Устройство для отладки программ систем с числовым программным управлением Советский патент 1987 года по МПК G06F11/28 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при организации совместной работы двух цифровых управлякяцих машин для отладки программ систем с числовым программным управлением (ЧПУ).

Цель изобретения - повышение производительности при отладке.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - блок- схема алгоритма СПО; на фиг. 3 - блок-схема алгоритма ПОЖ1;на фиг.4 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 программного управления станком, блок 2.моделирования станка, регистр 3 элемент И А, первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ, блок 7 элементов И, генератор 8, счетчик 9, дешифратор 10, входы 11 и 12 запросов на прямой Доступ к памяти первой и второй машины соответственно, выходы 13-15 разрешения прямого доступа, синхронизаци первой ЭВМ и разрешения прямого доступа второй ЭВМ, выходы 16 и 17 выдачи информации ЭВМ, входы 18 и 19 приема информации ЭВМ, входы 20 и 21 записи и считьтания регистра соответственно

Регистр 3 предназначен для временного хранения слова обмена.

Элементы 4-6 предназначены для формирования сигналов управления записью и считьшанием регистра в определенные моменты времени. Блок 7 элементов И предназ начен для формирования запросов на прямой доступ к памяти второй машины только после того, как слово обмена будет записано в регистр 3. Генератор И со счетчиком 9 и дешифратором 10 служат для выработки запросов на прямой доступ к памяти.

Устройство работает следующим образом.

Отладка системного программного обеспечения (СПО) систем ЧПУ состоит из двух этапов: предварительного с использованием универсальной ЭВМ и языков типа Ассемблер с развитыми блоками диагностики и окончательного, который включает проверку условий, связанных точностными, логическими и временными зависимостями, определяемыми особенностями работы станка и его характеристиками. Этот этап отладки СПО производится непосредственно у станка при работе по

,реальной управляющей программе (УП). Устройство для отладки программного обеспечения позволит производить второй этап откладки СПО без затрат

станочного времени, с использованием модели аналоговой и релейной частей станка.

В блок 1 вводится отлаживаемое СПО, в блок 2 - программное обеспеченйе модели-станка (ПОМС). Система ЧПУ вырабатывает и обменивается со станком аналоговыми и цифровыми сигналами, соответствующими требованиями УП. Такими же сигналами должны обмениваться ЭВМ 1 и ЭВМ 2 при моделировании. При этом не допускается введение специальных команд обмена

в отлаживаемое СПО. I.

Обмен цифровыми сигналами между

ЭВМ обеспечивается соединением выходов блоков вывода цифровых сигналов одной ЭВМ с входами блоков ввода цифровых сигналов другой ЭВМ. Если,

например, блоки 2 реализованы на микроэвм, то в качестве блоков цифровых входов-выходов могут использоваться устройства параллельного обмена данными. Слово, принимаемое

(блоком 1, формируется моделью релейной части станка и соответствует набору входных сигналов, которые формирует реальный станок. Слово,принимаемое блоком 2jформируется по алгоритмам СПО и соответствует набору сигналов, которые вьщаются из системы ЧПУ на станок. В результате моделирования релейной части станка проверяются логические и временные условия формирования релейных сигналов в отлаживаемом СПО.

При нарушении этих условий модель релейной части станка фиксирует нарушение и позволяет найти ошибку в

СПО. Обмен аналоговыми сигналами сводится к передаче из блока 1 S блок 2 слова, которое при обычной работе системы ЧПУ выдается на ЦАП для управления приводами станка,причем для организации отладки СПО наличие самих блоков ЦДЛ необязательно, блоки 1 и 2 обмениваются цифровыми словами, сформированными в СПО и переданными в контроллеры для дальнейшей выдачи на ЦАП. Анализируя принятое слово ЦАП, модель аналоговой части станка, которая представляет собой систему дифференциальных уравнений, описывающих следящую систему

приводов, формирует величину рассогласования по управляющим координатам. Если эта величина превышает допустимьй уровень, фиксируется нарушение условий формирования управляющего воздействия в СПО и осуществляется переход к поиску ошибки в СПО.

Ввод УП производится в покадровом режиме (блок 22). Если в кадре УП содержатся технологические команды (блок 23), начинается цикл обмена ЭВМ со станком релейными сигналами .(блок 24), На станок выдается набор релейных сигналов для управления электроавтоматикой, и ,опрашивается v слово состояния релейных выходов станка. Если в кадре не задано перемещение (блок 25) происходит переход к вводу следующего кадра УП. Если в кадре задано перемещение по какой-либо координате, анализируется наличие запрета движения, например, от концевых выключателей (блок 26.) и при наличии запрета начинается торможение (блок 27). Если запрета движения нет, с.заданной в УП скоростью производится интерполяция по соответствующим координатам и формируются новые значения текущих координат, скоростей и ускорений (блок 28).За- тем формируются слова ЦАП по каналам положения, скорости и ускорения (блок 29), которые в режиме прямого доступа к памяти выдаются в контроллеры прямого доступа для дальнейшей выдачи на ЦАП. Если заданные в кадре перемещения не отработаны (блок 30), происходит переход к блоку 26 и интерполяция повторяется. Если кадр отработан, анализируется окончание отработки УП (блок 31) и, если УП до конца не отработана, происходит переход к блоку 22 для ввода следующего, кадра УП.

