или) выходы всех сопрягаемых блоков соединены общей линией.
При радиальном способе один блок (например, ЭВМ) соединяется с несколькими другими блоками по отдельным независимым линиям.
Цепочечный способ определяет такое соединение, при котором единственный выход предшествующего блока соединен с единственным входом последующего, так что соединяемые блоки образуют цепь.

Эти способы соединений могут использоваться совместно (смешанный способ) и образовывать сложные древовидные конфигурации.
Устройства ввода-вывода УВМПо структуре связей различают магистральный, радиальный, цепочечный и смешанный способы соединения элементов комплекса. При магистральном

Слайд 12

Устройства ввода-вывода УВМ
По способу передачи информации интерфейсы делятся на параллельные,

последовательные и параллельно-последовательные.
Параллельный интерфейс содержит большое число линий и

обеспечивает параллельный обмен информацией с большой скоростью (более 1 Мбит/с), но на сравнительно короткие расстояния (до нескольких десятков метров).
Последовательный интерфейс в большинстве случаев содержит одну линию (моноканал), информация по которой передается в одном из последовательных кодов. Скорость передачи составляет до 100 Мбит/с, а длина линии связи достигает 1 км.
В параллельно-последовательных интерфейсах передаваемые слова делятся на слоги, при этом биты слогов передаются по линиям параллельно, а слоги - последовательно. Требования по скорости передачи и длине связей такие же, как у параллельных интерфейсов.
Устройства ввода-вывода УВМПо способу передачи информации интерфейсы делятся на параллельные, последовательные и параллельно-последовательные. Параллельный интерфейс содержит большое

Слайд 13

Устройства ввода-вывода УВМ
По принципу обмена интерфейсы могут быть синхронными и

асинхронными.
В синхронных интерфейсах интервалы следования сообщений и (или) их

элементов постоянны.
В асинхронных - эти интервалы произвольны и определяются быстродействием взаимодействующих функциональных блоков, длиной линии связи между ними и скоростью распространения сигналов по этим линиям.
Устройства ввода-вывода УВМПо принципу обмена интерфейсы могут быть синхронными и асинхронными. В синхронных интерфейсах интервалы следования сообщений

Слайд 14

Устройства ввода-вывода УВМ
По режиму передачи линии интерфейса могут быть:
однонаправленные

(передача производится в одном определенном направлении),
двунаправленные одновременные (передача информации

производится одновременно в каждом из двух направлений) и
двунаправленные поочередные (передача производится в каждом из двух направлений, но поочередно, т.е. с разделением по времени).
Устройства ввода-вывода УВМПо режиму передачи линии интерфейса могут быть: однонаправленные (передача производится в одном определенном направлении), двунаправленные

Слайд 15

Устройства ввода-вывода УВМ
По какой бы схеме не строился интерфейс, в

общем случае он должен обеспечивать:
 возможность подключения необходимого количества абонентов;
требуемую пропускную

способность линий переда­чи информации;
помехозащищенность этих линий;
достоверность передаваемой информации;
программное управление обменом информацией со стороны ЭВМ или специальных контроллеров;
программное управление функциями подключаемых устройств;
возможность наращивания количества абонентов с сохранением требований по электрической, информационной и конструктивной совместимости
удобство контроля, наладки и настройки;
реализацию в виде БИС.
Устройства ввода-вывода УВМПо какой бы схеме не строился интерфейс, в общем случае он должен обеспечивать: возможность подключения необходимого

Слайд 16

Устройства ввода-вывода УВМ
Классификация устройств ввода-вывода по программируемости обмена и организации

связей с объектом управления

По сложности и возможностям программирования обмена данными

устройства ввода-вывода делятся на:
Порты - самые простые непрограммируемые устройства типа набора регистров;
Адаптеры - устройства с жесткой логикой, спроектированные для конкретного устройства, к которому стыкуется этот адаптер;
Контроллеры - программируемые устройства, логика которых задается программой, закладываемой в контроллер и перестраиваемой от центрального процессора при работе.
Устройства ввода-вывода УВМКлассификация устройств ввода-вывода по программируемости обмена и организации связей с объектом управленияПо сложности и возможностям

