Průmyslové počítače

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Struktura, funkce a vlastnosti počítačových řídicích systémů a jejich podsystémů pro řízení v reálném čase, průmyslová PC, mikroprocesorové systémy, sítě procesorů a počítačů, profesionálními prostředky počítačového řízení technologických procesů. Operační systémy reálného času, (Windows, VxWorks, RT Linux), vlastnosti a specifika, základní znalosti v oblasti vývoje SW pro řídící systémy vybavené operačním systémem reálného času, řešení časově kritických případů, napojení na proces, přenos dat mezi počítačovým řídicím systémem a technologií.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Architektura počítače, struktura, organizace a podsystémy. Přenos informace v počítači, sběrnice.

2. Operační podsystém počítače, modifikace architektury (SIMD, MIMD, pipeline, RISC, CISC, ?).

3. Paměťový podsystém počítače, složky, vlastnosti, ochrany. Virtuální paměť. Správce paměti, mapování.

4. Vstupní a výstupní podsystém počítače, prostředky pro styk s technologickým procesem.

5. Přerušovací systém, struktura, použití. Obvody reálného času, hlídání HW a SW kolizí, vzorkování.

6. Sítě procesorů a počítačů. Topologie sítí, vlastnosti, použití (LAN, MAN, WAN). Komunikace v síti.

7. Mikroprocesorové prostředky. Stavebnice iAPX x86, M68xxx, mikropočítače pro vestavěné aplikace.

8. Profesionálními prostředky počítačového řízení technologických procesů, průmyslová PC.

9. Operační systémy reálného času, požadavky, služby OS.

10. Správa procesů, plánovač, priority procesů, správa paměti.

11. Komunikace mezi procesy, synchronizace, uváznutí procesů, ? semafory, fronty, signály.

12. Časování v systémech reálného času, přerušovací systém

13. Vstupní/výstupní systém, asynchronní V/V ? motivace, implementace

14. Komunikace pomocí TCP/IP protokolu, podpora různých HW platforem (BSP)

Osnova cvičení:

1. Řízení v reálném čase (RT), charakteristika operačního systému, služby BIOS

2. Úloha 1 - využití časovače pro RT řízení. modifikace systémového času

3. Úloha 2 - ošetření vnější události, seriová komunikace

4. Úloha 3 - regulace otáček a polohy motoru. Snímání pomocí IRC, generování PWM, vizualizace.

5. Samostatné řešení úlohy 3.

6. Prezentace řešení úlohy, test

7. Seznámení s RTOS VxWorks (RT Linux) a vývojovým prostředím

8. Úloha 4 ? správa procesů, plánovač

9. Úloha 5 ? komunikace mezi procesy pomocí semaforů

10. Úloha 6 ? komunikace mezi procesy pomocí front

11. Úloha 7 ? komunikace mezi procesy pomocí signálů

12. Úloha 8 ? komunikace pomocí TCP/IP

13. Samostatné úlohy 9 - regulace otáček a polohy motoru.

14. Prezentace řešení úlohy, zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

Dodá přednášející

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+6

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Inteligentní systémy (volitelný předmět odborný)
• Manažerská informatika (volitelný předmět odborný)
• Softwarové inženýrství (volitelný předmět odborný)
• Web a multimedia (volitelný předmět odborný)