HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÚNG ppt

... Như chúng ta đã được biết đối với các hệ thống thời gian thực, yêu cầu thiết kế một hệ điều hành khá đặc biệt. Hệ nhúng thời gian thực lại yêu cầu hệ điều hành phải thực hiện với một nguồn tài nguyên thường rất hạn hẹp. Mặc dù kích thước bộ nhớ tích hợp on‐chip sẽ có thể tăng lên trong tương lai nhưng với sự phát triển hiện nay hệ điều hành cho các hệ nhúng chỉ nên cỡ khoảng nhỏ hơn 32 Kbytes.   Hệ thống điều hành đảm nhiệm việc điều khiển các chức năng cơ bản của  hệ thống bao gồm chủ yếu là quản lý bộ nhớ, ngoại vi và vào ra giao tiếp với hệ thống phần cứng. Một điểm khác biệt cơ bản như chúng ta đã biết về hệ điều hành với các phần mềm khác là nó thực hiện chức năng điều khiển sự kiện thực thi trong hệ thống.  Có nghĩa là nó thực hiện các tác vụ theo mệnh lệnh yêu cầu từ các chương trình ứng dụng, thiết bị vào ra và các sự kiện ngắt.  Bốn nhân tố chính tác động trực tiếp tới quá trình thiết kế hệ điều hành là (1) khả năng thực hiện, (2) năng lượng tiêu thụ, (3) giá thành, và (4) khả năng tương thích. Hiện nay chúng ta  ... Bus dữ liệu Bus dữ liệu là các kênh truyền tải thông tin theo hai chiều giữa CPU và bộ nhớ hoặc các thiết bị ngoại vi vào ra. Bus dữ liệu được điều khiển bởi CPU để đọc hoặc viết các dữ liệu hoặc mã lệnh thực thi trong qúa trình hoạt động của CPU. Độ rộng của bus dữ liệu nói chung sẽ xác định được lượng dữ liệu có thể truyền và trao đổi trên bus. Tốc độ truyền hay trao đổi dữ liệu thường được tính theo đơn vị là [byte/s]. Số lượng đường bit dữ liệu sẽ cho phép xác định được số lượng bit có thể lưu trữ trong mỗi khu vực tham chiếu trực tiếp. Nếu một bus dữ liệu có khả năng thực hiện một lần truyền trong 1 μs, thì bus dữ liệu 8‐bit sẽ có băng thông là 1Mbyte/s, bus 16‐bit sẽ có băng thông là 2Mbyte/s và bus 32‐bit sẽ có băng thông là 4Mbyte/s. Trong trường hợp bus dữ liệu 8‐bit với chu kỳ bus là T=1μs (tức là sẽ truyền được 1byte/1chu kỳ) thì sẽ truyền được 1 Mbyte trong 1s hay 2Mbyte trong 2s.   Bus điều khiển Bus điều khiển phục vụ truyền tải các thông tin dữ liệu để điều khiển hoạt động của hệ thống.  Thông thường các dữ liệu điều khiển bao gồm các tín hiệu chu kỳ để đồng bộ các nhịp chuyển động và hoạt động của  ... lớn trong tương lai nhằm đáp ứng nhu cầu ứng dụng không ngừng trong cuộc sống của chúng ta. Đối với lĩnh vực công nghiệp về điều khiển và tự động hoá, hệ nhúng cũng là một giải pháp đầy tiềm năng đã và đang được ứng dụng rộng rãi. Nó rất phù hợp để thực thi các chức năng thông minh hoá, chuyên biệt trong các hệ thống và thiết bị công nghiệp, từ các hệ thống tập trung đến các hệ thống phân tán. Giải pháp hệ nhúng có thể thực thi từ cấp thấp nhất của hệ thống công nghiệp như cơ cấu chấp hành cho đến các cấp cao hơn như giám sát điều khiển quá trình. 1.4...

...

...