В блоке 32 в режиме прямого доступа к памяти через буферный регистр 3 (фиг. 1) происходит прием слов, сформированных в ЭВМ 1 при отработке введенной УП для вьодачи на ДАП. В блоке 33 происходит опрос состояния релейных выходов ЭВМ 1. Слово состояния релейных выходов блока 1 передается в блок 2 через выход 16 блока 1 и вход 19 блока 2 (фиг. 1). На основе принятого слова и слова состояния модели релейной части станка формируется слово состояния

0

0

5

О

релейных выходов блока 2 (блок 24), которое через выход 17 блока 2 и вход 18 блока 1 (фиг. 1) передается в блок 1 как реакция модели релейной части станка на принятые сигналы управления электроавтоматикой.

Если есть запрет движения со стороны модели релейной части станка (блок 35), происходит переход к блоку 36 для вьщачи запрета движения в блок 1, а блок 2 переходит в режим диагностики (блок 37), позволяющий выяснить причину и место останова. В блоке 26 формируется величина ре- 5 альной координаты 0„., на основе заЬЫл

Дания 0g, , полученного в блоке 32, и передаточной функции привода. В блоке 39 формируется величина рассогласования. Если эта величина превышает допустимый уровень (блок 40), в блоке 36 формируется запрет движения, который передается в блок 1, а блок 2 переходит в режим диагностики (блок 37).

Рассмотрим режим передачи из блока 1 в блок 2 слова, сформированного блоком, которое при обычной работе блока 1 выдается в режиме ПДП через один из контроллеров прямого доступа на ЦАП. Временная диаграмма, поясняющая организацию режима передачи, приведена на фиг. 4.

Запросы на прямой доступ к памяти формируются генератором 8 импульсов, частота которого определяется частотой выдачи управляющих сигналов на привод от системы ЧПУ и числом управляемых координат. Счетчик 9 и дешифратор. 10 распределяют последовательность импульсов на m выходов, где m - число координат станка. Для современных систем ЧПУ m 2-:10. Запрос на прямой доступ с выходов дешифратора поступает на вход одно- го из m контроллеров прямого доступа первой машины и на соответствующий вход элемента ИЛИ 5.

5

0

5

Контроллер прямого доступа к памяти является стандартным блоком, который входит в состав любой ЭВМ, позволяющей работать в режиме ПДП. Получив запрос на прямой доступ (сигнал ТРЦ), контроллер вырабатывает сигнал требования прямого доступа (сигнал к ТПД), который поступает в канал ЭВМ. В ответ на требование ПДП процессор ЭВМ 1 формирует сигнал предоставления ПДП (сигнал к |ПДДО Н)

512

который поступает в контроллер,зап- росив1пий прямой доступ к памяти. Получив этот сигнал, конт-роллер становится хозяином .канала и формирует соответствующий сигнал синхронизации (сигнал К ПВ Н). Этот сигнал поступает в процессор и с выхода 14 первой машины на второй вход элемента И 4. Затем контроллер формирует адрес ячейки памяти, из которой будет выда- но слово.

Каждому контроллеру ставится в соответствие (подпрограммой обслуживания данного контроллера или аппа- ратурно) определенная ячейка памяти, в которой СПО формирует код для выдачи на ЦАП. После обработки процессором адреса ячейки памяти на линии канала (КДА 00-15) выставляются данные из выбранной ячейки и выдается сигнал синхронизации (К СИП Н). С выхода 13 блока 1 этот сигнал поступает на первый вход элемента И 4.

В состав ЭВМ могут входить неНа остальных входах этого элемента

присутствуют сигналы с выхода 14 бло-- сколько устройств, работающих в река 1 и с выхода первого элемента ИЛИ 5, поэтому формируется сигнал записи в регистр 3 и данные из выбранной ячейки записываются одновременно в регистр соответствующего контроллера и в регистр 3. По окончании цикла ПДП сигнал на выходе 14 снимается.

Сигнал с выхода элемента И 4 поступает также на первые входы блока 7 элементов И. На втором входе одного

30

жиме ПДП. Для вьщеления блоков, участвующих в обмене (например,блоков ЦАП), служит элемент ИЛИ 5. В регистр 3 записываются только те слова, которые соответствуют вьще- ленным блокам.

Предлагаемое устройство для отладки программ систем с ЧПУ пр срав нению с известными обеспечивает

, сокращение количества оборудования, необходимого для организации совместной работы двух ЭВМ, увеличивает скорость обмена полноразрядным словом за счет использования режима

из этих элементов присутствует сигнал с выхода дешифратора 10, поэтому в один иа контроллеров поступает запрос на ПДП. Блоки 1 и 2 работают по различным программам, а так как время реакции ЭВМ на запрос ПДП зависит от программы, которая в данный момент вьшолняется, запрос на ПДП в блоке 2 должен быть сформирован только после- 45 того, как слово обмена запишется в регистр 3.

