Программируемых логических

скольких БИС (многокристальный микропроцессор). Микросхемы различной степени интеграции, необходимые для построения остальных устройств системы: ОЗУ, ПЗУ, ввода — вывода — дополняют базовый набор до собственно МПК БИС. Наиболее популярны в настоящее время БИС 8-разрядного МПК, предназначенные для построения программируемых контроллеров САУ, мультипроцессорных систем обработки цифровых данных и других применений в составе АСУ ТП. Чаще других используются МПК БИС серии К580, которые согласованы по электрическим характеристикам и формату представления данных с другими сериями БИС. Основная БИС микропроцессорного комплекта серии К580 — это микросхема КР580ИК80, которая представляет собой однокристальный 8-разрядный микропроцессор, размещенный в пластмассовом корпусе с 40 расположенными в два ряда выводами. Микропроцессорный комплект БИС серии К580 позволяет строить системы автоматического управления ТП (ТС) различной конфигурации и назначения. Для их создания требуется прежде всего иметь центральный процессор, т. е. БИС КР580ИК80, но, кроме того, нужны генератор тактовых импульсов, системный контроллер, память и схемы интерфейса ( 17.9). Некоторые схемы, выполняющие требуемые функции, входят в состав той же серии К580, к которой относится центральный процессор. Но можно использовать и устройства, входящие в состав других серий

Локальная сеть MAP предназначена для построения интегрированных систем автоматизации производства, объединяющих с помощью этой сети разнообразные средства, управляющие различным производственным оборудованием. Важнейшая особенность сети MAP состоит в том, что она является неоднородной сетью, позволяющей единым образом организовать "связь и взаимодействие разнотипного и несовместимого друг "с другом оборудования — различных программируемых контроллеров, устройств УПУ и т. д.

Мшш-МАР — локальная сеть, используемая в небольших сетях для управления в реальном времени сравнительно небольшим числом гибких автоматизированных модулей, станков с ЧПУ, программируемых контроллеров. Реализуется быстрый прямой доступ с прикладного уровня управления к физическому каналу в соответствии с «Протоколом управления технологическим оборудованием» 9506. Сеть мини-МАР строится в виде соответствующей протоколу 802.4 шины с маркерным доступом (логическое кольцо), использующей в качестве моноканала коаксиальный кабель с передачей сообщений на несущей частоте (с модуляцией и демодуляцией) со скоростью 5 Мбит/с.

В каждом типе, в свою очередь, производительность и оснащаемость ПЭВМ периферийными устройствами может меняться, поэтому классификация является весьма условной. Основными разделяющими параметрами для первых трех типов являются: стоимость, производительность, сложность и специализация операционной системы, набор языков высокого уровня. Четвертый тип определяют развитые интерфейсы, наличие ПЗУ, специфический ППП, ориентированный на управление и обработку сигналов от измерительных устройств. Функции четвертого типа ПЭВМ граничат и в значительной степени перекрывают функции программируемых контроллеров снизу и функции управляющих ЭВМ в гибких автоматизированных производствах сверху.

управления электротехническим оборудованием ЭТО (752). Функциональные подсистемы СКУЭТО (753). Функциональные информационные уровни (753). Требования к СКУЭТО (754). СКУЭТО на базе микропроцессорных устройств релейной защиты (756). СКУЭТО на базе микропроцессорных программируемых контроллеров (757). ПТК системы контроля и диагностики турбогенератора (758). ПТК АСКУЭ (759). Обще станционный уровень системы контроля и управления электрической частью электростанции (761).

СКУЭТО НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ПРОГРАММИРУЕМЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ

Если решаемая задача управления требует полноценной работы в режиме реального времени (это значит, что система при всех обстоятельствах в 100 % случаев реагирует на все события в управляемом процессе в строго определенные промежутки времени), без использования гибко программируемых контроллеров трудно обойтись. Замена решений на базе малых программи-

отсутствие возможности масштабирования аппаратного обеспечения (в семействах программируемых контроллеров имеется значительно большее разнообразие устройств различных классов мощности);

аппаратное обеспечение стандартных ПК (не ПК промышленного исполнения) значительно хуже программируемых контроллеров с точки зрения надежности. Это относится и к системному программному обеспечению, так как оно значительно проще в программируемых контроллерах, чем в ПК;