... Chuyên đề 4: Hệ thống điều khiển ABS Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang ` 46 4.5. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ABS 4.5.1. Tổng quan về hệ thống ABS 4.5.1.1. Nhiệm vụ Hệ thống chống hãm ... 4.5.2. Phân loại hệ thống ABS Hệ thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau: - Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử. ... 4: Hệ thống điều khiển ABS Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang ` 47 4.5.1.2. Nguyên lý điều chỉnh Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có điều...

... phần mềm điều khiển 6.4.1 Mô hình thực thi bộ điều khiển nhúng Hình6‐9: Hệ thống điều khiển sốĐểthựcthimộtbộ điều khiển sốtrênthiếtbịvậtlýthựcphảiđòihỏixétxembộ điều khiển vớimôhìnhhàmtruyềnđãchocóthểhiệnthựchóađượckhông.Điềukiệnphảixétthựcralàđểđảmbảorằngkhôngcóđầuranàocủa hệ thống lạixuấthiệntrướckhicótínhiệuvào.Haynóicáchkhác hệ thống xâydựngphảituânthủtínhnhânquả.Nếukhaitriểnhàmtruyềncủabộ điều khiển sốđượcmôtảởdạngtổngquát101101()mmRnnbbz ... làsốcácthẻbài(đượckýhiệunhưcácchấmtrònđen)chứabêntrongcácvịtríiptrongtậpdấuM.http://www.ebook.edu.vn99Trongtrườnghợpcónhiềuhơnmộtbộsửdụngthì hệ thống đượcbiểudiễnnhưsau:Hình6‐7:Hoạtđộngcủa hệ thống gồm1bộtạovà2bộsửdụng Hệ thống có2bộđệm Hệ thống vừaxétđượcmôhìnhhóabởi điều kiệnvàsựkiện.Các điều kiệnđượcmôtảbởicácvòngtrònvànếu điều kiệnthỏamãnthìkhiđóvòngtrònsẽđượcbiểudiễnvớimộtchấmtrònnằmtrongtươngứngvớimộtthẻbài(token).Sựkiệnđượckýhiệubởicáchộphìnhchữnhật.Vớimỗimộtsựkiệnthìsẽtồntại• ... ỗithànhphầnthìđềucócácthuộctính.Cácthuộctínhđócóthểthayđổivàđượcđặctrưngbởicácbiếntrạngthái.Mộtchuỗicáctrạngtháisẽmôtảquátrìnhđộngcủamột hệ thống. MạngPetrithựcsựlàmộtgiảiphápmôtả hệ thống độngvớicácsựkiệnrờirạctácđộnglàmthayđổitrạngtháicủacácđốitượngtrong hệ thống theotừng điều kiệncụthểtrạngtháicủa hệ thống. MạngPetriđượcthiếtlậpdựatrên3thànhphầnchính:(1)Các điều kiện,(2)cácsựkiện,và(3)quan hệ luồng.Các điều kiệncóthểlàthoảmãnhoặckhôngthoảmãn.Cácsựkiệnlàcóthểxảyrahoặckhông.Vàquan hệ luồngmôtả điều kiệncủa hệ trướckhisựkiệnxảyra.Các điều kiệnđòihỏiphảithoảmãnđểmộtsựkiệnxảyrahoặcchuyểntrạngtháithựchiệnthìđượcgọilà điều kiệntrước(precondition).Các điều kiệnmàđượcthoảmãnkhimộtsựkiệnnàođóxảyrathìđượcgọilà điều kiệnsau(postcondition).6.3.2...

