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數(shù)控系統(tǒng)的多撇處理器結(jié)構(gòu)
日期：2010年06月18 來源：沈陽機(jī)床集團(tuán) 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
目前，多微處理器cNc裝置一般采用兩種結(jié)構(gòu)形式，即緊耦合結(jié)構(gòu)和松耦合結(jié)構(gòu)。在前一種結(jié)構(gòu)中，由各教處理器構(gòu)成處理部件，處理部件之間采取緊耦合結(jié)構(gòu)方式，有集中的操作系統(tǒng)，共享資源。在后一種結(jié)構(gòu)中，由各微處理器構(gòu)成功能模塊，功能模塊之間采取松耦合結(jié)構(gòu)方式，有多重操作系統(tǒng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)并行處理。
多微處理器cNc裝置多采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個(gè)微處理器分管各自的任務(wù)，形成特定的功能單元．即功能模塊。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以采取積木方式組成cNc裝置，因此具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，且結(jié)構(gòu)緊湊。由于插件模塊更換方便，因此可使故障對系統(tǒng)的影響降到最低限度。與單微處理器cNc裝置相比，多微處理器cNc裝置的運(yùn)算速度有了很大的提高．它適合于多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控要求。
(1)；微處理囂的模塊化結(jié)構(gòu)
('Nc裝置中有以下六種基本功能模塊：
①cNc管理模塊：用于管理和組織整個(gè)cNc系統(tǒng)的工作，主要包括初始化、中斷管理、總線裁央、系統(tǒng)出錯識別和處理、系統(tǒng)軟硬件診斷等功能。
②cNc插補(bǔ)模塊：主要是完成插補(bǔ)前的預(yù)處理，如對零件程序的譯碼、刀具半徑補(bǔ)償、坐標(biāo)位移量計(jì)算、進(jìn)給速度處理等；進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，為各個(gè)坐標(biāo)提供位置給定值。
③位置控翩模塊：用來進(jìn)行位置給定值與檢測器測得的位置實(shí)際值的比較，進(jìn)行自動加減速、回基準(zhǔn)點(diǎn)、伺服系統(tǒng)滯后量的監(jiān)視和漂移補(bǔ)償，最后得到速度控制的模擬電壓，以便驅(qū)動進(jìn)給電機(jī)。
④存儲器模塊：存儲器模塊為程序和數(shù)據(jù)的主存儲器，或?yàn)楣δ苣K間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的共享存儲器。
◎P【．c模塊：它對零件程序中的開關(guān)功能和機(jī)床來的信號進(jìn)行邏輯處理，實(shí)現(xiàn)機(jī)床電氣與設(shè)備的啟、停．刀具交換，主軸轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)臺分度，加丁零件和機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的計(jì)時(shí)，以及各功能、操作方式問的聯(lián)鎖等。
⑥指令、數(shù)據(jù)的輸入輸出及顯示模塊這個(gè)模塊包括零件程序、參數(shù)和數(shù)據(jù)，各種操作命令的輸人輸出及顯示所需要的各種接口電路。
多微處理器的cNc裝置中各模塊之問的互聯(lián)和通信主要采用共享總線和共享存儲器兩類結(jié)構(gòu)。
①多微處理器共享總線結(jié)構(gòu)是將各功能模塊插在配有總線插座的機(jī)箱內(nèi)，由系統(tǒng)總線把各個(gè)模塊有效地連接在一起，按照要求交換各種控制指令和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種預(yù)定的功能。
在共享總線結(jié)構(gòu)中，多采用公共存儲囂方式進(jìn)行各模塊之間的信息交換。公共存儲器直接掛在系統(tǒng)總線上．各主模塊都能訪問．可供任意兩個(gè)主模塊交換信息。
共享總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)配置靈活，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，無源總線造價(jià)低，因此經(jīng)常被采用。該種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是由于各主模塊使用總線時(shí)會引起“競爭”而使信息傳輸效率降低，總線一旦出現(xiàn)故障就會影響全局。
@多微處理器共享存儲器結(jié)構(gòu)，是采用多端口存儲器實(shí)現(xiàn)各微處理器之間的互聯(lián)和通信，每個(gè)端口都配有一套數(shù)據(jù)、地址、控制線，以供端口訪問，由專門的多端口控制邏輯電路解奐訪問的沖突問題。當(dāng)微處理器數(shù)量增多時(shí)。往往會由于爭用共享而造威信息傳輔的阻塞，降低系統(tǒng)效率，因此這種結(jié)構(gòu)功能擴(kuò)展比較困難。
(2)多微處理器cNc茬置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
①計(jì)算處理速度高。多微處理器結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)微處理器完成系統(tǒng)中指定的一部分功能，獨(dú)立執(zhí)行程序，并行運(yùn)行．比單微處理器提高了計(jì)算處理速度。它能適應(yīng)多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控要求。由于系統(tǒng)共享資源．性能價(jià)格比也較高。
②可靠性高。由于cNc裝置中每個(gè)微處理器分管各自的任務(wù)，形成若干模塊，捕件模塊更換方便，可使故障對系統(tǒng)的影響減到晟小。共享資源省去了重復(fù)機(jī)構(gòu)，不但降低造價(jià)，而且提高了可靠性。
③有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。多微處理器的cNc裝置大都采用模塊化結(jié)構(gòu)。可將微處理器、存儲器、輸人輸出控制組成獨(dú)立微型計(jì)算機(jī)級的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是模塊結(jié)構(gòu)．固化在硬件模塊中。硬軟件模塊形成一個(gè)特定的功能單元，稱為功能模塊。功能模塊間有明確定義的接口，接口是固定的，成為工廠標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，彼此可以進(jìn)行信息交換。于是可以積木式組成cNc裝置，使設(shè)計(jì)簡單，有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。
④硬件易于組織規(guī)模生產(chǎn)。一般硬件是通用的．容易配置，只要開發(fā)新的軟件就可烈構(gòu)成不同的cNc裝置，便于組織規(guī)模生產(chǎn)，保證質(zhì)量，形成
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