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基于堆栈结构的开放式控制器关键技术研究.doc

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基于堆栈结构的开放式控制器关键技术研究.doc

-----专业文档,值得下载!-----------专业文档,值得珍藏!------基于堆栈结构的开放式控制器关键技术研究赵辉符意德白晖(南京理工大学计算机科学与技术学院,南京210094)摘要:本文提出了基于堆栈结构的开放式控制器体系结构,并给出该体系结构的总体框架;在开放式控制器的扩展过程中,模块化设计和配置系统是整个系统设计的关键,有效的通信机制是系统运作的核心。针对系统地址的离散特征,设计采用触发中断的方式以实现系统对硬件板卡接入的响应,通过配置系统完成硬件板卡驱动程序的加载。在通信机制中,采用了控制缓冲技术以实现对多板卡的并行控制,采用信息紧凑技术以保证系统控制过程中信息的有效性和控制的实时性。关键词:堆栈结构;控制缓冲;信息紧凑;组态随着技术市场、生产组织结构等方面的快速变化,人们希望能根据不同的加工需求,迅速高效地构建面向客户需求的控制系统,降低生产厂家对控制系统的高依赖性,改变以往控制系统封闭性的设计模式,使得生产控制更简便有效[1]。这一趋势促成了开放式控制系统的产生。在开放式控制系统中,逻辑上分离的组件是最基本的构成单元,组件之间和组件与应用平台之间有良好的界面定义,并对用户提供良好的交互界面[2]。本文主要针对现有控制系统中存在的问题,提出基于堆栈结构的开放式控制器体系结构,给出该体系结构的总体框架和设计思路;在此基础上对板卡接入后驱动的加载给出具体的实现方式,对该体系在控制过程中为了保证控制信息的有效性和控制过程的实时性而采用的控制缓冲技术和信息紧凑技术给以说明。1.开放式控制系统的体系结构开放式控制系统已经发展了多年,但目前学术界和工业界对开放式控制器系统研究还争论颇多。就现有的国内外的开放式控制器系统而言,虽然系统运行在标准的软硬件环境之上,支持多种操作系统、硬件体系结构及通讯传输协议;但对硬件的扩充却是受限的,整个系统仍然受到原有硬件结构和操作系统的限制,特别是有关硬件驱动的开发和加载方法,有关信息有效性和控制实时性的保障策略仍然是制约系统扩展的关键[3]。在我们提出的基于堆栈结构的开放式控制器系统架构中,将在三个层次上实现控制系统的开放性;在硬件层次上,控制系统能够方便的进行功能扩展,当控制系统需要添加其他控制功能时,板卡可以通过主模板上的pc/104总线接口与系统连接;在系统控制层上,控制系统能够准确的定位外部板卡的接入,并实现板卡

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