Устройство для отладки программ систем с числовым программным управлением

Устройство для отладки программ систем с числовым программным управлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 прямогодоступа 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (1% (11) 15Р 4 G 06 F 11 28 р (;13,, 3j

ВвалИО 1 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

° (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3969982/24-24 (22) 30.08.85, (46) 07.02.87. Вюл. И 5 (72) В.Г.Колосов, Ю.P.Íóðóëèí и И.Л.Туккель (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 951314, кл. С 06 F 11/28, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 533928, кл. G 06 F 15/16, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛАДКИ ПРОГРАММ

СИСТЕМ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к вычисли-, тельной технике. Цель изобретения— повышение производительности при от-. ладке. Устройство содержит две вычислительные машины, имекицие в своем составе интерфейсные блоки, которые обмениваются информацией с внешними устройствами в режиме прямого. доступа к памяти, и регистр для краткое временного 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 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.

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при организации совместной работы двух цифровых управляющих 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 — блоксхема алгоритма СПО; на фиг. 3— блок-схема алгоритма ПОМС, на фиг.4— временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 программного управления станком, блок

2.моделирования станка, регистр 3 элемент И 4, 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, синхронизации 25 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 считывания регистра соответственно.

Регистр 3 предназначен для временного хранения слова обмена.

Элементы 4-6 предназначены для формирования сигналов управления записью и считыванием регистра в определенные моменты времени. Блок 7 элементов И предназначен для формирования запросов на прямой доступ к памяти второй машины только после того, как слово обмена будет записачо в регистр 3. Генератор 8 со счетчиком

9 и дешифратором 10 служат для выработки запросов на прямой доступ к памяти.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

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, логи\ ческими и временными зависимостями, определяемыми особенностями работы станка и его характеристиками. Этот этап отладки СПО производится непосредственно у станка при работе по

1288701 2 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 обеспечение модели станка .(IIOMC). 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.

1.

Обмен цифровыми сигналами между

ЭВМ обеспечивается соединением выходов блоков вывода цифровых сигналов одной 3ВМ с входами блоков ввода цифровых сигналов другой 3ВМ. 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 2>формируется по алгоритмам СПО и соответствует набору сигналов, которые выдаются 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 блок 2 слова, которое при обычной работе системы ЧПУ выдается на ЦАП для управления приводами станка,причем для организации отладки СПО наличие самих блоков ЦАП 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

1288701 ф

15

55 приводов, формирует величину рассогласования по управляющим координатам. Если эта величина превышает допустимый 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 . 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 дви— жения нет, с.заданной в УП скоростью производится интерполяция по соответствующим координатам и формируются новые значения текущих координат, скоростей и ускорений (блок 28).3a— 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 выдачи на ЦАП.

В блоке 33 происходит опрос состояния релейных выходов 3ВМ 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 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 выдачи 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 реальной координаты Ощ на основе заьых дания 9 „, 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 ш — число координат станка.

Для современных систем ЧПУ ш = 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.

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 сйгнал предоставления ПДП (сигнал к,ППДО Н) 5 12887 который поступает в контроллер,запросивший прямой доступ к памяти. Получив этот сигнал, контроллер 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- 10 но слово.

Каждому контроллеру ставится в соответствие (подпрограммой - обслуживания данного контроллера или аппаратурно) 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 20 сигнал синхронизации (К СИП Н}. С выхода 13 блока 1 этот сигнал поступает на первый вход элемента И 4.

На остальных входах этого элемента присутствуют сигналы с выхода 14 бло- 25 ка 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 35 элементов И. На втором входе одного из этих элементов присутствует сигнал с выхода дешифратора 10, поэтому в один ив контроллеров поступает запрос на ПДП. Блоки 1 и 2 работают по <О различным программам, а так как время реакции ЭВИ на запрос ПДП зависит от программы, которая в данный момент выполняется, запрос на ПДП в блоке 2 должен быть сформирован только после 45 того, как слово обмена запишется в регистр 3.

01 6 на вход регистра входных данных конт,роллера (сигнал "Готов Н"). Этот сиг нал 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 переписываются в соответствующий контроллер .

Получив запрос на прямой доступ, контроллер вырабатывает сигнал требования ПДП (К НДП), который поступает в канал блока 2. В ответ на этот сигнал процессор блока 2 формирует сигнал предоставления ПДП (К ППДО Н), который поступает в соответствующий контроллер. Контроллер, запросивший ПДП, становится хозяином канала и формирует сигнал, разрешающий пользователю выставить данные

Далее разворачивается стандартная процедура записи слова из регистра входньп 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 обрабатывает принятое слово и определяет величину рассогласования.

В состав ЭВМ могут входить несколько устройств, работающих в режиме ПДП. Для выделения блоков, участвующих в обмене (например,блоков ЦАП), служит элемент ИЛИ 5. В регистр 3 записываются только те слова, которые соответствуют выделенным блокам.

Предлагаемое устройство для отладки программ систем с ЧПУ по сравнению с известными обеспечивает сокращение количества оборудования, необходимого для организации совместной работы двух ЭВМ, увеличивает скорость обмена полноразрядным словом за счет использования режима

ПЦП, 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 программного управления станком, блок моделирования станка и группу элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности при отладке, в устройство введены первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, генератор импульсов, счетчик импульсов, регистр и дешифратор, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, 1288701 информационные выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы дешифратора соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и соответствующими входами запросов на прямой доступ блока программного управления станком, выходы разрешения прямого доступа и синхронизации ко. торого 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 вторыми входами соответствующих элементов

И группы, выходы элементов И группы соединены с входами запросов на прямой доступ блока моделирования станка, выходы разрешения прямого доступа которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом считывания 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.

1288701

1288701

Вход Н

ЭВМ1

Выход f4

ЗВМf

Выход 0. ЯВМ/

ДаННЫЕ О канале ЗВМ1

Вход 20 регистрпУ

8ход f2

3862

Фиг.4

Редактор В.Петраш

Заказ 7810/48 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаМ изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

ВыхОд /У

ЮР/2

Вход Zf регип77ра

Составитель И.Сигалов

Техред Л.Олейник Корректор С.Шекмар