Магистрально-модульная архитектура

Магистрально-модульная архитектура разделяется на 2 подвида: принстонская (фон Нейман) и гарвардская магистрально-модульная архитектура. В большинстве современных ПЛК применяется магистрально-модульный принцип архитектуры фон Неймана.

Давайте же разберемся из чего состоит магистрально-модульная архитектура на рисунке выше:

• ПЗУ – постоянное запоминающее устройство. В нем хранится прошивка контроллера и его операционная система.
• ППЗУ – перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство. В нем хранится программа пользователя. При запуске контроллера программа загружается в ПЗУ и выполняется на ЦП.
• ЦП – центральный процессор. Он выполняет функции программно-логического управления и функцию передачи.
• ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. В нем хранятся текущие данные. Они теряются при выключении питания ПЛК.
• Модули ввода/вывода – отвечают за аналогово-цифровую, цифро-аналоговую, дискретно-цифровую, цифро-дискретную обработку данных. С помощью этих модулей происходит преобразование сигнала в цифровой код, а также наоборот – преобразование цифрового кода в физический сигнал.
• ПШ – полевая шина. Необходима для передачи данных в локальную вычислительную сеть между контроллерами и диспетчерскими станциями.
• СШ – системная шина. По сути это крейд контроллера, который присутствует в некоторых конфигурациях ПЛК магистрально-модульной архитектуры. Являет собой локальную вычислительную сеть. Доступ к ней имеют только те модули, которые установлены в системную шину.
• РСШ – расширенная системная шина. Используется в случаи построения сложной системы, в которой находится более десятка модулей ввода/вывода. Она позволяет добавить необходимое количество свободных мест для установления модулей.

Магистрально-модульная архитектура фон Неймана является более простой. Её отличие от гарвардской магистрально-модульной архитектуры в том, что для хранения команд процессора и данных используется одна и та же область памяти.

Использование отдельной области памяти теоретически дает преимущество в быстродействии, но на практике возникает необходимость создания более сложных трансляторов, которые выполняют считывание команд процессора и считывание данных, поэтому принстонская магистрально-модульная архитектура более надежная, но при этом менее быстродействующая магистрально-модульная архитектура.

Считывание данных и обработка команд процессора выполняется последовательно. Как правило, гарвардская магистрально-модульная архитектура используется в микроконтроллерах в бытовой технике. В промышленных ПЛК используется принстонская магистрально-модульная архитектура.

Материалы: jdm-guru.ru

Обсудить на форуме