ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Современное состояние физических исследований, в частности в области физики плазмы, предъявляет столь высокие требования к экспериментальным установкам, что становится невозможным обойтись без их комплексной автоматизации. Для решения этой задачи в отделе физики плазмы Института ядерной физики МГУ создан трехуровневый комплекс средств автоматизации управления физическим экспериментом. Комплекс представляет собой наращиваемую иерархическую структуру с распределенным интеллектом и состоит из следующих устройств:
МикроЭВМ ПК 8001, которая может быть отнесена к классу ПЭВМ, обладающая развитыми средствами передачи, обработки и отображении информации;
встраиваемые одноплатные ЭВМ для управления отдельными, достаточно крупными блоками установки, такими как газовый тракт, высоковольтные энергетические установки и т. д.;
интеллектуальные исполнительные устройства, управляющие конкретными узлами уста-низки и контролирующие их работу.
Составные части комплекса объединяются приборной локальной сетью. Такая управляющая структура может расширяться "как внутри указанных трех уровней иерархии, так и наращиванием иерархических уровней сверху с привлечением вычислительных машин, относящихся к более высоким классам.
Основу управляющего комплекса составляет ПЭВМ, главные конструктивные и функциональные характеристики которой и будут рассмотрены ниже. Конструктивно ПЭВМ выполнена на одной двусторонней плате, размещенной в корпусе клавиатуры что обеспечивает существенно более высокую надежность и технологичность по сравнению с многоплатными конструкциями. Компоновка платы позволяет просто, без доработок конструировать машину в трех возможных вариантов.
Минимальная конфигурация ПЭВМ занимает центральную часть полноформатной платы и включает следующие модули.
Процессор на базе микропроцессора КР580ИК80А, работающего с тактовой частотой 2,5 МГц. При выборе микропроцессора для данной машины в первую очередь учитывалась возможность реализации программной совместимости с самыми популярными зарубежными персональными компьютерами.
ПЗУ объемом 16 или 64К байт, содержащее интерпретатор языка Бейсик, написанный специально для данной машины. Интерпретатор с точки зрения пользователя является достаточно полным подмножеством языка Бейсик фирмы Микрософт для таких, например, компьютеров, как IBM PC, TRS-80, и удовлетворяет требованиям стандарта MSX. Скорость выполнения программ на ЭВМ ПК 8001 меньше скорости выполнения тех же программ на ЭВМ IBM PC/XT всего на 25%. При включении минимальная версия ПЭВМ выходит непосредственно в Бейсик, а периферийными устройствами служат бытовой магнитофон и телевизор.
Интерфейс бытового магнитофона задает две скорости записи информации: 500 и 2400 бод. Скорость 500 бод обеспечивает совместимость ПК 8001 на уровне носителя с персональным компьютером TRS-80 где она является стандартной. В ПК 8001 предусмотрена, кроме того, предварительная цифровая статистическая обработка входного аналогового сигнала. Рабочая скорость 2400 бод позволяет загрузить весь объем памяти ПЭВМ приблизительно за три минуты. Режим блочной записи с коррекцией ошибок гарантирует вероятность сбоя не более 10-9, т.е. одна ошибка на 100 Мбайт, что позволяет в полной версии машины использовать бытовой магнитофон в качестве стримера электронного эмулятора накопителя на гибких магнитных дисках.
Каждый блок данных в используемом формате включает системную информацию о принадлежности блока к конкретному файлу и расположении его внутри файла. Это дает возможность визуализировать поиск необходимых данных на ленте, отображая принадлежность текущей записи на экране дисплея в реальном масштабе времени, а также, в случае сбоя, повторять считывание только необходимого блока. На одну кассету МК-60 при скорости 500 бод можно записать 200К байт, а при скорости 2400 бод —1 Мбайт информации. Интерфейс магнитофона включает также реле, с помощью которого программно осуществляется пуск и останов мотора магнитофона через вход «кратковременный стоп», что поддерживается стандартным программным обеспечением.
Интерфейс алфавитно-цифрового монитора генерирует стандартный композитный видеосигнал, что позволяет использовать в качестве дисплея бытовой телевизор. На экране отображаются 64 символа в 16 строках текста и одновременно 128x48 графических блоков. Предусмотрен также режим отображения тех же символов, но более крупного размера (32 символа в 16 строках и 64X48 графических блоков). Знакогенератор интерфейса реализован аппаратно, что обеспечивает достаточно высокую скорость обработки текстовой и графической информации и дает возможность отображать 256 различных символов в матрице 8X16 точек. В числе этих символов прописные и строчные буквы русского и латинского алфавитов и графические символы. Таким образом, графика низкого разрешения является достаточно быстрой (для заполнения всего экрана достаточно 10 мс). Любой из символов может отображаться инверсно (темный на светлом фоне). Предусмотрены возможность инверсии неиспользуемой части телевизионного растра и аппаратная поддержка гашения всего растра. Гашение происходит в том случае, когда к включенной машине не обращаются дольше заданного интервала времени (например, 10 мин). Для восстановления изображения достаточно нажать на любую клавишу.
Интерфейс клавиатуры обслуживает клавиатуру, которая представляет собой матрицу из замыкателей любого типа. Устранение дребезга контактов, возможность нажатия следующей клавиши при неотпущениой предыдущей и другие сервисные функции реализованы программно. Можно использовать клавиатуру из 64 или 128 клавиш. В полноформатной клавиатуре (128 клавиш) есть отдельное поле управления курсором, цифровое поле и поле программируемых клавиш. Программа обеспечивает ввод букв как русского, так и латинского алфавитов. Расположение клавиш может соответствовать стандартной клавиатуре отечественных терминалов или пишущей машинки с русским или латинским шрифтами. В составе клавиатуры имеется также пьезо-керамический излучатель звука. Высота тона и длительность звучания задаются программно.
Параллельный интерфейс позволяет подключать к ПЭВМ 8-разрядные периферийные устройства, такие, например, как графопостроитель, печатающее устройство, программаторы ПЗУ и ПЛМ.
Интерфейс локальной сети обеспечивает связь ПЭВМ с аналогичными компьютерами или периферийными устройствами для организации управляющих, информационных и обучающих систем.
Помимо перечисленных устройств на плате имеется разъем, на который выведены все важные сигналы ПЭВМ. Через него можно подключать, в частности, отладочный модуль, реализующий пошаговый режим и другие сервисные функции.
Оперативная память ПЭВМ может составлять в зависимости от типа используемых микросхем либо 64К байт (полная конфигурация), либо 16К байт (минимальная конфигурация). Примечательно, что после включения происходит самотестирование основных систем и определение объема работоспособной оперативной памяти, которая может быть целиком занята программами пользователя, так как остальные подсистемы ПЭВМ имеют собственные банки памяти (полный объем памяти на плате может достигать 325К байт).
Ответить с цитированием
Размещение рекламы на форуме способствует его дальнейшему развитию 