, сокращение количества оборудования, необходимого для организации совместной работы двух ЭВМ, увеличивает скорость обмена полноразрядным словом за счет использования режима

Q ПДП, а также позволяет организовать обмен информацией без использования специальных команд в отлаживаемом СПО.

Формула изобретения

Устройство для отладки программ систем с числовым программным управлением, содержащее блок програм- JQ много управления станком, блок моделирования и группу элементов И, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности при отладке, в устройство (К ППДО Н), который поступает в соот- введены первый и второй элементы ИЛИ, ветствуиидий контроллер. Контроллер, элемент И, генератор импульсов счет- .запросивший ПДП, становится хозяином чик импульсов, регистр и дешифратор, канала и формирует сигнал, разрешаю- причем выход генератора импульсов щий пользователю выставить данные соединен со счетным входом счетчика.

Получив запрос на прямой доступ, контроллер вырабатывает сигнал требования ПДП (К ПДП), который посту- .пает в канал блока 2. В ответ на этот сигнал процессор блока 2 формирует сигнал предоставления ПДП

,на вход регистра входных данных конт- |роллера (сигнал Готов Н). Этот сиг- 1нал с одного из выходов 15 блока 2 поступает на один из входов второго элемента ИЛИ 6 и далее на вход считывания регистра 3. Выход регистра 3 соединен с входами регистров входных данных всех контроллеров блока 2, поэтому данные из регистра 3 пе- реписьшаются В соответствующий контроллер .

Далее разворачивается стандартная процедура записи слова из регистра входных данных контроллера в . ячейку памяти блока 2. После завершения режима ПДП каждый из блоков 1 и 2 продолжает работу по своим программам: блок 1 рассчитывает новое значение координат, скоростей и ускорений, блок 2 обрабат тает принятое слово и определяет величину рассогласования.

В состав ЭВМ могут входить несколько устройств, работающих в ре

жиме ПДП. Для вьщеления блоков, участвующих в обмене (например,блоков ЦАП), служит элемент ИЛИ 5. В регистр 3 записываются только те слова, которые соответствуют вьще- ленным блокам.

Предлагаемое устройство для отладки программ систем с ЧПУ пр сравнению с известными обеспечивает

сокращение количества оборудования, необходимого для организации совместной работы двух ЭВМ, увеличивает скорость обмена полноразрядным словом за счет использования режима

ПДП, а также позволяет организовать обмен информацией без использования специальных команд в отлаживаемом СПО.

Формула изобретения

712

информационные выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы дешифратора соединены с соответству- кицшЛ входами первого элемента ИЛИ и соответствукнцими входами запросов на прямой доступ блока программного управления станком, выходы разрешения прямого доступа и синхронизации которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с третьим входом записи регистра и с первыми входами элементов И группы, выходы дешифратора соединены с вторы ми входами соответствующих элементов И группы, выходы элементов И группы соединены с входами запросов на пря

(

0

J5

8

мой доступ блока моделирования станка, выходы разрешения прямого доступа которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом счи- тьшания регистра, выход которого соединен с информационным входом блока моделирования второй ЭВМ станка, информационный выход блока программного управления станком соединен с информационным входом регистра, выходы выдачи информации блока программного управления станком и блока моделирования станка соединены с входами приема информации соответственно блока моделирования станка и блока программного управления станком.

( Пуск J

г,

прием с/год ЦАП из 9ВМ1

Прием слаба состояния pe/f€u- ншВыходоо 9ВМ1

.54

Формирование спо- ба состояния pe/feu- Hbix оыходоб ЗВМ2

Выдача запрета д6uжeнuяfSЗBM

С

-J7 Диагностика

I

Стоп

I

Стоп

Фиг.З

Редактор В.Петраш

Составитель И.Сигалов

Техред Л. Олейник Корректор С. Шекмар

Заказ 7810/48Тираж/673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие., г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ФигЛ

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение производительности при отладке. Устройство содержит две вычислительные машины, имеющие в своем составе интерфейсные блоки, которые обмениваются информацией с внешними устройствами в режиме прямого- доступа к памяти, и регистр для кратковременного хранения слова обмена с элементами управления. Новым является использование для обмена информацией между машинами режима прямого доступа к памяти обеих машин без затраты специальных команд. Заявки на прямой доступ к памяти вырабатываются генератором, счетчиком и дешифратором. Изобретение может использоваться при построении вычислительных систем для расширения возможностей вычислительных машин. Устройство содержит блок 1 программного управления станком, блок 2 моделирования станка, регистр 3, элемент И 4, элементы ИЛИ 5,6, блок элементов И 7, генератор 8, счетчик 9, дешифратор 10. 4 ил.