Устройства преобразования, хранения, распределения и выдачи информации входят, как правило, в состав модулей программируемых контроллеров. В технологических агрегатах и комплексах используются разнообразные устройства, предназначенные для получения информации. Имеются следующие тенденции развития таких устройств:

Сетевые средства. Информационная сеть представляет собой систему, состоящую из ПК и программируемых контроллеров, взаимосвязанных между собой каналами передачи данных для обмена информацией. Передача информации регулируется набором правил и соглашений, называемых протоколом сети (обмена). Протокол определяет: аппаратные средства сети (разъемы, кабели, типы интерфейсов), сигналы, форматы данных и способы проверки ошибок, алгоритмы подготовки сообщений и их передачу.

Широкий ассортимент интегральных полупроводниковых микросхем различного назначения, принципы построения и организации которых рассмотрены в данном пособии, требует от разработчика МЭА знаний их схемотехнических особенностей и конструктивного оформления. Развитие техники проектирования и технологии производства таких микросхем привело к необходимости создания микросхем на основе базовых матричных кристаллов (БМК) и программируемых логических устройств (ПЛУ). Вопросам создания полупроводниковых микроэлектронных устройств на БМК и ПЛУ посвящена следующая книга данной серии.

В гл. 2 рассмотрены варианты однородных сетей и регулярных структур. Особое внимание уделено изложению программируемых логических устройств, выпускаемых промышленностью.

2.4. Пути развития программируемых логических матриц

2.4. Пути развития программируемых логических матриц . 57

В пособии рассмотрены принципы построения, примеры конструкций базовых матричных кристаллов, программируемых логических матриц со встроенными перемычками и электрически программируемыми элементами, а также методики проектирования и программирования специализированных интегральных микросхем на их основе с применением ЭВМ.

В программируемых логических матрицах (ПЛМ) заданная схема формируется также на основе матрицы элементов. Однако в отличие от БМК соединения можно не только создавать, но при необходимости и разрушать. В некоторых типах ПЛМ формирование схемы (программирование) осуществляется не с помощью заказных масок, как в БМК, а электрически — подачей программирующих сигналов. Возможна раеализация перестраиваемых( репро-граммируемых ) схем.

Широкое применение имеют специализированные БИС, построенные на основе базовых матричных кристаллов и программируемых логических устройств. При автоматизированном проектировании они могут быть разработаны и изготовлены за достаточно короткое время: несколько недель — для БИС на основе БМК, несколько дней — для БИС на основе ПЛУ.

3. Микросхемы-полуфабрикаты с матричной структурой элементов на кристаллах, которые называются программируемыми устройствами (метод программируемых логических устройств).

Задачи создания точных функциональных преобразователей могут быть решены как аналоговыми, так и цифровыми средствами. При решении цифровыми средствами требуется грименение сложных функциональных преобразователей код—код (на основе постоянных запоминающих устройств или программируемых логических матриц [57] при аппаратной реализации) или микропроцессоров (при программной реализации). В этом случае обеспечивается высокая точность преобразования, однако снижаются быстродействие и частотный диагазон преобразуемых сигналов.

1. УА с жесткой (схемной, произвольной) логикой, при которой переключательные функции, необходимые для формирования заданной последовательности управляющих сигналов Y, реализуются с помощью логических элементов с произвольными связями (обычно с применением схем с малой и средней степенями интеграции). Здесь используется аппаратный подход к реализации устройства. 2. УА с хранимой в памяти (гибкой, программной) логикой, при которой сигналы Y вырабатываются на основе совокупности управляющих слов, хранимых в памяти автомата В этом случае составленные микропрограммы используются в явной форме и обычно записываются в постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), выполненные на основе полупроводниковых БИС большой емкости, что позволяет обеспечить регулярность структуры УА и его компактность; здесь используется аппаратно-программный под ход к реализации устройства. 3. УА на основе программируемых логических матриц (ПЛМ), в котором заданные функции реализуются с помощью БИС ПЛМ, что позволяет сочетать многие достоинства первых двух вариантов.

Большие возможности при реализации комбинационных схем и автоматов с памятью открывает применение программируемых логических матриц (ПЛМ). ПЛМ представляет собой универсальный функциональный блок, выполненный в виде полупроводниковой БИС и предназначенный для реализации логических схем изменением его содержимого при программировании [81.