Слайд 17

Устройства ввода-вывода УВМ
По способу организации связей с абонентами различают:
- Селекторные

каналы, входы которых переключаются для работы с различными абонентами;
- Мультиплксные

каналы, обеспечивающие одновременную работу множества абонентов по одной линии (моноканалу).
Устройства ввода-вывода УВМПо способу организации связей с абонентами различают:- Селекторные каналы, входы которых переключаются для работы с

Слайд 18

Устройства ввода-вывода УВМ

 
Структурная схема селекторного канала

Устройства ввода-вывода УВМ  Структурная схема селекторного канала

Слайд 19

Устройства ввода-вывода УВМ

 
Структурная схема мультиплексного канала

Устройства ввода-вывода УВМ  Структурная схема мультиплексного канала

Слайд 20

Устройства ввода-вывода УВМ
Виды сигналов обмена БЦВС летательных аппаратов:
1) Аналоговые постоянные

величины напряжения, сопротивления и тока;
2) Дискретные (цифровые одиночные) сигналы в

виде:
- Замыкание контактов реле на время от десятков до сотен миллисекунд;
- Импульсы напряжения большой величины при коммутации напряжения питания (10-100 В) на время от десятков до сотен миллисекунд;
- Короткие импульсы длительностью несколько микросекунд.
3) Аналоговые унитарные импульсные сигналы с переменной частотой или фазой;
4) Каналы цифрового обмена последовательного и параллельного типа, а также с более сложной структурой.
Устройства ввода-вывода УВМВиды сигналов обмена БЦВС летательных аппаратов:1) Аналоговые постоянные величины напряжения, сопротивления и тока;2) Дискретные (цифровые

Слайд 21

Устройства ввода-вывода УВМ
Для уменьшения сроков и затрат на проектирование и

разработку имеются тенденции как к унификации интерфейсов ввода-вывода, так и

к выполнению их в виде модулей, в основе которых имеются общие для различных интерфейсных устройств элементы.
 
В последнее время применяются различные программируемые устройства, как на базе программируемых логических ИМС, так и на базе встроенных микроконтроллеров с перестраиваемой логикой за счет замены программ.
Устройства ввода-вывода УВМДля уменьшения сроков и затрат на проектирование и разработку имеются тенденции как к унификации интерфейсов

Слайд 22

Устройства ввода-вывода УВМ
К унифицированным элементам, составляющим основу модулей ввода-вывода, относятся:


типовые элемента корпуса модуля,
источник питания,
устройство управления и
типовой

узел связи с магистралью процессора.
 
Сами специфические преобразующие устройства представляют из себя схемы, построенные на типовых элементах и ЦАП и АЦП.
Устройства ввода-вывода УВМК унифицированным элементам, составляющим основу модулей ввода-вывода, относятся: типовые элемента корпуса модуля, источник питания, устройство

Слайд 23

Устройства ввода-вывода УВМ
 Важным принципом проектирования устройств ввода-вывода управляющих ЭВМ является

максимальное использование стандартных магистралей.
 .

Устройства ввода-вывода УВМ Важным принципом проектирования устройств ввода-вывода управляющих ЭВМ является максимальное использование стандартных магистралей. .

Слайд 24

Устройства ввода-вывода УВМ
  Выбор стандартных магистралей производится исходя из следующих характеристик:
 1)

Комплексная пропускная способность (производительность) магистрали, связанная с информационным потоком, скоростью

изменения и объемом обменных сигналов. Недостаточная производительность магистрали процессора может сделать бесполезным повышение производительности самого процессора;
2) Количество абонентов, подключаемых к магистрали;
3) Конструктивные особенности магистрали - длина, мощность сигналов, устойчивость к помехам;
4) Протокол магистрали, определяющий способы взаимодействия процессора с абонентами на магистрали;
5) Потребляемая мощность, габаритно-массовые характеристики интерфейсных устройств.
Устройства ввода-вывода УВМ  Выбор стандартных магистралей производится исходя из следующих характеристик: 1) Комплексная пропускная способность (производительность) магистрали, связанная с

