برامج لتصميم أجهزة المعالجات الدقيقة. المعالجات الدقيقة. المشغلين والعمليات

يجب أن يفي نظام الحصول على بيانات المعالجات الدقيقة بالمتطلبات التالية: توفير أداء عالٍ وبساطة في التنفيذ، ويجب أن يضمن تشغيلًا مستقرًا وخاليًا من المشاكل، وأن يكون رخيصًا نسبيًا ويستهلك القليل من الموارد. لأداء المهام المعينة ووفقًا للمتطلبات الأساسية، فإن وحدة التحكم الدقيقة من سلسلة K1816BE51 مناسبة.

الشكل 3 - رسم تخطيطي لنظام الحصول على بيانات المعالجات الدقيقة.

رقاقة خوارزمية برنامج المعالجات الدقيقة

يتكون نظام المعالجات الدقيقة (MPS) من الكتل التالية: وحدة التحكم الدقيقة (MC)، وذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وذاكرة القراءة فقط (ROM)، والمؤقت القابل للبرمجة (PT)، والواجهة المتوازية القابلة للبرمجة (PPI)، والتحويل التناظري إلى الرقمي. محول (ADC)، محول رقمي إلى تناظري (DAC)، معدد إرسال (MUX)، وحدة تحكم المقاطعة القابلة للبرمجة (PIC).

يشكل MK ناقل عنوان (ABA) وناقل بيانات (SD) وناقل تحكم (CC). ترتبط كتل RAM وROM وPT وPPI وPKP بالحافلات.

تم تصميم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لتخزين بيانات مسح أجهزة الاستشعار، بالإضافة إلى البيانات الوسيطة. تم تصميم ROM لتخزين كود البرنامج والثوابت المختلفة.

تم تصميم PT لحساب الفاصل الزمني المطلوب لتنفيذ أوامر MK. قبل إجراء العملية، يتم بدء تشغيل PT. إذا نجحت العملية، يقوم MK بإعادة تعيين PT. إذا لم يتم تلقي أمر إعادة تعيين العد من MC (حدث تجميد)، فإن PT، في نهاية عد الفاصل الزمني، يولد إشارة إعادة تعيين MC.

مؤشر أسعار المنتجين مخصص للاتصال الأجهزة الخارجية. يتم توصيل ADC ومضاعف الإرسال المنفصل وDAC بـ SPI.

تم تصميم ADC لتحويل الإشارة التناظرية من أجهزة الاستشعار والرمز الرقمي، الذي يتم تغذيته إلى MK من خلال PPI. يتم توصيل المستشعرات التناظرية بـ ADC عبر مُضاعِف تناظري.

يتم تلقي البيانات من أجهزة الاستشعار المنفصلة من خلال معدد إرسال منفصل.

تم تصميم DAC لتوليد إجراءات التحكم.

تم تصميم لوحة التحكم لخدمة المقاطعات الخارجية.

مراحل تصميم أنظمة المعالجات الدقيقة

يمكن أن تختلف أنظمة المعالجات الدقيقة في تعقيدها ومتطلباتها ووظائفها بشكل كبير في معلمات الموثوقية والحجم برمجة، أن يكون معالجًا واحدًا ومتعدد المعالجات، مبنيًا على نوع واحد من مجموعة المعالجات الدقيقة أو عدة معالجات، وما إلى ذلك. وفي هذا الصدد، يمكن تعديل عملية التصميم حسب متطلبات الأنظمة. على سبيل المثال، عملية تصميم MPS التي تختلف عن بعضها البعض في محتوى ROM ستتكون من تطوير البرامج وتصنيع ROM.

عند تصميم أنظمة المعالجات الدقيقة متعددة المعالجات التي تحتوي على عدة أنواع من مجموعات المعالجات الدقيقة، من الضروري حل مشكلات تنظيم الذاكرة، والتفاعل مع المعالجات، وتنظيم التبادل بين أجهزة النظام والبيئة الخارجية، وتنسيق عمل الأجهزة ذات سرعات التشغيل المختلفة، وما إلى ذلك. يوجد أدناه تسلسل تقريبي للمراحل النموذجية لإنشاء نظام المعالجات الدقيقة:
1. إضفاء الطابع الرسمي على متطلبات النظام.
2. تطوير هيكل وهندسة النظام.
3. تطوير وإنتاج أجهزة وبرامج النظام.
4. التصحيح الشامل واختبار القبول.