... Nếucómộtluồngđangthựcthibêntrongmộtmonitornósẽkhoácácluồngkhácmuốnvào,dođómonitorcũngphảicómộthàngđợi.905.4 Xử lý ngắt Tínhiệu điều khiển bộVXLkíchhoạtbởimộtsựkiệnthamgia trongquátrìnhhoạtđộngcủa hệ thống làm hệ thống ngừngvàchuyểnhướngthựcthiđượcgọilàtínhiệungắt.NósẽngắtbộVXLkhỏihoạtđộngmànóđangthựcthivàchuyểnsangthựchiệnmộtcôngviệckhácphụcvụchosựkiệnkíchhoạtngắttươngứng.Vídụnhưtrongquátrìnhthuthậpdữliệu,VXLluônphảichờđợithờiđiểmđónnhậndữliệuvàsẽkíchhoạtsựkiệnngắtCPUmỗikhicódữliệuxuấthiệnđểkịpthờighidữliệuvàobộnhớ.Saukhihoànthành,CPUphụchồilạitrạngtháicủa hệ thống vàtrởlạitiếptụcthựchiệnchươngtrìnhtừthờiđiểmmànóbịngắt.Đốivớibộxửlýngắt,nósẽphảithựchiệnhainhiệmvụchínhđólà:(1)Xácđịnhcósựkiệnngắtvà(2)nhậndạngsựkiệnngắttrướckhitácvụphụcvụngắttươngứngđượckíchhoạt.Hình5‐6môtảmộtchutrìnhcơbảnthựchiệnngắttrongcác hệ VXL/VĐK.Hình5‐6:ChutrìnhthựchiệnngắtHình5‐7:Vídụvềcấutrúcphầncứngxửlýngắthttp://www.ebook.edu.vn83Hình5‐3:PhânloạicácphươngpháplậplịchTuỳthuộcvàoloạihìnhtácvụ,ngườitarahaiphươngpháplậplịchlàcóchukỳvàkhôngcóchukỳ.Lập ... Semaphorescóthểđượcsửdụngđểgiảiquyếtbấtkỳmộtbàitoánhayvấnđềđồngbộtruyền thống nào9 Tuynhiênchúngcómộtsốnhượcđiểmo Chúngchủyếusửdụngcácbiếntoàncụctrongviệc điều khiển hoạtđộngđồngbộnêncóthểtruynhậpbấtkỳđâutrong hệ thống Ækhókiểmsoáto ... ĐòihỏiphảicóthôngtinthờigianchínhxácvềcáctácvụđểtínhtoánlậplịchMộtthuậttoánlậplịchtĩnhđượcgọilàtốiưunếunóluônluôncóthểtìmđượcmộtlịch điều phốithoảmãncácràngbuộcđãchotrongkhimộtthuậttoántĩnhkháccũngtìmđượcmộtlờigiải.Lậplịchonline/động:Bộxửlýthựchiệnviệclậplịchtrongquátrìnhthựcthidựatrêncơsởcácthôngtinhoạtđộnghiệnhànhcủa hệ thống. Sơđồlậplịchlàkhôngxácđịnhtrướcvàthayđổiđộngtheoquátrìnhthựchiện.Cácthuậttoánlậplịchtĩnhtốiưukhôngphảilàtốiưutrong hệ thống động.84Khôngtồntạimộtlờigiảitốiưuchoviệclậplịchtrong hệ thống nhiềubộxửlýnếuthờiđiểmxuấthiệnyêucầuthựcthicủacáctácvụkhôngđượcbiếttrước.Cáchạtnhânđược điều khiển theocơchếngắtthườngthựcthicơchếlậplịchnon‐preemtiveđộngtrongkhiloạihạtnhânvậnhànhtheoquátrìnhlạithựcthitheocơchếpreemptiveđộng.Mộtthuật toánlậplịchđộngđượcgọilàtốiưunếunócóthểtìmrađượcmộtlịch điều phối điều khiển hệ thống thoảmãncácràngbuộcthờigianđãchobấtkểkhinàomàthuậttoántĩnhkhôngtìmrađược.Lậplịchtậptrunghoặcphântán:Việclậplịchđượcthựchiệnápdụngchocáctácvụthựcthibởimột(tậptrung)hoặcnhiềubộxửlý(phântán).LậplịchMonohayMulti‐processor:Nhiệmvụlậplịchvàthựcthiđượcđảmnhiệmbởimột(mono)hoặcnhiềubộvixửlý(multi).Tuỳthuộc...

