Аппаратные и алгоритмические средства самосинхронизации мультимикроконтроллеров

• Автор: Миневич, Леонид Маркович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 130 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОДХОД К САМОСИНХРОНИЗАЦИИ
ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫХ МУЛЬТИМИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
1.1. Структурная и алгоритмическая организация отказоустойчивых
мультимикроконтроллеров
1.2. Анализ процесса реконфигурации мультимикроконтроллеров
1.3. Подход к самосинхронизации мультимикроконтроллеров
1.4. Выводы к главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ САМОСИНХРОНИЗАЦИИ
МУЛЬТИМИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
2.1. Графовые модели для решения'заДач самосинхронизации
2.2. Формирование маршрутов передачи синхронизирующих
сообщений
2.3. Разработка клеточного автомата обработки синхронизирующих
сообщений
2.4. Формирование маршрутов обновления контекстов
2.5. Разработка клеточного автомата обновления контекстов
2.6. Выводы к главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОТКАТОУСТОЙЧИВОГО
ФОРМИРОВАНИЯ КОНТЕКСТА САМОСИНХРОНИЗАЦИИ
3.1. Определение мощности компонент контекста микроконтроллера
3.2. Организация откатоустойчивого формирования контекста
самосинхронизации
3.3. Разработка клеточного автомата формирования изменений
контекста
3.4. Оценка характеристик отказоустойчивого
мультимикроконтроллера со средствами самосинхронизации
3.5. Выводы к главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ САМОСИНХРОНИЗАЦИИ МУЛЬТИМИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
4.1. Организация многофункционального микроконтроллера
4.2. Функциональная организация отказоустойчивого самосинхронизирующегося мультимикроконтроллера
4.3. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время среди алгоритмов систем управления технологическими процессами значительную долю составляют логические алгоритмы. Широкое внедрение микропроцессорной техники позволило заменить управляющие устройства с жесткой логикой, расширить их функциональные возможности и привело к появлению программной реализации логических алгоритмов на программируемых логических контроллерах. Однако ориентация микропроцессоров на высокоэффективную обработку многоразрядных данных не позволяет также эффективно выполнять обработку логических переменных.
В то же время развитие микроэлектроники привело к созданию программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), позволяющих эффективно выполнять логические алгоритмы и легко их изменять при смене объекта управления.
ПЛИС представляют собой микропрограммируемые или программируемые устройства управления, сочетающие высокое быстродействие управляющих устройств с жесткой логикой и гибкость программируемых логических контроллеров. Объединение ПЛИС в регулярную сеть, представляющую собой мультимикроконтроллер (ММК), позволяет реализовать групповое логическое управление и эффективно реализовывать сложные логические алгоритмы.
Необходимость удовлетворения требований по высокой производительности мультимикроконтроллеров, обусловленных ростом числа одновременно управляемых объектов, усложнением алгоритмов управления и ускорением протекающих в объектах процессов, приводит к усложнению мультимикроконтроллера и росту числа элементов, ПЛИС или микроконтроллеров (МК). Для обеспечения непрерывного достоверного управления множеством дискретных технологических процессов в реальном масштабе времени необходимо использовать высоконадежные мультимикроконтроллеры. В то

УАу = (0,0), V Уу : 1 = М + 1, ] = 1,М +1;
УАу = (1,0), V уу : 1 = (М + 1,) = (N + 1;
УАу = (щ), V Уу : 1 = 1,М, ] = 1,N;
УАУ = (1-1 о-1), V Уу : 1 = 2.М + 1,] = 2,И + 1;
УАу = (1,]-1), V Уу : 1 = Щ,] = 2,К + 1;
УАу = (1-1 о), V уу : 1 = 2.М + 1,] = ;
Из анализа вариантов отображений множества А = {аек} алгоритмов следует, что:
• совокупность частных алгоритмов, размещенных в вершине Уу принадлежит множеству: {ау, ау.ь а
• каждый частный алгоритм аек размещен в четырех вершинах: уеь Уе,к+ь уе+1,к+Ь уе+1,к (е= 1,М,к= 1,14).
Последнее дает возможность определить множество вершин Уек, виртуальный адрес которых равен (е,к):
Уек {Уек» У.к * 1 > У1 ,к' Ь У+1,к}'
Функционирование ММК связано с выполнением каждым работоспособным МК одного из закрепленных за ним частных алгоритмов (активного частного алгоритма), настройка на который определяется ВА МК. Выполнение любого частного алгоритма сопровождается изменением его контекста, а также контекстов частных алгоритмов, с которым он взаимодействует. При этом совокупность контекстов всех частных алгоритмов, закрепленных за МК, составляют контекст МК. Таким образом, функционирование ММК может быть представлено множеством изменений контекстов частных алгоритмов его МК.
Изменение контекста частного алгоритма, размещенного в некотором МК, может быть осуществлено как самим частным алгоритмом (если он яв-