المرحلة 1. في هذه المرحلة، يتم وضع المواصفات الخارجية، وإدراج وظائف النظام، وإضفاء الطابع الرسمي على المواصفات الفنية (TOR) للنظام، ويتم ذكر خطط المطور رسميًا في الوثائق الرسمية.

المرحلة 2. في هذه المرحلة، يتم تحديد وظائف الأجهزة والبرامج الفردية، ويتم اختيار مجموعات المعالجات الدقيقة التي سيتم على أساسها تنفيذ النظام، ويتم تحديد التفاعل بين الأجهزة والبرامج، ويتم تحديد خصائص التوقيت للأجهزة والبرامج الفردية .

المرحلة 3. بعد تحديد الوظائف التي تنفذها الأجهزة والوظائف التي تنفذها البرامج، يبدأ مصممو الدوائر والمبرمجون في وقت واحد في تطوير وتصنيع نموذج أولي وبرنامج، على التوالي. يتكون تطوير وتصنيع المعدات من تطوير المخططات الهيكلية والدوائر، وإنتاج النماذج الأولية، وتصحيح الأخطاء خارج الخط.
يتكون تطوير البرمجيات من تطوير الخوارزميات؛ كتابة نص البرامج المصدر؛ ترجمة البرامج المصدرية إلى برامج كائنية؛ التصحيح دون اتصال.

المرحلة 4. راجع التصحيح الشامل.

في كل مرحلة من مراحل تصميم MPS، يمكن للأشخاص إدخال أخطاء واتخاذ قرارات تصميم غير صحيحة. وبالإضافة إلى ذلك، قد تحدث عيوب في المعدات.

مصادر الأخطاء

دعونا ننظر في مصادر الأخطاء في المراحل الثلاث الأولى من التصميم.

المرحلة 1. في هذه المرحلة، يمكن أن تكون مصادر الأخطاء: عدم الاتساق المنطقي للمتطلبات، والسهو، وعدم دقة الخوارزمية.

المرحلة 2. في هذه المرحلة، يمكن أن تكون مصادر الأخطاء: إغفال الوظائف، وعدم تناسق بروتوكول التفاعل بين المعدات والبرامج، والاختيار غير الصحيح لمجموعات المعالجات الدقيقة، وعدم دقة الخوارزميات، والتفسير غير الصحيح للمتطلبات الفنية، وإغفال بعض تدفقات المعلومات.

المرحلة 3. في هذه المرحلة، يمكن أن تكون مصادر الأخطاء: أثناء تطوير المعدات - إغفال بعض الوظائف، والتفسير غير الصحيح للمتطلبات الفنية، وعيوب دوائر المزامنة، وانتهاك قواعد التصميم؛ أثناء إنتاج النموذج الأولي - أعطال المكونات وأخطاء التثبيت والتجميع؛ عند تطوير البرمجيات - إغفال بعض الوظائف الاختصاصات، عدم الدقة في الخوارزميات، عدم دقة الترميز.

يمكن أن يؤدي كل مصدر من مصادر الأخطاء المدرجة إلى توليد عدد كبير من الأخطاء الذاتية أو المادية التي يجب توطينها وإزالتها. يعد اكتشاف الأخطاء وتوطين الأخطاء مهمة صعبة لعدة أسباب: أولاً، بسبب العدد الكبير من الأخطاء؛ ثانيًا، لأن العيوب المختلفة يمكن أن تظهر بنفس الطريقة. نظرًا لعدم وجود نماذج للأخطاء الذاتية، لم يتم إضفاء الطابع الرسمي على هذه المهمة. لقد تم إحراز بعض التقدم في مجال إنشاء طرق وأدوات لاكتشاف الأخطاء وتوطين الأخطاء المادية. تُستخدم هذه الأساليب والأدوات على نطاق واسع للتحقق من حالة التشغيل وتشخيص أخطاء الأنظمة المنفصلة أثناء تصميم وإنتاج وتشغيل هذه الأخيرة.