... Nhưchúngtađãđượcbiếtđốivớicác hệ thống thờigianthực,yêucầuthiếtkếmột hệ điều hànhkháđặcbiệt. Hệ nhúng thờigianthựclạiyêucầu hệ điều hànhphảithựchiệnvớimộtnguồntàinguyênthườngrấthạnhẹp.Mặcdùkíchthướcbộnhớtíchhợpon‐chipsẽcóthểtănglêntrongtươnglainhưngvớisựpháttriểnhiệnnay hệ điều hànhchocác hệ nhúng chỉnêncỡkhoảngnhỏhơn32Kbytes. Hệ thống điều hànhđảmnhiệmviệc điều khiển cácchứcnăngcơbảncủa hệ thống baogồmchủyếulàquảnlýbộnhớ,ngoạivivàvàoragiaotiếpvới hệ thống phầncứng.Mộtđiểmkhácbiệtcơbảnnhưchúngtađãbiếtvề hệ điều hànhvớicácphầnmềmkháclànóthựchiệnchứcnăng điều khiển sựkiệnthựcthitrong hệ thống. Cónghĩalànóthựchiệncáctácvụtheomệnhlệnhyêuc ... KhởitạogiaotiếpvàoraHình4‐5:Cấutrúc hệ điều hànhthờigianthựcTùytheocơchếthựchiệnvàxâydựnghoạtđộngcủahạtnhânngườitaphânloạimộtsốloạihình:http://www.ebook.edu.vn79(1) Hệ thống thờigianthựcnhỏ:Vớiloạinàycácphầnmềmđượcpháttriểnmàkhôngcầncó hệ điều hành,ngườilậptrìnhphảitựquảnlývàxửlýcácvấnđềvề điều khiển hệ thống baogồm: Xửlýngắt Điều khiển quátrình/tácvụ Quảnlýbộnhớ(2)Côngnghệđanhiệm ... Nhưchúngtađãđượcbiếtđốivớicác hệ thống thờigianthực,yêucầuthiếtkếmột hệ điều hànhkháđặcbiệt. Hệ nhúng thờigianthựclạiyêucầu hệ điều hànhphảithựchiệnvớimộtnguồntàinguyênthườngrấthạnhẹp.Mặcdùkíchthướcbộnhớtíchhợpon‐chipsẽcóthểtănglêntrongtươnglainhưngvớisựpháttriểnhiệnnay hệ điều hànhchocác hệ nhúng chỉnêncỡkhoảngnhỏhơn32Kbytes. Hệ thống điều hànhđảmnhiệmviệc điều khiển cácchứcnăngcơbảncủa hệ thống baogồmchủyếulàquảnlýbộnhớ,ngoạivivàvàoragiaotiếpvới hệ thống phầncứng.Mộtđiểmkhácbiệtcơbảnnhưchúngtađãbiếtvề hệ điều hànhvớicácphầnmềmkháclànóthựchiệnchứcnăng điều khiển sựkiệnthựcthitrong hệ thống. Cónghĩalànóthựchiệncáctácvụtheomệnhlệnhyêuc...

