Программной реализации

Программная совместимость означает, что программы, составленные для одной модели, могут выполняться на других моделях ряда. Практически это достигается единой ,для всех машин ряда системой команд. Единая система команд позволяет иметь общие для машин системы ЭВМ- операционные системы. Помимо программной совместимости машины, входящие в систему ЭВМ, должны обладать аппаратурной совместимостью, заключающейся в возможности присоединения к любой модели ЭВМ, точнее, к ее ядру, состоящему из процессора в оперативной памяти, любых ПУ, общих для всей системы ЭВМ (для ряда моделей).

Особенности структуры микропроцессора Intel 8088. Структура МП 8088, используемого в ряде моделей персональных компьютеров, представляет собой несколько упрощенный вариант структуры МП 8086 и К1810. Упрощение достигнуто, в первую очередь, за счет уменьшения ширины шины данных до 1 байта (8 линий) вместо 2 байт (16 линий) и некоторых других связанных с более узкой шиной изменений (4-байтный буфер команд вместо 6-байтного, инициирование выборки команды, когда * буфере ост глея од\м 6awv — вместо дъ^х в Щ\ 8086 и К.1810 и др.), но при этом сохранены полная программная совместимость этих МП, 20-разрядный адрес, выполнение операций с 16-разрядными операндами, сегментные регистры, средства поддержки мультипрограммного и многопроцессорного режимов.

система команд МП является расширением системы команд МП 8086 (аналога МП 1810), обеспечивается программная совместимость с МП 8086 и 80286 (на уровне ^двоичных кодов программ);

Гибкая производственная система должна быть совместима (информационно, программно, аппаратурно) с САПР, АСУ ТПП, АСУ ТП и др. Информационная совместимость предусматривает создание единого банка данных, что весьма трудоемко. Кроме того, значительных усилий требует поддержание банка данных в работоспособном состоянии (исключение устаревших данных, внесение новых). Программная совместимость требует разработки трансляторов, позволяющих совместить программы, написанные на разных языках для различных частей машинного комплекса. Аппаратная совместимость особенно важна при унификации носителей информации в различных частях машинного комплекса (перфоленты, магнитные ленты, магнитные диски и т. д.), при вводе информации с дисплея (алфавитно-цифрового или графического) и клавишного пульта.

Отличительные особенности ЕС ЭВМ: широкий диапазон производительности— от 10000 до 1,5-106 операций/с; программная совместимость ЭВМ друг с другом снизу вверх (от малых моделей к большим); аппаратная совместимость благодаря наличию стандартного устройства сопряжения отдельных агрегатов (интерфейса), что позволяет составлять различные конфигурации моделей в зависимости от класса задач; единая элементная и конструктивная база, повышающая надежность и быстродействие ЭВМ.

Как уже упоминалось ранее, применение в составе ИИС электронных вычислительных машин дает возможность строить измерительно-вычислительные комплексы. ИБК, как и ИИС, строят по агрегатно-модульному принципу с обеспечением метрологической, информационной, конструктивной и эксплуатационной совместимости отдельных средств и групп средств и блоков между собой. Кроме того, в ИВ К обеспечивается еще и программная совместимость, т. е. унификация, согласованность и нормирование правил обмена информацией между функциональными блоками и модулями.

. Программная совместимость имеет место, если программы, составленные для одной модели, могут выполняться на других моделях ряда.

Приоритет между запросами 465 •— — прерывающими программами 467 Программная совместимость 30 Процедура начальной выборки 555

Как уже упоминалось ранее, применение в составе ИИС электронных вычислительных машин дает возможность строить измерительно-вычислительные комплексы. ИВ К, как и ИИС, строят по агрегатно-модульному принципу с обеспечением метрологической, информационной, конструктивной и эксплуатационной совместимости отдельных средств и групп средств и блоков между собой. Кроме того, в ИВК обеспечивается еще и программная совместимость, т. е. унификация, согласованность и нормирование правил обмена информацией между функциональными блоками и модулями.

Как правило, все они могут быть оснащены различными периферийными устройствами [44]. Главной особенностью ЕС ЭВМ является их полная программная и инженерная совместимость. Программная совместимость означает, что все разоаботанные программы (программы специального назначения и общее программное обеспечение), применяемые на ЭВМ с меньшим номером, могут быть без всякого изменения использованы на ЭВМ с большим номером. Инженерная совместимость означает, что все периферийное оборудование, применяемое на ЭВМ с меньшим номером, может быть использовано на ЭВМ с большим номером.

Программная совместимость имеет место, если программы, составленные для одной модели, могут выполняться на других моделях ряда.

На 5.1 введены следующие обозначения: ВУ — верхний уровень; НУ — нижний уровень; Ин — интерфейс между уровнями; ВВС и ВВС' — блоки входящих соединений для рассматриваемого уровня соответственно со стороны ВУ и НУ; БИС и БИС' — блоки исходящих соединений для рассматриваемого уровня соответственно к НУ и ВУ; П и П'— блоки памяти на данном уровне для хранения протокольных единиц, поступающих соответственно из ВУ и НУ; УУ и УУ — устройства управления уровнем, соответственно выполняющие протокол уровня при передаче и приеме информации. Приведенная структурная схема соответствует движению порций сообщения слева направо (режим передачи). Аналогично реализуется структурная схема уровня при передачи информации справа налево (режим приема). При программной реализации и применении параллельно работающих процессоров на уровне ВВС и БИС, П и П', БИС и ВВС, УУ и УУ совмещены; при этом обеспечивается дуплексный режим обмена.