تختلف الأعطال الذاتية عن الأعطال الجسدية من حيث أنها لم تعد تحدث بعد الكشف والتوطين والتصحيح. ومع ذلك، كما تشير قائمة مصادر الأخطاء، يمكن إدخال أخطاء ذاتية أثناء تطوير مواصفات النظام، مما يعني أنه حتى بعد الاختبار الأكثر شمولاً للنظام مقابل مواصفاته الخارجية، قد تظل الأخطاء الذاتية موجودة في النظام.

عملية التصميم هي عملية تكرارية. الأعطال التي يتم اكتشافها خلال مرحلة اختبار القبول يمكن أن تؤدي إلى تصحيح المواصفات، وبالتالي البدء في تصميم النظام بأكمله. من الضروري اكتشاف الأخطاء في أقرب وقت ممكن، للقيام بذلك، من الضروري التحكم في صحة المشروع في كل مرحلة من مراحل التطوير.

التحقق من صحة التصميم

الطرق الرئيسية لمراقبة صحة التصميم هي كما يلي: التحقق - الطرق الرسمية لإثبات صحة التصميم؛ النمذجة؛ اختبارات.

هناك الكثير من العمل للتحقق من البرامج والبرامج الثابتة والأجهزة. ومع ذلك، فإن هذه الأعمال ذات طبيعة نظرية. في الممارسة العملية، لا يزال يتم استخدام نمذجة سلوك الكائن واختباره.

للتحكم في صحة المشروع في كل مرحلة من مراحل التصميم، من الضروري إجراء النمذجة على مستويات مختلفة من التمثيل المجرد للنظام والتحقق من التنفيذ الصحيح لنموذج معين من خلال الاختبار. في مرحلة إضفاء الطابع الرسمي على المتطلبات، يعد التحكم في الصحة ضروريًا بشكل خاص، نظرًا لأن العديد من أهداف التصميم لم يتم إضفاء الطابع الرسمي عليها أو لا يمكن إضفاء الطابع الرسمي عليها من حيث المبدأ. يمكن مراجعة المواصفات الوظيفية من قبل فريق من الخبراء أو محاكاتها واختبارها لتحديد ما إذا كانت الأهداف المرجوة قد تم تحقيقها. بمجرد الموافقة على المواصفات الوظيفية، يبدأ تطوير برامج الاختبار الوظيفي لتحديد الأداء الصحيح للنظام وفقًا لمواصفاته الوظيفية. ومن الناحية المثالية، يتم تطوير الاختبارات التي تعتمد كليًا على هذه المواصفات وتوفر القدرة على اختبار أي تطبيق لنظام يُدعى أنه قادر على أداء الوظائف المحددة في المواصفات. هذه الطريقة هي عكس الطرق الأخرى تمامًا، حيث يتم بناء الاختبارات فيما يتعلق بتطبيقات محددة. عادةً ما يكون التحقق الوظيفي المستقل عن التنفيذ جذابًا فقط من الناحية النظرية، ولكن ليس له أهمية عملية نظرًا لدرجته العالية من العمومية.

إن أتمتة العمل الشاق لكتابة برامج الاختبار لا يقلل فقط من فترة التصميم/تصحيح الأخطاء عن طريق إنشاء برامج اختبار أثناء مرحلة التصميم (نظرًا لأنه يمكن إنشاؤها مباشرة بعد إنشاء متطلبات النظام)، ولكنه يسمح أيضًا للمصمم بتغيير المواصفات دون الحاجة إلى تقلق بشأن إعادة كتابة جميع برامج الاختبار مرة أخرى. ومع ذلك، من الناحية العملية، غالبًا ما يُعطى تطوير الاختبار أولوية أقل من التصميم برامج الاختبارتظهر في وقت لاحق بكثير من اكتمالها. ولكن حتى لو اختبارات مفصلةعندما تكون مستعدًا، غالبًا ما يكون تشغيلها على جهاز محاكاة غير عملي، نظرًا لأن النمذجة التفصيلية تتطلب نفقات كبيرة في تطوير البرنامج ووقت الحساب، ونتيجة لذلك، يجب تأجيل معظم أعمال تصحيح الأخطاء حتى إنشاء نموذج أولي للنظام.