... ểgặpphảikhichươngtrìnhsửdụngcáchàmthuộcthưviệnCchuẩn.Saukhiđãhợpnhấtthànhcôngtấtcảcácthànhphầnmãvàphầndữliệutươngứngcũngnhưcácvấnđềvềthamchiếutớicácbiểutượngchưađượcthựcthitrongquátrìnhbiêndịchđơnlẻ,bộliênkếtsẽtạoramộtbảnsaođặcbiệtcủachươngtrìnhcókhảnăngđịnhvịlại(relocatable).Haynóicáchkhác,chươngtrìnhđượchoànthiệnngoạitrừmột điều: Khôngcóđịachỉbộnhớnàochưađượcgánbêntrongcácphầnmãvàdữliệu.Nếuchúngtakhôngphảilàđangpháttriểnphầnmềmcho hệ nhúng thìquátrìnhbiêndịchcóthểkếtthúctạiđây.Tuynhiên,với hệ nhúng ngaycả hệ thống nhúng đãbaogồmcả hệ điều hành chúngta vẫncầnphảicó mộtmã chươngtrình(image)nhịphânđượcđịnhvịtuyệtđối.Thựctếnếucómột hệ điều hànhthìphầnmãvàdữ ... thiđúngnhưthứtựmongmuốn.Tấtcảcáclệnhngoạitrừkhốicơbảnđầutiêncủachươngtrìnhđềuđược điều khiển theocấutrúclệnhrẽnhánhvàphảiđượcđảmbảođểthựcthiđúngtheothứtự.Mộtvídụđơngiảnnhấtvềsựphụthuộc điều khiển là sự phụ thuộc điều khiển theo ... trìnhtựđượcđiều khiển củanó.Trìnhtựnàyphảiđượcđảmbảorằngmộtlệnhmàphảithựcthitrướcmộtnhánh điều khiển thìphảithựchiệntrướcnhánhđó.Thứhai,việcpháthiệnrasựxungđộtvề điều khiển (controlhazard)sẽđảmbảorằngmộtlệnhmàđược điều khiển phụthuộcvàomộtnhánhthìkhôngđượcthựchiệnchừngnàohướngthựchiệncủanhánhđórõràng.Bảođảmđượcsựphụthuộc điều khiển làcầnthiếtvàcũnglàmộtcáchđơngiảnđểđảmbảođúngtrìnhtựthựchiệnchươngtrình.Sựphụthuộc điều khiển khôngphảilàmộtsựhạnchếcơbảnvềkhảnăngthựcthichươngtrình.Chúngtacóthểsẵnsàngthựcthithêmnhữnglệnhmàlẽrakhôngnênđượcthựcthinếuchúngkhônggâyảnhhưởnggìđếntínhđúngđắncủachươngtrình,nếukhôngsựxungđộtgâyrabởisựphụthuộc điều khiển cóthểxảyra.Sựphụthuộcvềđiều khiển khôngphảilà...

... ủabusdữliệunóichungsẽxácđịnhđượclượngdữliệucóthểtruyềnvàtraođổitrênbus.Tốcđộtruyềnhaytraođổidữliệuthườngđượctínhtheođơnvịlà[byte/s].Sốlượngđườngbitdữliệusẽchophépxácđịnhđượcsốlượngbitcóthểlưutrữtrongmỗikhuvựcthamchiếutrựctiếp.Nếumộtbusdữliệucókhảnăngthựchiệnmộtlầntruyềntrong1μs,thìbusdữliệu8‐bitsẽcóbăngthônglà1Mbyte/s,bus16‐bitsẽcóbăngthônglà2Mbyte/svàbus32‐bitsẽcóbăngthônglà4Mbyte/s.Trongtrườnghợpbusdữliệu8‐bitvớichukỳbuslàT=1μs(tứclàsẽtruyềnđược1byte/1chukỳ)thìsẽtruyềnđược1Mbytetrong1shay2Mbytetrong2s. Bus điều khiển Bus điều khiển phụcvụtruyềntảicácthôngtindữliệuđể điều khiển hoạtđộngcủa hệ thống. Thôngthườngcácdữliệu điều khiển baogồmcáctínhiệuchukỳđểđồngbộcácnhịpchuyểnđộngvàhoạtđộngcủa hệ thống. Bus điều khiển thườngđược điều khiển bởiCPUđểđồngbộhóanhịphoạtđộngvàdữliệutraođổitrêncácbus.Trongtrườnghợpvixửlýsửdụngdồnkênhbusdữliệuvàbusđịachỉtứclàmộtphầnhoặctoànbộbusdữliệusẽđượcsửdụngchungchiasẻvớibusđịachỉthìcầnmộttínhiệu điều khiển đểphânnhịptruynhậpchophépchốtlưutrữthôngtinđịachỉmỗikhibắtđầumộtchukỳtruyền.Mộtvídụvềcácchukỳbusvàsựđồngbộcủachúngtronghoạtđộngcủa hệ thống busđịachỉvàdữliệudồnkênhđượcchỉratrongHình2‐10.