ном канале. Особенности программной реализации и ее влияние на временную диаграмму, а следовательно, на характеристики звена будут показаны ниже.

Влияние программной реализации на характеристики звена. Из

Доступ транспортных станций к каналу связи осуществляется синхронно через стохастические ключи, замыкающиеся на i-й станции, например биномиально с вероятностью g,i. Передача и прием пакетов станциями производится в течение одного временного окна, генерируемого станцией управления (транспортной, имеющей сетевые службы управления). Каждая транспортная станция имеет устройство цикловой синхронизации, обеспечивающее синхронность доступа. Работа сети может быть представлена несколькими временными диаграммами: основной с синхронно идущими физическими и канальным уровнями и вспомогательными, протокольные единицы на которых упаковываются и разупа-ковываются также синхронно или асинхронно. Последний способ выполнения временной диаграммы характерен для программной реализации. При этом временные диаграммы более высокого уровня сдвинуты во времени по отношению к соседним нижним (§ 5.4).

В главе 2 содержится материал о системе команд центрального процессора К1810ВМ86, необходимый для рационального составления прикладного программного обеспечения МПС. При этом учитывается, что глубокое знание разработчиком команд микропроцессора и особенностей их использования, умение выбрать оптимальный вариант программной реализации алгоритмов и навыки в применении типовых приемов программирования в значительной степени определяют успех проектирования вычислительных систем. В то же время именно программирование представляет наибольшие трудности для радиоинженеров при освоении ими микропроцессорной техники. Команды, имеющие аналоги в ЦП К580ВМ80, сопровождаются лишь краткой характеристикой с указанием их особенностей. Для новых команд приведены подробные сведения об их назначении и способах использования, причем в необходимых случаях даны практические примеры.

В главе 4 разбираются вопросы практического применения МП на примерах построения устройств обработки информации в Так как особенности разработки аппаратных средств достаточно полно изложены в главах 1 и 3, то здесь главное внимание уделено созданию программного обеспечения. В сжатой форме описаны языки ассемблера ASM-86 и ASM-89, предназначенные для программирования соответственно центрального процессора и сопроцессоров. Примеры программной реализации алгоритмов первичной обработки импульсных радиолокационных сигналов и обнаружения фазоманипулированных сигналов, а также организации МПС с большим объемом хранимой информации дают наглядную иллюстрацию широких возможностей применения процессоров серии К1810 в

Особенности программной обработки информации с помощью микроЭВМ, построенной на основе ВМ86, рассмотрим на примерах реализации некоторых из рассмотренных выше операций. Эти примеры иллюстрируют применение разнообразных приемов программирования (таких, как работа с табличными данными, организация очередей данных, различные варианты реализации арифметических операций, организация вычислительных циклов, обращение к ЗУ при различных способах адресации), которые могут быть использованы при программной реализации других алгоритмов. В целях наглядного сравнения возможностей микропроцессоров ВМ80 и ВМ86 в первом примере приведены программы для каждого из них.

Разработка программной реализации алгоритма включает в себя следующие действия: распределение памяти и адресного поля микроЭВМ, составление детализированной схемы алгоритма, составление программы. Выполним эти действия для случая использования ВМ80.

В соответствии с данным алгоритмом требуется заполнение и поочередное использование k последних принятых сигналов u(j), что при аппаратной реализации проще всего выполняется с помощью многоуровневого разомкнутого сдвигового регистра длиной k разрядов. При программной реализации аналогичные операции осуществляются путем организации специального массива данных в ОЗУ, называемого очередью постоянной длины. При этом один из регистров процессора используется в качестве указателя очереди QP и в нем содержится адрес ячейки ОЗУ, соответствующий концу (или началу) очереди. Тем самым перемещение данных по ячейкам ОЗУ, составляющим очередь, заменяется изменением содержимого QP на единицу при поступлении каждого сигнала и(/), который записывается в очередь на место старого сигнала и(/—k). После записи каждых k входных сигналов осуществляется переход от конца массива очереди к его началу, для чего содержимое QP изменяется скачком на k. В итоге образуется замкнутое кольцо из ячеек ОЗУ, составляющих очередь, причем начало и конец очереди располагаются в соседних ячейках и перемещаются по этому кольцу.

Условием обработки сигналов в реальном масштабе времени при программной реализации согласованного фильтра (4.10) является 7в=?7'п. где Тя составляет сотни и тысячи микросекунд. Отсюда можно определить максимальное значение длины пачки k, при которой такая обработка возможна. Так, для одного из типовых значений 7И = 2000 мкс получаем ?<8. В большинстве случаев эта величина оказывается слишком малой,, что заставляет либо переходить к многопроцессорной системе, либо существенно уменьшить число уровней квантования значений «(/) и s(i), либо использовать МП повышенного быстродействия и разрядности, в частности ВМ86.

Для реализации указанных возможностей при проектировании РТС на основе МП радиоинженер должен не только хорошо владеть современными методами обработки информации и способами их аппаратной реализации, но и освоить способы аппаратно-программной реализации алгоритмов на основе имеющихся и перспективных МПК. Успех разработки будет непосредственно зависеть от того, насколько удачно выбрано соотношение аппаратной и программной частей системы, а также взаимодействие между ними. Авторы надеются, что приведенное в настоящей книге описание структуры системы, программирования и способов использования одного из лучших МПК нового поколения будет способствовать ускорению внедрения МП-техники в радиотехнические системы.