بمجرد اكتشاف الخطأ، يجب تحديد مصدره لإجراء التصحيح على مستوى التجريد المناسب للنظام وفي المكان المناسب. يؤدي التحديد الخاطئ لمصدر الخطأ أو إجراء تصحيحات على مستوى آخر من التمثيل المجرد للنظام إلى حقيقة أن المعلومات المتعلقة بالنظام المستويات العليايصبح خاطئًا ولا يمكن استخدامه لمزيد من التصحيح أثناء إنتاج النظام وتشغيله. على سبيل المثال، إذا حدث خطأ في النص المصدر لبرنامج مكتوب بلغة التجميع، وتم إجراء التصحيح في رمز الكائن، فسيتم إجراء المزيد من تصحيح أخطاء البرنامج في رمز الكائن؛ في هذه الحالة، يتم تقليل جميع مزايا كتابة برنامج بلغة التجميع إلى لا شيء.

يتم عرض المخطط التفصيلي للجهاز في الملحق أ.

يتكون نظام المعالجات الدقيقة هذا من الكتل التالية: المعالج الدقيق، ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، ذاكرة القراءة فقط (ROM)، واجهة متوازية قابلة للبرمجة، محول تمثيلي إلى رقمي، مؤقت، شاشة عرض.

تصل الإشارات التناظرية من المستشعرات إلى مدخلات معدد الإرسال التناظري المدمج في ADC، والذي يقوم في كل فترة زمنية بتحويل إحدى الإشارات إلى مدخل المحول التناظري إلى الرقمي.

يتم استخدام محول تمثيلي إلى رقمي لتحويل الإشارة التناظرية إلى رمز رقمي يعمل به المعالج الدقيق.

يصل المعالج الدقيق إلى ADC من خلال واجهة متوازية قابلة للبرمجة. يقرأ المعلومات من مخرجات ADC ويخزنها في خلية ذاكرة RAM. بالإضافة إلى ذلك، يقوم MP، بناءً على المعلومات الواردة من مستشعر ضغط الزيت عند مخرج المحطة، بحساب التأثير التنظيمي. هذه الكمية في النموذج الكود الرقمييتم نقل المحرك.

تُستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للتخزين المؤقت للمعلومات الواردة من أجهزة الاستشعار والنتائج الوسيطة لحسابات المعالجات الدقيقة.

يتم تخزين برنامج النظام في ذاكرة القراءة فقط (ذاكرة القراءة فقط). يتم التحكم في عملية القراءة بواسطة المعالج الدقيق.

يوفر البرنامج المخزن في ROM عمليات النظام التالية:

الاقتراع المتسلسل لأجهزة الاستشعار.

التحكم في التحويل التناظري إلى الرقمي للإشارة التناظرية؛

تنظيم ضغط الزيت.

إشارة وإنذار.

الاستجابة لفقدان الطاقة.

تطوير خوارزمية النظام

يتم عرض المخطط التفصيلي للخوارزمية في الملحق ب.

التهيئة

في هذه المرحلة، تتم كتابة كلمات التحكم إلى RUS للواجهة المتوازية القابلة للبرمجة. يعمل PPI DD10 في وضع الصفر. تعمل المنافذ على النحو التالي: المنفذ A - الإدخال، المنفذ B - الإخراج، المنفذ C - الإخراج. يعمل PPI DD1 في وضع الصفر. تعمل المنافذ على النحو التالي: المنفذ A - الإخراج، المنفذ B - الإخراج، المنفذ C - الإخراج.

الاقتراع الاستشعار

يتم استطلاع أجهزة الاستشعار التناظرية بواسطة ADC. يتم استقصاء أجهزة الاستشعار المنفصلة عبر المنفذ A لـ PPI 1 بواسطة المعالج الدقيق.

الحفظ في ذاكرة الوصول العشوائي

يتم إدخال النتائج التي تم الحصول عليها بعد استجواب المستشعرات في جهاز ذاكرة الوصول العشوائي للتخزين المؤقت.

إجراء التحكم

يقوم نظام المعالجات الدقيقة بتحليل البيانات المستلمة وإنشاء إجراء تحكم رقمي.

تطوير رسم تخطيطي

ويرد الرسم التخطيطي للجهاز في الملحق د.

يتم تشكيل ناقل العنوان باستخدام سجل المخزن المؤقت وسائق الحافلة. يتم اختيار السجل باستخدام إشارة ALE الخاصة بالمعالج الدقيق. هناك حاجة إلى سائق الحافلة لزيادة سعة التحميل للبايت العالي للعنوان.