Đâylàhoạtđộngđiểnhìnhtronghọvi điều khiển 8051vànhiềuloạitươngtự.Hình2‐10:Chukỳhoạtđộngbusdồnkêch2.1.4 ... DMAchukỳđơnvànhómTrongkiểuhoạtđộngDMAchukỳnhóm,ngoạivisẽnhậnđượcquyền điều khiển vàtruyềnkhốidữliệurồitrảlạiquyền điều khiển choCPU.TrongcơchếDMAchukỳđơnngoạivisaukhinhânđượcquyền điều khiển buschỉtruyềnmộttừdữliệurồitrảlạingayquyềnkiểmsoátbộnhớvàbusdữliệuchoCPU.TrongcơchếthựchiệnDMA26cầncómộtbướcxửlýđểquyếtđịnhxemthiếtbịnàosẽđươcnhậnquyền điều khiển trongtrườnghợpcónhiềuhơnmộtthiếtbịcónhucầusửdụngDMA.ThôngthườngkiểuDMAchukỳnhómcầnítdữliệuthôngtin điều khiển (overhead)nêncókhảnăngtraođổivớitốcđộcaonhưnglạichiếmnhiềuthờigiantruynhậpbusdotruyềncảkhốidữliệulớn. Điều nàycóthểảnhhưởngđếnhoạtđộngcủacả hệ thống dotrongsuốt ... Mode2:HoạtđộngBus2chiềuViệclựachọnchếđộhoạtđộngđượcthựchiệnthôngquathanhghitừ điều khiển vàđượcmôtảnhưtrongHình2‐27.Hình2‐27:Thanhghitừ điều khiển chọnchếđộhoạtđộngcho82C55AKhiđầuvàoRESETđược điều khiển ởmứccaothìtấtcảcáccổngsẽđượcthiếtlậphoạtđộngởchếđộcổngvàovới24đườngtínhiệuvàoduytrìởmứclogic1.Saukhitínhiệu điều khiển RESETởmứctíchcựcbịloạibỏthì82C55Acóthểduytrìchếđộhoạtđộngmàkhôngcầnthêmbấtkỳviệckhởitạonàonữa. Điều nàysẽgiúploạibỏđượccácđiệntrởtreocaohoặctreothấptrongcácthiếtkếchomạchCMOS.Khikíchhoạtchếđộthiếtlậpthìthanhghitừ điều khiển sẽchứagiátrị9Bh.Trongqúatrìnhthựchiệnchươngtrìnhvẫncóthểthayđổilựachọnchếđộhoạtđộngkhácnhau, điều nàychophép82C55hoạtđộngmộtcáchđadạngđápứngchonhiều...

... lớntrongtươnglainhằmđápứngnhucầuứngdụngkhôngngừngtrongcuộcsốngcủachúngta.Đốivớilĩnhvựccôngnghiệpvề điều khiểnvàtựđộnghoá, hệ nhúng cũnglàmộtgiảiphápđầytiềmnăngđãvàđangđượcứngdụngrộngrãi.Nórấtphùhợpđểthựcthicácchứcnăngthôngminhhoá,chuyênbiệttrongcác hệ thống vàthiếtbịcôngnghiệp,từcác hệ thống tậptrungđếncác hệ thống phântán.Giảipháp hệ nhúng cóthểthựcthitừcấpthấpnhấtcủa hệ thống côngnghiệpnhưcơcấuchấphànhchođếncáccấpcaohơnnhưgiámsát điều khiển quátrình.1.4 ... nội dung môn học Hệ điều khiển nhúng làm ộtmônhọcmớinhằmcungcấpkiếnthứcchosinhviênvềkhảnăngphântíchvàthiếtkế hệ thống điều khiển vàthôngminhhoá hệ thống theochứcnăngtheogiảiphápcôngnghệ.Thiếtkếthựcthi điều khiển trênnềnphầncứng nhúng. http://www.ebook.edu.vn51 ... ăngnhanhhơnrấtnhiềutheosựpháttriển hệ nhúng. 1.1 Các khái niệm về hệ nhúng  Hệ nhúng ?Trongthếgiớithựccủachúngtabấtkỳmộtthiếtbịhay hệ thống điện/điệntửcókhảnăngxử lýthôngtin và điều khiển đều...