Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Скорость передачи информации в последовательной системе, как правило, ниже, чем в ветвевой, поэтому ее предпочтительнее применять в системах управления, где обычно требуется не очень большая скорость обмена, например иногда для управления ускорителями и спектрометрами частиц высоких энергий.
7.3.5. РАЗРАБОТКА НОВЫХ СТАНДАРТОВ МОДУЛЬНЫХ
ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ
Модульная программно-управляемая система КАМАК получила широкое распространение в экспериментальной ядерной физике; она применяется также в других областях физики, в биологических и медицинских исследованиях, а также в промышленности. Эта система явилась важным этапом в развитии автоматизации ядерного физического эксперимента. Очевидно, она будет функционировать длительное время, поскольку уже создан весьма обшир» ный парк аппаратуры. Однако система КАМАК не всегда удовлетворяет новым задачам, возникающим при автоматизации ядерно-физических исследований. Она появилась полтора десятилетия тому назад, когда использовались элементы в основном с малой степенью интеграции и малоразрядные мини-ЭВМ. В то время сравнительно невысокие требования предъявлялись и к быстродействию систем. С появлением схем большой интеграции и микро-
339і-
процессоров выявились недостатки логической организации КАМАК. Так, структура каркаса с одним контроллером обладает очень ограниченными логическими возможностями, и объем каркаса при современном уровне микроминиатюризации используется слабо. Неудобна разная организация магистрали каркаса и бєтви, затрудняющая связь между субсистемами.
Особенно высокие требования предъявляет к модульной системе физика высоких энергий. Очень большие объемы информации и высокая скорость ее поступления не согласуются с продолжительностью цикла КАМАК, почти на два порядка превышающего время задержки современных интегральных схем. Поэтому ведутся разработки и испытания новых программно-управляемых модульных систем, обладающих большими возможностями, чем система КАМАК. Кратко рассмотрим два проекта перспективных стандартов.
Стандрат E 3S (ESONE Smoll Syslem Standard) предназначен для создания многопроцессорных систем автоматизации, комплектуемых из стандартных блоков-процессоров, устройств памяти, интерфейсов и т. д. Этот стандарт рассчитан на широкое применение микропроцессоров. Система имеет повышенную разрядность: длина слова данных 16 бит, длина адресного слова 32 бит. Максимальный стандартный объем системы семь каркасов. Блоки в каркасе делятся на ведущие и ведомые, кроме того, имеется специальный блок-арбитр, который распределяет доступ к магистрали. В этой системе связь магистралей каркасов ведется через блок свя-зи и магистраль связи; при этом наборы шин у обоих типов магистралей идентичны. Доступ каркасов к магистрали связи обеспечивается системой приоритетов.
Проект стандарта FASTBUS рассчитан на создание быстродействующих систем с распределенными вычислительными средствами, которые обеспечиваются устройствами на схемах большой степени интеграции и микропроцессорами. Поэтому в нем предусматриваются высокое быстродействие и разрядность. Так, длительность цикла команды 0,1 мкс; длина слова данных и адресного слова 32 бит. Максимальный стандартный объем системы не ограничивается. В этом стандарте также сохраняется модульный принцип построения аппаратуры. Основная структурная единица — сегмент, представляющий собой магистраль связи; в каркасе сегмент •является внутренней магистралью и связывает между собой блоки, которые подразделяются на ведущие и ведомые. В системе сегмент связывает каркасы через блоки связи. Последние определяют направление и путь передачи данных.
Новые стандарты программно-управляемых модульных систем прежде всего будут применяться для создания развитых многопроцессорных систем, в частности в физике высоких энергий как для управления ускорительными комплексами, так и для автоматизации экспериментальных установок. Co временем они, наверное, будут применяться и в других областях науки и техники, где возможности КАМАК недостаточны.
;340
§ 7.4. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРО-ЭВМ В МОДУЛЬНОЙ АППАРАТУРЕ
7.4.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОПРОЦЕССОРОВ
Стремительное развитие технологии интегральных микросхем привело к созданию больших интегральных схем и обеспечило появление нового типа устройств — микропроцессоров. Микропроцессоры также являются большими интегральными схемами, но отличаются от последних тем, что имеют программное управление. В зависимости от решаемых задач изменяется только программа. Поэтому микропроцессоры выгодно отличаются от обычных интегральных схем, выполняющих ограниченные функции. С помощью микропроцессоров оказалось возможным решать те задачи, для которых раньше следовало применять мини-ЭВМ, но от которых отказывались из-за их относительно высокой стоимости. Такие задачи возникают очень часто, например при регулировании различных процессов, сборе и предварительной обработке информации и т. п. Поэтому появление микропроцессоров рассматривается как важное явление, связанное с широким внедрением во многие отрасли народного хозяйства. На микропроцессорах строят не только различные автоматизированные устройства, на их базе создают микро- и мини-ЭВМ. В программно-управляемой модульной аппаратуре на микропроцессорах разрабатывают управляющие модули с развитыми функциональными возможностями — интеллектуальные контроллеры. Микропроцессоры выполняют в основном те же функции, что и процессоры вычислительных машин. Они управляют процессом приема, обработкой и выдачей информации по программе, находящейся обычно во внешнем ЗУ.