يتم تشكيل ناقل البيانات باستخدام برنامج تشغيل الناقل، والذي يتم تحديده من خلال تطبيق إشارات DT/R وOE.

يتم تشكيل ناقل النظام من خلال وحدة فك ترميز DD10 من خلال تطبيق مجموعة من إشارات M/IO وWR وRD.

الجدول 1 - إشارات التحكم

يتم اختيار ذاكرة الوصول العشوائي (ROM) وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والأجهزة الأخرى باستخدام الخطوط A13-A15 لناقل العناوين من خلال وحدة فك التشفير. توجد خلايا ROM في العنوان 0000h.

الجدول 2 - اختيار الجهاز

			جهاز

يتم اختيار منفذ أو سجل لكلمة التحكم PPI من خلال السطور A0 و A1 من ناقل العناوين. يتم توفير أجهزة استشعار منفصلة لمدخلات المنفذ A PA0-PA7 لـ PPI DD12؛ إلى مدخلات المنفذ B - من ADC؛ يتم توصيل مصابيح LED بمدخلات المنفذ C.

يتم استخدام معدد الإرسال التناظري لتحديد الجهاز الذي تتم قراءة المعلومات منه. تم دمج معدد الإرسال التناظري في ADC. يتزامن عرض ADC مع عرض ناقل البيانات وهو 8 بت.

تستخدم المقاومات R2-R4 لتحويل إشارة التيار الموحدة 4...20 مللي أمبير إلى جهد 1...5 فولت.

بالضغط على زر "تنزيل الأرشيف"، ستقوم بتنزيل الملف الذي تحتاجه مجانًا تمامًا.
قبل التحميل هذا الملففكر في تلك الملخصات والاختبارات وأوراق العمل والرسائل العلمية والمقالات والمستندات الأخرى الجيدة التي لم يطالب بها أحد على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. هذا عملك، يجب أن يساهم في تنمية المجتمع ويفيد الناس. ابحث عن هذه الأعمال وأرسلها إلى قاعدة المعرفة.
نحن وجميع الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم سنكون ممتنين جدًا لك.

لتنزيل أرشيف مع مستند، أدخل رقمًا مكونًا من خمسة أرقام في الحقل أدناه وانقر فوق الزر "تنزيل الأرشيف"

وثائق مماثلة

تحليل خيارات الحلول التصميمية واختيار الحل الأمثل بناءً عليها. توليف مخطط وظيفي لنظام المعالجات الدقيقة بناءً على تحليل البيانات المصدر. عملية تطوير الأجهزة والبرمجيات لنظام المعالجات الدقيقة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 20/05/2014


اساس نظرىتطوير نظام معالج دقيق يعتمد على المتحكم الدقيق وجهاز القراءة الكتب الإلكترونيةوتحليل مؤشراتها الفنية والاقتصادية ومقارنتها مع نظائرها. المعايير الأساسية لحماية العمال عند العمل مع الكمبيوتر.

أطروحة، أضيفت في 13/07/2010


جدوى استخدام جهاز MP. بنية نظام المعالجات الدقيقة. التنظيم الهيكلي لـ LSI VT مع الحافلات المعزولة. المحتويات والتركيز المحتمل للمتحكم الدقيق. الهيكل العام لوحدة التحكم الدقيقة المدمجة البسيطة.

الملخص، تمت إضافته في 28/04/2011


هيكل نظام المعالجات الدقيقة وخوارزمية التحكم فيه ونقل الإشارات. خريطة توزيع العناوين التطور الكهربائي رسم تخطيطىواختيار قاعدة العنصر. حساب الاستهلاك الحالي، وإمدادات الطاقة، والبرمجيات.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 22/01/2014


توزيع الوظائف بين أجزاء الأجهزة والبرمجيات لنظام المعالجات الدقيقة. اختيار المتحكم الدقيق، تطوير ووصف المخطط الهيكلي والوظيفي والدوائري. اختيار بيئة البرمجة ومخطط الخوارزمية وقائمة البرامج.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 17/08/2013


الغرض وتصميم نظام التحكم في المعالجات الدقيقة. وصف المخطط الوظيفي لنظام التحكم في المعالجات الدقيقة. حساب الخصائص الثابتة لقناة القياس. تطوير خوارزمية لتشغيل نظام التحكم في المعالجات الدقيقة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 30/08/2010


