ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТРОЛЕРІВ І ПРОГРАМНО-ТЕХНІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ

Сучасний ринок контролерів і програмно-технічних комплексів дуже різноманітний. Вибір найбільш прийнятного варіанту автоматизації являє собою многокритериальную завдання, рішенням якої є компроміс між вартістю, технічним рівнем, надійністю, комфортністю, витратами на сервісне обслуговування, повнотою програмного забезпечення і багато чим іншим.

Тому важливо виділити основні характеристики і властивості комплексів контролерів і НТК, на підставі яких можна зробити вибір при побудові систем управління.

В якості таких характеристик в цьому посібнику запропоновані п'ять узагальнених показників:

  • • характеристика процесора;
  • • характеристика каналів введення / виводу, підтримуваних контролерами;
  • • комунікаційні можливості;
  • • умови експлуатації;
  • • програмне забезпечення.

Розглянемо ці показники.

Характеристика процесора

Тут мається на увазі:

  • • тип, розрядність основний процесорної плати і робоча частота;
  • • підтримка математики з плаваючою комою, що дозволяє виконувати ефективну обробку даних;
  • • наявність функції ПІД-регулювання;
  • • наявність і обсяг різних видів пам'яті: ОЗУ (RAM), ПЗУ (ROM), СППЗУ (EPROM), ЕСППЗУ (EEPROM), флеш (Flash).

ОЗУ (оперативне запам'ятовуючий пристрій) або RAM (Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) являє собою тип пам'яті, яка дозволяє читання та запис в будь-який осередок без попереднього пошуку. У контролерах цей тип пам'яті використовується для зберігання програм і значень технологічних параметрів (даних).

ОЗУ втрачає інформацію при відключенні харчування, проте існують «енергонезалежні» модулі ОЗУ, що містять вбудований джерело автономного живлення.

За принципом дії ОЗУ діляться па статичні (на тригерах) і динамічні (на ємнісних комірках з регенерацією).

Статична пам'ять (SRAM) використовується для кешування даних в процесорі і накопичувачах, динамічна (DRAM) становить основний масив пам'яті.

ПЗУ (постійний запам'ятовуючий пристрій) або ROM (Read Only Memory - пам'ять тільки для читання) влаштована у вигляді адресується масиву комірок (матриці), кожен осередок якого може кодувати одиницю інформації. Дані на ROM записувалися при се виготовленні шляхом нанесення на матриці алюмінієвих з'єднувальних доріжок літографічним способом. Наявність або відсутність у відповідному місці такої доріжки кодували «О» або «1».

У контролерах пам'ять типу ПЗУ використовується для зберігання програм користувача. Даний тип пам'яті не отримав широкого поширення в зв'язку з тим, що сучасне програмне забезпечення часто має багато недоробок і часто вимагає оновлення, в той час як виробничий цикл виготовлення пам'яті досить тривалий (4-8 тижнів).

переваги:

  • • низька вартість готової запрограмованої мікросхеми (при великих обсягах виробництва);
  • • висока швидкість доступу до комірки пам'яті;
  • • висока надійність готової мікросхеми і стійкість до електромагнітних полів.

недоліки:

  • • неможливість записувати і модифікувати дані після виготовлення;
  • • складний виробничий цикл.

EPROM (СППЗУ), EEPROM (ЕСППЗУ) і Flash (флеш) відносяться до класу незалежній перезаписуваної пам'яті (англійський еквівалент - Nonvolatile Read-Write Memory або NVRWM).

Різні джерела по-різному розшифровують абревіатуру EPROM - як Erasable Programmable ROM або як Electrically Programmable ROM (прані програмовані ПЗП або електрично програмовані ПЗП). У EPROM перед записом необхідно зробити стирання (для отримання можливості перезаписувати вміст пам'яті). Стирання осередків EPROM виконується відразу для всієї мікросхеми за допомогою опромінення чіпа ультрафіолетовими або рентгенівськими променями протягом декількох хвилин.

У EPROM стирання призводить все біти стирається області в один стан (зазвичай в усі одиниці, рідше - в усі нулі). Запис на EPRОМ здійснюється па программаторах.

Великою перевагою такої пам'яті є можливість перезаписувати вміст мікросхеми.

недоліки:

  • • невелика кількість циклів перезапису;
  • • неможливість модифікації частини збережених даних;
  • • висока ймовірність «недотереть» (що в кінцевому підсумку призведе до збоїв) або перетримати мікросхему під ультрафіолетовим світлом, що може зменшити термін служби мікросхеми і навіть привести до et повної непридатності.

EEPROM (E 2 PROM або Electronically EPROM) - електрично стирається пам'ять (ЕСППЗУ) була розроблена в 1979 р компанією Intel.

Головною відмінною рисою EEPROM (в тому числі і Flash) від раніше розглянутих типів незалежної пам'яті є можливість перепрограмування при підключенні до стандартної системної шини мікропроцесорного пристрою. У EEPROM з'явилася можливість виробляти стирання окремої комірки за допомогою електричного струму. Для EEPROM стирання кожної комірки виконується автоматично при записі в неї нової інформації, тобто можна змінити дані в будь-якому осередку, не зачіпаючи інші. Процедура стирання зазвичай істотно довший процедури запису.

Переваги EEPROM в порівнянні з EPROM :

збільшений ресурс роботи, простіше в зверненні.

недолік:

висока вартість.

У контролерах цей тип пам'яті використовується як для зберігання програм, так і для зберігання даних.

Flash (повна назва - Flash Erase EEPROM) вперше була розроблена компанією Toshiba в 1984 р, і вже на наступний рік було розпочато виробництво 256 Кбіт мікросхем flash-пшяті в промислових масштабах. У 1988 р компанія Intel розробила власний варіант флеш-пам'яті.

У флеш-пам'яті використовується дещо відмінний від EEPROM тип комірки-транзистора. Технологічно флеш пам'ять споріднена як EPROM , так і EEPROM. Основна відмінність флеш-пам'яті від EEPROM полягає в тому, що стирання вмісту осередків виконується або для всієї мікросхеми, або для певного блоку (кластера, кадру або сторінки). Звичайний розмір такого блоку складає 256 або 512 байт, проте в деяких видах флеш-пам'яті обсяг блоку може досягати 256 Кб. Слід зауважити, що існують мікросхеми, що дозволяють працювати з блоками різних розмірів (для оптимізації швидкодії). Прати можна як блок, так і вміст всієї мікросхеми відразу. Таким чином, в загальному випадку, для того, щоб змінити один байт, спочатку в буфер зчитується весь блок, де міститься підлягає зміні байт, стирається вміст блоку, змінюється значення байта в буфері, після чого проводиться запис зміненого в буфері блоку. Така схема істотно знижує швидкість запису невеликих обсягів даних в довільні області пам'яті, проте значно збільшує швидкодію при послідовної запису даних великими порціями.

Переваги флеш-пам'яті в порівнянні з EEPROM :

  • • більш висока швидкість запису при послідовному доступі за рахунок того, що стирання інформації у флеш проводиться блоками;
  • • собівартість виробництва флеш-пам'яті нижче за рахунок більш простий організації.

недолік:

повільна запис в довільні ділянки пам'яті.

Оскільки мова йде про пам'ять процесора, який є основним компонентом керуючого контролера, переважними типами пам'яті є динамічна ОЗУ (RAM), яка володіє найбільшим швидкодією, і прогресуюча флеш-пам'ять, яка має досить високою швидкістю доступу, енергонезавісима і має невисоку вартість.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >