Устройство для отладки программ систем с числовым программным управлением

(57) Изобретениетельной технике. ОТЛАДКИ ПРОГР ОГРАММНЫМ УПР повышение производладке. Устройстволительные машины,составе интерфейс е блоки, которые ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 951314, кл. С 06 Р 11/28, 1980.Авторское свидетельство СССРВ 533928, кл. С 06 Р 15/16, 1976. тносится к вычисли-,ель изобретения -ительности при от-.содержит две вычисимекицие в своем обмениваются информацией с внешнимиустройствами в режиме прямого. доступа к памяти, и регистр для кратковременного хранения слова обмена сэлементами управления. Новым являетсяиспользование для обмена информациеймежду машинами режима прямого доступа к памяти обеих машин без затратыспециальных команд. Заявки на прямойдоступ к памяти вырабатываются генератором, счетчиком и дешифратором.Изобретение может использоваться припостроении вычислительных систем длярасширения возможностей вычислительных машин. Устройство содержит блокпрограммного управления станком,блок 2 моделирования станка, регистр3, элемент И 4, элементы ИЛИ 5;6,блок элементов И 7, генератор 8,счетчик 9, дешифратор 10. 4 илИзобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при организации совместной работыдвух цифровых управляющих машин дляотладки программ систем с числовымпрограммным управлением (ЧПУ).Цель изобретения - повышение производительности при отладке.На фиг. 1 изображена структурнаясхема 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, блок2.моделирования станка, регистр 3элемент И 4, первый 5 и второй 6элементы ИЛИ, блок 7 элементов И,генератор 8, счетчик 9, дешифратор10, входы 11 и 12 запросов на прямойдоступ к памяти первой и второй машины соответственно, выходы 13-15 разрешения прямого доступа, синхронизации 25первой ЭВМ и разрешения прямого доступа второй ЭВМ, выходы 16 и 17 выдачиинформации ЭВМ, входы 18 и 19 приемаинформации ЭВМ, входы 20 и 21 записии считывания регистра соответственно.Регистр 3 предназначен для временного хранения слова обмена.Элементы 4-6 предназначены дляформирования сигналов управления записью и считыванием регистра в определенные моменты времени. Блок 7 элементов И предназначен для формирования запросов нг прямой доступ к памяти второй машины только после того,как слово обмена будет записачо врегистр 3. Генератор о со счетчиком9 и дешифратором 10 служат для выработки запросов на прямой доступ кпамяти. Устройство работает следующим об 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, логическими и временными зависимостями, определяемыми особенностями работы станка и его характеристиками. Этот этап отладки СПО производится непосредственно у станка при работе по 1288701 2реальной управляющей программе (УП).Устройство для отладки программногообеспечения позволит производить второй этап откладки СПО без затратстаночноговремени, с использованиеммодели аналоговой и релейной частейстанка.В блок 1 вводится отлаживаемоеСПО, в блок 2 - программное обеспечение модели станка .(ПОМС). СистемаЧПУ вырабатывает и обменивается состанком аналоговыми и цифровыми сигналами, соответствующими требованиями УП. Такими же сигналами должныобмениваться ЭВМ 1 и ЭВМ 2 при моделировании. При этом не допускаетсявведение специальных команд обменав отлаживаемое СПО.1.Обмен цифровыми сигналами междуЭВМ обеспечивается соединением выходов блоков вывода цифровых сигналов одной ЭВМ с входами блоков вводацифровых сигналов другой ЭВМ. Если,например, блоки 2 реализованы намикроЭВМ, то в качестве блоков цифровых входов-выходов могут использоваться устройства параллельногообмена данными. Слово, принимаемое,блоком 1, формируется моделью релейной части станка и соответствуетнабору входных сигналов, которыеформирует реальный станок. Слово,принимаемое блоком 2 формируется по алгоритмам СПО и соответствует наборусигналов, которые выдаются из системы ЧПУ на станок. В результате моделирования релейной части станка проверяются логические и временные условия формирования релейных сигналовв отлаживаемом СПО.При нарушении этих условий модельрелейной части станка фиксирует нарушение и позволяет найти ошибку вСПО. Обмен аналоговыми сигналамисводится к передаче из блока 1 вблок 2 слова, которое при обычнойработе системы ЧПУ выдается на ЦАПдля управления приводами станка,причем для организации отладки СПО наличие самих блоков ЦАП необязательно,блоки 1 и 2 обмениваются цифровымисловами, сформированными в СПО и переданными в контроллеры для дальнейшей выдачи на ЦАП. Анализируя принятое слово ЦАП, модель аналоговойчасти станка, которая представляетсобой систему дифференциальных уравнений, описывающих следящую системуприводов, формирует величину рассогласования по управляющим координатам. Если эта величина превышаетдопустимый уровень, фиксируется нарушение условий формирования управляющего воздействия в СПО и осуществляется переход к поиску ошибки вСПО. 20 25 30 5055 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 движения нет, с.заданной в УП скоростью производится интерполяция по соответствующим координатам и формируются новые значения текущих координат, скоростей и ускорений (блок 28).Затем 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 ЭВМ 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 движенияв 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 заьыхдания 9 , полученного в блоке 32,и передаточной функции привода. Вблоке 39 формируется величина рассогласования. Если эта величинапревышает допустимый уровень (блок40), в блоке 36 формируется запретдвижения, который передается вблок 1, а блок 2 переходит в режимдиагностики (блок 37),Рассмотрим режим передачи из блока 1 в блок 2 слова, сформированного блоком, которое при обычной работе блока 1 выдается в режиме ПДПчерез один из контроллеров прямогодоступа на ЦАП. Временная диаграмма,поясняющая организацию режима передачи, приведена на фиг, 4,Запросы на прямой доступ к памяти формируются генератором 8 импульсов, частота которого определяетсячастотой выдачи управляющих сигналов на привод от системы ЧПУ и числом управляемых координат. Счетчик 9 и дешифратор. 10 распределяют последовательность импульсов на т выходов, где ш - число координат станка. Для современных систем ЧПУ ш = 2-,10. Запрос на прямой доступ с выходовдешифратора поступает на вход одно-го из ш контроллеров прямого доступапервой машины и на соответствующийвход 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 (сиг" нал 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 но слово.Каждому контроллеру ставится в соответствие (подпрограммой . обслуживания данного контроллера или аппаратурно) определенная ячейка памяти, 15 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 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 40 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 6на вход регистра входных данных конт,роллера (сигнал "Готов Н"), Этот сигнал 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 переписываютсяв соответствующий контроллер. 50 55 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 входньг 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 теслова, которые соответствуют выделенным блокам. Предлагаемое устройство для отладки программ систем с ЧПУ по сравнению с известными обеспечиваетсокращение количества оборудования,необходимого для организации совместной работы двух ЭВМ, увеличиваетскорость обмена полноразрядным словом за счет использования режимаПЦП, а также позволяет организоватьобмен информацией без использованияспециальных команд в отлаживаемомСПО,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, счет" чик импульсов, регистр и дешифратор, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, 1288701информационные выходы которого соединены с входами дешифратора, выходыдешифратора соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ исоответствующими входами запросов напрямой доступ блока программного управления станком, выходы разрешенияпрямого доступа и синхронизации ко.торого соединены соответственно спервым и вторым входами элемента И,выход первого элемента ИЛИ соединенс третьим входом записи регистра и спервыми входами элементов И группы,выходы дешифратора соединены с вторыми входами соответствующих элементовИ группы, выходы элементов И группысоединены с входами запросов на прямой доступ блока моделирования станка, выходы разрешения прямого доступа которого соединены с входами второго элемента ИЛИ., выход второгоэлемента ИЛИ соединен с входом считывания регистра, выход которого соединен с информационным входом блокамоделирования второй ЭВМ станка, информационный выход блока программного управления станком соединен с информационным входом регистра, выходывыдачи информации блока программногоуправления станком и блока моделиро-вания станка соединеныс входами приема информации соответственно блокамоделирования станка и блока программного управления станком.Данные бнанаде ЯВИ Вход И регаслра 5Фиг.4 ректор С.Шекмар 48 Тираж 673 ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская н аказ 78 ПодписноеССРд оизводственно-полиграфическо Ужгород, ул.Проектная, 4 яти Составитель И.СигалоРедактор В.Петраш Техред Л.Олейник