المفهوم العام للمتحكمات الدقيقة واستخدامها والغرض منها. تطوير مشروع نظام الحصول على بيانات المعالجات الدقيقة باستخدام حاملي SDK 1.1 وSDX 0.9. إنشاء البرنامج وتحميله في منصة المختبر SDK-1.1.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 31/01/2014

أدت التغييرات النوعية والكمية في القاعدة الأولية لمعدات VT إلى

تغيير المبادئ الراسخة لتصميمها (مثل القواعد الصارمة

الهيكل والإدارة المركزية المتسقة والتنظيم الخطي

الذاكرة وعدم القدرة على تكييف بنية الكمبيوتر مع الخصائص

جاري حل المشكلة).

تم استبدال مبادئ فون نيومان الكلاسيكية لتنظيم أنظمة الكمبيوتر بأفكار توجيه مشكلة MPS، ومعالجة المعلومات المتوازية وخطوط الأنابيب، واستخدام الأساليب الجدولية لمعالجة البيانات، ومبادئ انتظام وتجانس هياكل MPS؛ يصبح حقيقيا

إمكانية إنشاء أنظمة قابلة لإعادة التشكيل بشكل متكيف، بالإضافة إلى

تنفيذ الأجهزة لوظائف البرمجيات. لذلك، في الوقت الحاضر

الوقت عند تصميم أنظمة الكمبيوتر على أساس MPS المستلمة

تطبيق ما يسمى بمبدأ "3M": النمطية، والقنوات،

قابلية البرمجة الدقيقة.

مبدأ التنظيم المعياريينطوي على بناء الحسابية و

التحكم في MPS بناءً على مجموعة من الوحدات: الهيكلية والوظيفية و

أجهزة حاسوبية كاملة كهربائيًا تسمح لك بالاستقلالية

أو بالاشتراك مع وحدات أخرى لحل مشاكل هذه الفئة. وحدات

يسمح النهج المتبع في تصميم الحواسيب الصغيرة والأنظمة (عند تنفيذه على أنه

وحدات عالمية ومتخصصة) لضمان تكوين الأسر

(صفوف) من MPS، مختلفة وظائفوالخصائص،

تغطي مجموعة كبيرة من التطبيقات، وتساعد على تقليل

تكاليف التصميم، ويبسط أيضا توسيع القدرات و

إعادة تشكيل الأنظمة، يؤخر تقادم الحوسبة

الطريقة الأساسية لتبادل المعلوماتعلى عكس طريقة التنظيم

تتيح لك الاتصالات التعسفية (وفقًا لمبدأ "الجميع مع الجميع") تنظيم و

تقليل عدد الاتصالات في MPS. يسهل تبادل المعلومات بين

الوحدات الوظيفية والهيكلية من مختلف المستويات باستخدام

الطرق السريعة التي تربط حافلات الإدخال والإخراج. هناك واحد، اثنان،

اتصالات ثلاثية ومتعددة الخطوط. من الضروري ملاحظة العلاقة

تصميم الدوائر والحلول الهيكلية التي تظهر أثناء التنفيذ

هذه الطريقةتبادل في شكل إنشاء مخزن مؤقت خاص ثنائي الاتجاه

شلالات مع ثلاث حالات مستقرة واستخدام مؤقت

تعدد قنوات التبادل.

التحكم في البرامج الثابتةيوفر أكبر قدر من المرونة في التنظيم

وحدات متعددة الوظائف وتسمح بتوجيه المشكلة

MPS، وكذلك استخدام عمليات الماكرو فيها، وهو أكثر فعالية من الاستخدام

الإجراءات القياسية. وبالإضافة إلى ذلك، نقل الكلمات التي تسيطر عليها في النموذج

يتوافق تسلسل التعليمات البرمجية المشفرة مع شروط التصغير

عدد منافذ VLSI وتقليل عدد التوصيلات البينية في الوحدات.

بالإضافة إلى الميزات الرئيسية لتصميم MPS المذكورة أعلاه، ينبغي أن يكون كذلك

لاحظ مبدأ الانتظام الذي يفترض وجودًا طبيعيًا

تكرار عناصر هيكل MPS والوصلات بينها. تطبيق هذا

يتيح لك المبدأ زيادة كثافة التكامل وتقليل طول الروابط

على الرقاقة، مما يقلل من الوقت الطوبولوجي وتصميم الدوائر

تصميم LSI وVLSI، يقلل من عدد التقاطعات وأنواع الوظائف

والعناصر الهيكلية.

