2 Разработка аппаратной платформы микропроцессорного устройства
Обобщенная структура микропроцессорного устройства имеет следующий вид:
Где АД – аналоговые датчики; АИМ – аналоговые исполнительные механизмы; ВЗУ – внешнее запоминающее устройство; ДД – дискретные датчики; ДИМ – дискретные исполнительные механизмы; ИП – источник питания; КИП – контрольно-измерительный прибор; ЛВС – локальная вычислительная сеть; МКИП – модуль связи с КИП; MAIO – модуль аналогового ввода.вывода; MDIO – модуль дискретного ввода.вывода.
|
Рисунок 2.1- Обобщенная структурная схема МПУ СУ |
Таблица 2.1- Исходные данные
Исходные данные и технические характеристики МПУ СУ |
Номер варианта | |
|
9 | |
1 |
Конструктивное исполнение |
Модульный PC |
2 |
Процессор |
486DX2 |
3 |
Объем ОЗУ |
16М |
4 |
Твердотельный диск |
Нет |
5 |
СОМ 1 |
RS-232 |
6 |
СОМ 2 |
RS-485 |
7 |
LPT |
SPP |
8 |
Контроллер ВЗУ |
EIDE |
9 |
ЛВС |
CAN |
10. |
Дисплей |
EL |
11. |
Клавиатура |
АТ |
12. |
Сеть |
~240В |
13. |
BUS |
PC./104 |
14. |
Интерфейс связи |
ИРПР-М |
15 |
Режим обмена с КИП |
ПУ |
16 |
Количество и тип дискретных входов |
DI2-9 |
17 |
Количество и тип дискретных выходов |
DO1-17 |
18 |
Режим обмена с дискретными устройствами |
ПДП |
19 |
Количество и тип аналоговых входов |
AI2-3 |
20 |
Количество и тип аналоговых выходов |
Нет |
21 |
Режим обмена с аналоговыми устройствами |
ПР |
2.1 Конструктивное исполнение
необходимо подобрать все компоненты, отвечающие требованию к модулю (независимый стандартный вход и выход, независимый разъем питания, стандартную систему крепления в корпус).
2.2 Системная плата
В модульном исполнении системные платы выпускают две фирмы: Octagon Systems и Advantech. Рассмотрим модуль системной платы, разработанный для работы с процессором 486 фирмы Advantech.
Технические характеристики модуля центрального процессора i486 с интегрированным видеоадаптером MIC-2340:
Тип поддерживаемых процессоров: 486SX/DX/DX2/DX4/5X86.
BIOS: AWARD расположен во флэш-памяти 128к.
Внешняя магистраль: 16-битная ISA.
Шина данных: 32-разрядная.
Устройство управления памятью и периферией: VIA VT82C496G.
Кэш-память второго уровня: 128к.
Оперативная память: от 1 до 32Мб. Один 72-контактный разъем для установки модуля SIMM.
Интерфейс НЖМД: EIDE. Возможна поддержка 2-х НЖМД, автоопределение параметров, а также возможность блокировки НЖМД на уровне BIOS.
Интерфейс НГМД: возможность поддержки до 2-х НГМД 3,5’’ (емкость 720к, 1.44М и 2,88М) и/или 5,25’’ (емкость 360к и 1,2М). Есть возможность блокировки устройств на уровне BIOS.
Двунаправленный параллельный порт: обеспечена поддержка режимов SPP/EPP/ECP.
Последовательные порты: один последовательный порт с интерфейсом RS-232C. Один последовательный порт с возможностью работы в одном из следующих интерфейсов RS-232C/ RS-422/ RS-485. Оба порта выполнены на базе универсального приемопередатчика 16С550 с аппаратным буфером типа FIFO.
Батарея: литиевая 3,6В / 600 мА*ч. Срок службы до 10 лет.
Сторожевой таймер: обеспечивает формирование сигнала сброса или прерывания IRQ15. Интервал сторожевого таймера 1,6с. Блокировка/деблокировка осуществляется программно.
Количество каналов прямого доступа к памяти (DMA): 15
Порт клавиатуры: встроенный 6-контактный соединитель типа mini-DIN для подключения стандартной PC/AT клавиатуры.
Интерфейс манипулятора типа «мышь»: 6-контактный типа PS/2
Управление энергопотреблением: подсистема соответствует требованиям
АРМ 1.1. Обеспечена поддержка режимов: DOZE, STANDBY, SUSPEND.
Интерфейс с ЭЛТ и плоскопанельными мониторами на локальной магистрали: видеоадаптер выполнен на основе БИС 65545 компании Chips&Technologies.
Объем видеопамяти: 512к
Типы поддерживаемых мониторов: ЭЛТ и плоскопанельные мониторы (электролюминесцентные, ЖК и плазменные). Обеспечена возможность одновременного вывода на ЭЛТ-монитор и на плоскую индикаторную панель.
Внешняя магистраль PC-104: 104 контактный разъем для установки 8/16-разрядных устройств в количестве до шести.
Требования по питанию: (5,000,25)В. Номинальный потребляемый ток 2А
Диапазон рабочих температур: от 0 до 600С.
Цена: (без процессора и ОЗУ) 490$.
Фирма Octagon Systems предлагает более мощный вариант модуля системной платы формата MicroPC, основанный на процессоре 5Х86-133.
Технические характеристики модуля центрального процессора. Модель 5066-586:
Процессор AMD 5x86-133.
DOS 6.2 в ПЗУ.
BIOS Phoenix с промышленными расширениями.
Система снижения потребляемой мощности.
Электронный флэш-диск 2Мб с файловой системой.
ОЗУ до 32Мб.
Последовательные порты COM1(RS-232) и COM2(RS-232/RS-485).
Универсальный параллельный порт с поддержкой режимов EPP и ECP и интерфейса НГМД.
Сторожевой таймер.
Программа самодиагностики в ПЗУ.
Электрическая защита внешних интерфейсов до 6кВ.
питание +5В; 920мА.
Диапазон рабочих температур от -40 до +700С.
Рабочая относительная влажность до 95%.
Вибрация до 5g и удар до 20g.
Цена: (без ОЗУ) 893$.
Как видно из характеристик, продукт фирмы Octagon Systems имеет более высокие показатели по производительности, и еще более высокие показатели по надежности и защите, соответственно имеет более высокую цену. Но применительно к заданию следует выбрать модуль фирмы Advantech, т.к. модуль фирмы Octagon Systems не имеет встроенные интерфейсы EIDE, SPP и встроенный адаптер электролюминесцентных дисплеев, которые имеет первый рассмотренный модуль. При использовании модуля MIC-2340 компьютер будет состоять из 2-х модулей, в то время как при использовании модуля 5066 необходимо будет использовать 5 модулей, что поведет к непозволительным аппаратным избыткам и к денежным затратам.
RS-232. Встроен в системную плату MIC-2340.
RS-485. Встроен в системную плату MIC-2340.
SPP. Встроен в системную плату MIC-2340.
EIDE. Встроен в системную плату MIC-2340.
PC-104. Встроен в системную плату MIC-2340