Блок управления ДГУ
В последнее время архитектура PC-совместимого компьютера стала общепризнанной платформой, которая используется не только для настольного применения. Специализированные компьютеры такого класса широко используются в бортовой аппаратуре (авиационные, космические, морские и промышленные системы сбора и управления), в измерительных и научно-исследовательских приборах и установках, в устройствах связи, в медицинской аппаратуре и в других сферах применения. Основными причинами выбора архитектуры IBMPC в качестве базовой для встраиваемых компьютерных систем в сравнении со специализированными платформами VME, STD, STD32, Multibus и др., является ее значительно меньшая стоимость, а также время разработки законченной системы. Это объясняется тем, что для PC компьютеров разработано большое число прикладного программного обеспечения, а архитектура таких компьютеров хорошо известна разработчикам. Использование готовых PC-совместимых процессорных модулей и ускоренная разработка программного обеспечения позволяют существенно сэкономить средства, необходимые для создания системы, сократить сроки разработки и освоения в производстве, тем самым быстрее выйти на рынок с новыми изделиями, повысить уровень унификации и стандартизации аппаратуры, обеспечить ее быструю модернизацию, уменьшить затраты на поддержку ее работоспособности.
Размеры стандартных системных процессорных плат и корпусов очень велики и не пригодны для встраиваемых систем. Поэтому, ряд ведущих электронных компаний разработали стандарт РС/104 (IЕЕЕ-Р996). Он обеспечивает полную совместимость c PC-платформой, как в программной, так и аппаратной части.
При минимальных габаритах модулей обеспечивается возможность получения различной компоновки компьютера. Применение для шины ISAспециальных 64 и 40‑контактных сквозных штыревых позолоченных разъемов гарантирует надежную работу модулей, выполненных в стандарте РС/104, в жестких условиях эксплуатации (широкий диапазон температур, удар, вибрация и т.д.). Использование новейших технологий производства электронных компонентов по субмикронной технологии, применение поверхностного монтажа высокой плотности позволили резко сократить габариты и энергопотребление модулей РС/104, что дает возможность использовать их в закрытых объемах без дополнительного охлаждения.
Модуль КМ104 состоит из следующих устройств:
Генератор – формирует тактовую частоту 20 МГц.
Цифровые порты ввода/вывода – служат для формирования или обработки внешних цифровых сигналов управления.
10 разрядный АЦП – 16 канальный аналого-цифровой преобразователь. Может работать в следующих режимах:
– режим однократного преобразования для одного выбранного канала;
– режим повторяющегося преобразования для одного выбранного канала;
– режим однократного преобразования для каждого канала из выбранной группы;
– режим повторяющегося преобразования для выбранной группы каналов.
12 разрядный АЦП – 8 канальный аналого-цифровой преобразователь. Может работать в следующих режимах:
– режим повторяющегося преобразования для одного выбранного канала;
– режим повторяющегося преобразования выбранной группы каналов.
ЦАП – 4 канальный 12разрядный цифро-аналоговый преобразователь. Позволяет формировать выходное напряжение от минус 10 до + 10 вольт.
PWM – 4 канальный 50 ти наносекундный блок формирования ШИМ. Может работать в следующих режимах:
– режим стандартного генератора ШИМ;
– режим генератора симметричного ШИМ;
– режим модуляции одного канала другим;
– режим программного формирования одиночного импульса.
SPWM – состоит из 2х узлов. Каждый блок состоит из 12 регистров сравнения, 2х таймеров и 4х регистров управления. Узлы SPWM позволяют формировать до 24 независимых каналов ШИМ. Для каждого регистра сравнения устанавливается один из режимов работы:
– режим сравнения 0;
– режим двухрегистрового сравнения;
– режим сравнения 1;
– режим сравнения 3.
GPT – состоит из двух блоков таймеров общего назначения (GPT1 и GPT2).
Состав блока таймеров GPT1: три 16разрядных таймера T2, T3 и T4. Каждый таймер может работать в следующих режимах:
– режим таймера;
– режим счетчика;
– режим каскадирования таймера T3 с одним из таймеров T2 или T4. Образуется 32разрядный или 33разрядный таймер.
Каждый таймер может вести счет на увеличение и на уменьшение.
Состав блока таймеров GPT2: два 16разрядных таймера T5, T6 и регистр перезагрузки.
Каждый таймер может работать в следующих режимах:
– режим таймера;
– режим счетчика;
– режим каскадирования таймеров T5 и T6. Образуется 32разрядный или 33разрядный таймер.
Каждый таймер может вести счет на увеличение и на уменьшение.
Цифровые порты ввода\вывода
Для формирования или обработки внешних цифровых сигналов управления модуль содержит 61 цифровой канал ввода/вывода, которые организованы следующим образом: два 12 битовых порта ввода/вывода (порт 2, порт 3), два 8 битовых порта ввода/вывода (порт 7, порт 8), один 3 битовый порт ввода/вывода (порт 6), один 2 битовый порт ввода/вывода (порт 4) и один 16 битовый порт ввода (порт 5).
Эти порты могут использоваться для обычного ввода/вывода, управляемого программным путем, и могут использоваться для альтернативных функций. Каналы ввода/вывода индивидуально программируются на ввод или на вывод через регистры направления (кроме 5 го порта). Порты ввода/вывода – двунаправленные порты и включаются в высокоимпедансное состояние при установке на ввод.
После записи в порт логическое состояние порта фиксируется в выходном регистре порта независимо от того, был ли порт сконфигурирован на ввод или на вывод. Во время операции чтения непосредственно фиксируется логическое состояние вывода порта.
После записи в порт, установленный на вывод (DPx.y=’1’), записываемое значение фиксируется в выходном регистре порта. При этом вывод порта находится в том же логическом состоянии, поскольку выходной буфер открыт. Во время чтения этого порта возвращается значение выходного регистра.