عند تطوير بنية MPS (مرحلة النظام)، من الضروري حل ما يلي

وصف الهيكل المفاهيمي للسلوك الوظيفي للنظام مع

مواقف تراعي مصالح المستخدم أثناء بنائه وتنظيمه

عملية الحوسبةفيه؛

تحديد هيكل وتسميات وميزات بناء البرمجيات و

أدوات البرنامج الصغير؛

وصف خصائص التنظيم الداخلي لتدفقات البيانات والتحكم فيها

معلومة؛

إجراء تحليل للهيكل الوظيفي والميزات المادية

تنفيذ أجهزة النظام من منظور توازن البرمجيات،

البرامج الدقيقة والأجهزة.

تظهر المراحل الرئيسية لتصميم MPS في الشكل. 3.1.

في مرحلة التصميم الأولية، يمكن وصف MPS في أحدها

المستويات المفاهيمية التالية: "الصندوق الأسود"، الهيكلي، البرنامجي،

منطقية، الدائرة.

على مستوى "الصندوق الأسود"، يتم وصف MPS بمواصفات خارجية، حيث

يتم سرد الخصائص الخارجية.

أرز. 3.1. مراحل تصميم MPS

يتم إنشاء المستوى الهيكلي بواسطة مكونات الأجهزة الخاصة بـ MPS، والتي

موصوفة بوظائف الأجهزة الفردية وترابطها ومعلوماتها

تيارات.

ينقسم مستوى البرنامج إلى مستويين فرعيين (تعليمات المعالج وتعليمات المعالج).

اللغة) ويتم تفسير MPS على أنها سلسلة من العوامل أو

الأوامر التي تسبب إجراءً أو آخر على بنية بيانات معينة.

المستوى المنطقي متأصل حصريًا في الأنظمة المنفصلة وينقسم إلى

مستويين فرعيين: تبديل الدوائر وتسجيل التحويلات.

يتكون المستوى الفرعي الأول من البوابات (دوائر الجمع وعناصر الذاكرة) ومشغلي معالجة البيانات المبنيين على أساسها. أما المستوى الفرعي الثاني فيتميز بدرجة أعلى من التجريد ويمثل وصفًا للسجلات ونقل البيانات فيما بينها. يتضمن اثنين

الأجزاء: المعلومات والتحكم: يتكون الأول من السجلات،

المشغلين ومسارات نقل البيانات، والثاني يوفر اعتمادا على

الإشارات الزمنية التي تبدأ نقل البيانات بين السجلات.

يعتمد مستوى الدائرة على وصف تشغيل عناصر الجهاز المنفصلة.

في دورة حياة MPS، مثل أي نظام منفصل، هناك ثلاث مراحل:

التصميم والتصنيع والتشغيل.

تنقسم كل مرحلة إلى عدة مراحل توجد فيها احتمالات حدوث أعطال هيكلية أو مادية. وتصنف الأخطاء حسب أسبابها: مادية إذا كان السبب عيوبا في العناصر، وذاتية إذا كان السبب أخطاء تصميمية.

وتنقسم الأخطاء الذاتية إلى التصميم والتفاعلية. تصميم

تحدث الأعطال بسبب أوجه القصور التي تم إدخالها في النظام في مراحل مختلفة

تنفيذ المهمة الأصلية. تحدث أخطاء تفاعلية في

أثناء العمل بسبب خطأ موظفي الخدمة (المشغل). النتائج

ومظاهر الخلل هو الخطأ، والعطل الواحد يمكن

تسبب عددًا من الأخطاء، ومن الممكن أن يحدث نفس الخطأ

العديد من الأعطال.

هناك أيضًا مفهوم الخلل - التغيير الجسدي في المعلمات

مكونات النظام التي تتجاوز الحدود المسموح بها. تسمى العيوب

الإخفاقات إذا كانت مؤقتة، والإخفاقات إذا كانت دائمة.

