Моделирование блока индикации для специализированных систем реального времени
Автор: Трофименко И.С.
Введение
Назначение специализированных систем реального времени (СРВ), — взаимодействие с объектами внешнего (по отношению к системе) мира в темпе процессов, протекающих в этих объектах. Это связано с тем, что в таких системах входной сигнал обычно соответствует каким-либо изменениям в физическом процессе, а выходной сигнал (чаще всего — сигнал управления процессом) должен быть связан с этими изменениями в определённый промежуток времени [1].
Внешние события, на которые реагирует система, в общем случае происходят в случайные моменты времени. Обработка любого наступающего события заключается в выполнении последовательности действий, заранее ограниченных временными рамками. Например, внешним событием может быть поступление данных от асинхронно работающего устройства, которое не управляется непосредственно оператором. Для блоков, которые должны контролироваться оператором используются системы индикации, позволяющие узнать о состоянии системы в настоящее время.[3]
Моделирование – основа проектирования
Моделирование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.
Главная цель моделирования - упрощение получения информации о свойствах объекта исследования.[2]
Одним из самых важных этапов проектирования СРВ является моделирование, как частей системы, так и системы в целом. Рассмотрим моделирование системы индикации, при помощи которой пользователь может увидеть информацию о текущем состоянии устройства или другие данные, необходимые для контроля над работой СРВ.
Разработка программы, моделирующей систему индикации
Для моделирования была выбрана система индикации (дисплей), состоящая из 10 светодиодных ячеек размерностью 7х6 диодов каждый, буфера для хранения текущего выводимого ряда, дешифратора для выбора одной из 60 колонок, и двух портов ввода\вывода микроконтроллера Intel 8051. Подобная реализация позволяет вывести информацию в произвольную колонку в любое время. Частота обновления дисплея - 2 раз в секунду, что позволяет обеспечить эффект «бегущей строки». Структура системы индикации приведена на рис. 1.
Рисунок 1 - Структура системы индикации
Технические сведения о приложении:
- язык программирования: С++
- среда разработки Turbo C++ 3.0.
- операционная система – MS DOS
- используемые надстройки и технологии: EGA-драйвер, обеспечивающий работу монитора в графическом режиме с разрешением 640х80 и глубиной цветопередачи 16 цветов.
Приложение моделирует работу системы индикации, которая в качестве примера выводит по выбору пользователя сообщение на дисплей, в виде «бегущей строки», так как информация, которая предназначена к выводу, может не поместиться на дисплее целиком. Система моделирования позволяет разработать произвольный набор символов, который будет использоваться для вывода информации, например буквы латинского и русского алфавитов, цифры, знаки, символы и пр.
Рабочее окно программы для моделирования представлено на рис.2.
Рисунок 2 – Рабочее окно программы моделирования
Входные данные для программы задаются в виде набора 16-ричных чисел, каждое из которых кодирует один столбец данных.
Например, букву «N» на ячейке дисплея 7х6 можно отобразить при помощи комбинации кодов 7F 08 10 20 7F. Преобразование буквы «N» в комбинацию кодов показано на рис. 2.
Рисунок 3 – Представление буквы «N» на ячейке дисплея
Выводы
В дальнейшем планируется провести работы по моделированию, проектированию и отладке всех блоков СРВ, а также исследовать эффективность использования данной системы в реальных условиях работы.
Литература:
[1] Online-журнал «Хакер». ОС реального времени. http://www.xakep.ru/post/17912/default.asp (по состоянию на 08.09.2009)
[2] Томашевский В.Н. "Имитационное моделирование систем и процессов."
- К.: ІСДО, "ВІПОЛ", 1994. - 124 с.