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資源重復并行處理
日期:2010年12月03 來源:沈陽機床集團 關鍵字:數(shù)控機床廠
對于多微處理器結構的CNC裝置,由于有多個CPU分別構成不同的功能模塊,因此CNC裝置的不同的任務可以由不同的CPU來執(zhí)行。各個CPU同時獨立運行,多個任務就被并行處理。數(shù)控機床廠這種并行處理是建立在重復配置多個CPU(資源)的基礎上的,所以稱為資源重復并行處理。
在多微處理器結構的CNC裝置中,根據(jù)各任務間是否需要滿足嚴格的時序邏輯關系,可分別采用并發(fā)處理和流水處理兩種策略實現(xiàn)多任務并行處理。
如果各任務之間的時序邏輯關系要求不高,則給各任務分別安排一個CPU.使其同時執(zhí)行,這就是所謂的“并發(fā)處理”。
如果各任務之間的時序邏輯關系要求嚴格,即一個任務的輸出是另一任務WJ輸A,則采用流水處理的方法。
ChlC裝置的控制任務包括譯碼、刀具補償處理(含速度處理)、插補運算、位置控制,這幾個任務之間有嚴格的時序邏輯關系要求,對一個程序段的加工,必須按圖4-27的流程順序執(zhí)行上述各任務。數(shù)控機床廠如果每個任務完成的時間分別是At.、Ar:、Ar,、At4,則從譯碼開始,到發(fā)出位置控制指令,控制機床開始做進給運動,需要花費的時間是‘=山-+出z+A‘。+A£。。若控制任務是一個個程序段順序的執(zhí)行,即當一個程序段控制任務執(zhí)行完后,再從譯碼開始執(zhí)行下一個程序段的控制任務。
從圖中可以看出,兩個程序段的位置控制輸出之間有一個f時間間隔,在這個時間間隔里,CNC裝置沒有控制進給軸運動的指令輸出,進給運動將停止,表現(xiàn)在加工中,就是刀具時走耐停,這種情況在加工過程中是不允許的。數(shù)控機床廠因此,對一個個程序段執(zhí)行控制任務必須采用資源重復流水處理的方法。
流水處理是利用重復的資源,將一個大任務分成若干個彼此關聯(lián)的子任務(如控制任務被分為譯碼、刀具補償補處理、插補運算、位置控制四個子任務),按一定順序安排4個CPU分別執(zhí)行其中一個任務(如CPU1執(zhí)行譯碼、CPU2執(zhí)行刀補處理、CPU3執(zhí)行插補運算,CPU4執(zhí)行位置控制任務),4個CPU組成流水線采用流水作業(yè)方式共同執(zhí)行控制任務。
其執(zhí)行過程為在At,時間,CPU1執(zhí)行第一個程序段的譯碼;在At:時間,CPU2執(zhí)行第一個程序段的刀補處理,同時CPU1執(zhí)行第二個程序段的譯碼;在At。時間,CPU3執(zhí)行第一個程序段的插補運算,同時,CPU2執(zhí)行第二個程序段的刀補處理,CPU1執(zhí)行第三個程序段的譯碼;在At4時間,CPU4執(zhí)行第一個程序段的位置控制并輸出位置控制指令,同時, CPU1執(zhí)行第4個程序段的譯碼,CPU2執(zhí)行第三個程序段的刀補;數(shù)控機床廠CPU3繼續(xù)執(zhí)行第一個程序段的插補運算;到CPU4執(zhí)行第一個程序段的最后一次位置控制時,同時CPU3執(zhí)行第二個程序段的插補;數(shù)控機床廠這祥,一旦第一個程序段控制任務完成,CPU4即刻就可以開始執(zhí)行第二個程序段的位置控制。這個處理過程與生產(chǎn)線上分不同工序加工零件的流水作業(yè)一樣,可以大大縮短兩個程序段之間輸出的間隔時間,從而保證兩個程序段間位置控制輸出的連續(xù)性,克服刀具在加工過程中的時走時,F(xiàn)象。數(shù)控機床廠可以看出,流水處理在任何時刻均有兩個或兩個以上的任務在并行執(zhí)行。
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