ولا يمكن اكتشاف الخلل إلا بعد توافر الشروط

حدوث عطل بسببها، والذي ينبغي أن تكون نتيجته، في

قائمة الانتظار، مرت إلى إخراج الكائن قيد الدراسة من أجل جعل

خلل يمكن ملاحظته.

تشخيص الخطأ هو عملية تحديد سبب الخطأ عن طريق

نتائج الإختبار.

تصحيح الأخطاء هو عملية اكتشاف الأخطاء وتحديدها

مصادر ظهورها حسب نتائج الاختبارات أثناء تصميم MPS.

أدوات التصحيح هي الأجهزة والمجمعات والبرامج. في بعض الأحيان تحت

يشير تصحيح الأخطاء إلى اكتشاف الأخطاء وتوطينها وإزالتها. نجاح

تصحيح الأخطاء يعتمد على كيفية تصميم النظام، سواء

الخصائص التي تجعلها ملائمة لتصحيح الأخطاء، وكذلك من الأدوات المستخدمة

لتصحيح الأخطاء.

لتنفيذ التصحيح، يجب أن يكون MPS المصمم

خصائص التحكم والملاحظة والقدرة على التنبؤ.

القدرة على التحكم –خاصية النظام الذي يكون سلوكه عرضة له

الإدارة، أي. من الممكن إيقاف تشغيل النظام في

حالة معينة وإعادة تشغيل النظام.

إمكانية الملاحظة– خاصية النظام التي تسمح لك بمراقبة سلوكه

النظام، وراء تغير حالاته الداخلية.

القدرة على التنبؤ- خاصية النظام التي تسمح بتثبيت النظام فيها

حالة يمكن من خلالها التنبؤ بجميع الحالات اللاحقة.

يمكن أن تختلف MPS بشكل كبير في تعقيدها ومتطلباتها ووظائفها

المعلمات التشغيلية، حجم البرنامج، النوع

مجموعة المعالجات الدقيقة، الخ. في هذا الصدد، يمكن لعملية التصميم

تختلف تبعا لمتطلبات النظام.

عملية التصميم هي عملية تكرارية. قد تؤدي الأعطال المكتشفة أثناء مرحلة اختبار القبول إلى تصحيح المواصفات، و

وبالتالي، إلى بداية تصميم النظام بأكمله. يجد

يجب اكتشاف الأخطاء في أقرب وقت ممكن؛ لهذا تحتاج إلى السيطرة

صحة المشروع في كل مرحلة من مراحل التطوير. الطرق التالية موجودة

التحكم في صحة التصميم: التحقق (الطرق الرسمية

دليل على صحة المشروع)؛ النمذجة؛ اختبارات.

في الآونة الأخيرة، ظهر الكثير من العمل على التحقق من البرامج

البرمجيات والبرامج الثابتة والأجهزة. ومع ذلك، لا تزال هذه الأعمال

ذات طبيعة نظرية. لذلك، في الممارسة العملية، يتم استخدام النمذجة في كثير من الأحيان

سلوك الكائن واختباره على مستويات مجردة مختلفة

تمثيلات النظام.

في مرحلة إضفاء الطابع الرسمي على متطلبات النظام، ومراقبة صحة المشروع

ضروري بشكل خاص لأن العديد من أهداف التصميم لم يتم إضفاء الطابع الرسمي عليها أو

لا يمكن إضفاء الطابع الرسمي عليها من حيث المبدأ. قد تكون المواصفات الوظيفية

يتم تحليلها من قبل فريق من الخبراء أو محاكاتها واختبارها

تجريبيا للتعرف على مدى تحقيق الأهداف المرجوة. بعد الموافقة

المواصفات الوظيفية تبدأ في تطوير برامج الاختبار،

مصممة لإنشاء التشغيل الصحيح للنظام وفقا ل

مواصفاته. من الناحية المثالية، يتم تطوير الاختبارات بالكامل

بناءً على هذه المواصفات وتمكين التحقق من أي منها

تنفيذ نظام أعلن أنه قادر على أداء الوظائف

المحددة في المواصفات. وهذه الطريقة هي عكس الطرق الأخرى تماماً،

حيث يتم بناء الاختبارات فيما يتعلق بتطبيقات محددة. ومع ذلك، في الممارسة العملية

غالبًا ما يُعطى تطوير الاختبار أولوية أقل من

المشروع، لذلك تظهر برامج الاختبار في وقت لاحق بكثير منه