Слайд 25

Устройства ввода-вывода УВМ
  
Стандартные магистрали

Устройства ввода-вывода УВМ  Стандартные магистрали

Слайд 26

МКИО
  
История создания МКИО
Впервые принципы организации МКИО с программно-управляемыми потоками информации

были осуществлены в США для интеграции бортового электронного оборудования, при

создании самолетов В-1, F-15, F-16 в начале 70-х годов.
Успешный опыт реализации этих интерфейсов позволил обобщить их в виде стандарта MIL-STD-1553, который был принят в 1973 г., а затем дважды пересмотрен и уточнен (сейчас действует стандарт на МКИО MIL-STD-1553 В и российский стандарт Р52070-2003 ).
МКИО  История создания МКИОВпервые принципы организации МКИО с программно-управляемыми потоками информации были осуществлены в США для интеграции бортового

Слайд 27

МКИО
  
История создания МКИО
Организация последовательного интерфейса на базе этого стандарта применяется

не только в ракето- и авиастроении (комплексы бортового оборудования ракет,

спутников, самолетов и вертолетов), но и в военно-морском деле, в промышленности, автомобилестроении, при создании локальных вычислительных сетей.
МКИО  История создания МКИООрганизация последовательного интерфейса на базе этого стандарта применяется не только в ракето- и авиастроении (комплексы

Слайд 28

МКИО
  
Общая структура системы с МКИО
 
Обобщенная структурная схема МКИО показана на

рисунке

МКИО  Общая структура системы с МКИО Обобщенная структурная схема МКИО показана на рисунке

Слайд 29

МКИО
  
Общая структура системы с МКИО
 
Варианты линий связи МКИО (витая пара,

коаксиальный, оптоволоконный)

МКИО  Общая структура системы с МКИО Варианты линий связи МКИО (витая пара, коаксиальный, оптоволоконный)

Слайд 30

МКИО
  
Общая структура системы с МКИО
 
Два способа подключения абонентов МКИО (прямые

связи, трансформаторное подключение)

МКИО  Общая структура системы с МКИО Два способа подключения абонентов МКИО (прямые связи, трансформаторное подключение)

Слайд 31

МКИО
  
Варианты линейных кодов

МКИО  Варианты линейных кодов

Слайд 32

МКИО
  
Форматы передачи данных МКИО

МКИО  Форматы передачи данных МКИО

Слайд 33

МКИО
  
Форматы передачи данных МКИО

Выдача их контроллера в ОУ с

ответным словом
Запрос из ОУ в контроллер с ответным словом
Передача ОУ

– ОУ с ответным словом
Выдача команды в ОУ
Выдача их контроллера в ОУ без ответного слова
Передача ОУ – ОУ без ответного слова
Всем принять команду

МКИО  Форматы передачи данных МКИО Выдача их контроллера в ОУ с ответным словомЗапрос из ОУ в контроллер с

Слайд 34

МКИО
  
Структура слов МКИО

МКИО  Структура слов МКИО

Слайд 35

МКИО
  
Структура ОУ МКИО

МКИО  Структура ОУ МКИО

Слайд 36

МКИО
  
Пример использования МКИО
(ракета KOРMOРАН)

МКИО  Пример использования МКИО(ракета KOРMOРАН)

Слайд 37

МКИО
  
Пример использования МКИО
(вертолет SH-60B)

МКИО  Пример использования МКИО(вертолет SH-60B)

Слайд 38

МКИО
  
Реализация МКИО в БЦВК

МКИО  Реализация МКИО в БЦВК

Слайд 39

МКИО
  
Недостатки МКИО


а) жестко фиксированная скорость передачи информации
(1 М

бод), являющаяся избыточной для малоскоростных абонентов и вместе с тем

не соответствующая достижимой в настоящее время скорости передачи (порядка 35—40 Мбод);
б) необходимость в кварцевом стабилизаторе частоты для каждого абонента;
в) сложность и сравнительно высокая стоимость аппаратуры сопряжения с каждым абонентом;
г) сравнительно малое число абонентов, подключаемое к одному отрезку линии;
д) необходимость повторения полного сообщения при наличии ошибки в одном слове;
е) необходимость создания специальной аппаратуры для отладки и профилактики.

МКИО  Недостатки МКИО а) жестко фиксированная скорость передачи информации (1 М бод), являющаяся избыточной для малоскоростных абонентов и

Слайд 40

SpaceWire
  
Структура сети SpaceWire



SpaceWire  Структура сети SpaceWire

Слайд 41

SpaceWire
  
Кодирование потока данных
SpaceWire



SpaceWire  Кодирование потока данныхSpaceWire

Слайд 42

SpaceWire
  
Кодирование потока данных
SpaceWire
В SpaceWire на сигнальном уровне используется DS-кодирование (Data-Strobe

coding).
При DS-кодировании данные передаются по линии данных (D) в

прямом коде, в то время как сигнал на линии строба (S) изменяет свое значение каждый раз, когда данные остаются неизменными в очередном битовом интервале (см рис. выше). Таким образом, в каждом такте меняется один из сигналов – либо D, либо S.




SpaceWire  Кодирование потока данныхSpaceWireВ SpaceWire на сигнальном уровне используется DS-кодирование (Data-Strobe coding). При DS-кодировании данные передаются по линии

Слайд 43

SpaceWire
  
Кабель SpaceWire



SpaceWire  Кабель SpaceWire

Слайд 44

SpaceWire
  
Реализации SpaceWire в СБИС

Одно из решающих достоинств стандарта SpaceWire –

компактность его реализации в СБИС. Например, СФ-блок контроллера линка SpaceWire

занимает в ASIC всего 1100 логических вентилей (в FPGA Xilinx – 550 LUT), что позволяет встраивать его в любые СБИС: системы на кристалле, микропроцессорные и периферийные СБИС, интегральные датчики, устройства сопряжения и обработки на FPGA и др.



SpaceWire  Реализации SpaceWire в СБИСОдно из решающих достоинств стандарта SpaceWire – компактность его реализации в СБИС. Например, СФ-блок

Слайд 45

SpaceWire
  
Реализация SpaceWire


SpaceWire  Реализация  SpaceWire

Слайд 46

SpaceWire
  
Схема БЦВК с сетью SpaceWire


SpaceWire  Схема БЦВК с сетью SpaceWire

Слайд 47

SpaceWire
  
Схема БКУ с сетью SpaceWire


SpaceWire  Схема БКУ с сетью SpaceWire

Слайд 48

CAN
  
Протокол CAN
CAN протокол получил всемирное признание как очень универсальная, эффективная,

надежная и экономически приемлемая платформа для почти любого типа связи

данных в передвижных системах, машинах, техническом оборудовании и индустриальной автоматизации. CAN-технология является наиболее распространенной в мире для выполнения линий связи распределенных систем управления в подвижных объектах благодаря тому, что используется в автомобильной электронике. В то же время она широко применяется и в самолетной и космической технике.



CAN  Протокол CANCAN протокол получил всемирное признание как очень универсальная, эффективная, надежная и экономически приемлемая платформа для почти

Слайд 49

CAN
  
Протокол CAN

CAN (Controller Area Network) является высокотехнологичным средством управления и

передачи последовательных данных в распределенных системах, находящих всё большее применение

в различных областях промышленности и имеющих большое количество интеллектуальных датчиков.




CAN  Протокол CANCAN (Controller Area Network) является высокотехнологичным средством управления и передачи последовательных данных в распределенных системах, находящих

Слайд 50

CAN
  
Области применения CAN

авиационно-космическая промышленность
автомобильная и сельскохозяйственная промышленность
военная промышленность


морской и железнодорожный транспорт
медицинская промышленность
и т.д.




CAN  Области применения CANавиационно-космическая промышленность автомобильная и сельскохозяйственная промышленность военная промышленность морской и железнодорожный транспорт медицинская промышленность и

Слайд 51

CAN
  
Преимущества CAN

надежность,
невысокая стоимость,
гибкость,
высокая помехоустойчивость,
работа в режиме реального времени.




CAN  Преимущества CANнадежность,невысокая стоимость,гибкость,высокая помехоустойчивость, работа в режиме реального времени.

Слайд 52


Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика