Prozeßrechentechnik: Grundlagen, Hardware, Echtzeitverhalten

ISBN-13: 9783540580294 / Niemiecki / Miękka / 1994 / 225 str.

Georg Farber

Opis

Die Prozessrechentechnik gewinnt besonders durch die rasche Entwicklung der Mikroelektronik zunehmend an Bedeutung. In Form von Mikroprozessorsystemen finden Prozessrechner breiten Eingang in Fachgebiete, die uber das Gebiet der Elektrotechnik weit hinausgehen: Industrielle Anlagen, Laborgerate, Hausheizungen, Autos und Fernsehgerate sind Beispiele fur technische Prozesse, welche heute durch Prozessrechner automatisiert werden. Das vorliegende Buch baut auf einer uber mehrere Jahre abgehaltenen Vorlesung auf. Schwerpunktmassig werden Prozessrechnerspezifische Systemeigenschaften behandelt, etwa die Aufgabe der schritthaltenden Verarbeitung, die Prozessperipherie oder die Basisstruktur von Echtzeit-Betriebssystemen. Die Einfuhrung in die Hardware (Prozessoren, Ein-/Ausgabesysteme, Prozessperipherie) erfolgt an konkreten Beispielen (einschliesslich Mikroprozessoren), die Struktur der Basissoftware wird aus den Anforderungen abgeleitet. Zahlreiche Einsatzbeispiele u.a. aus den Gebieten Industrie, Labor, Medizin, Verkehr machen die Einsatzbreite dieser Schlusseltechnologie deutlich."

Spis treści

1 Prozeßautomatisierung mit Rechnern.- 1.1 Einführung.- 1.2 Technische Prozesse und Rechenprozesse.- 1.3 Besondere Kennzeichen von Prozeßrechnern.- 1.4 Einsatzgebiete und Beispiele.- 1.4.1 Industrielle Produktion.- 1.4.2 Energietechnik.- 1.4.3 Verkehrstechnik.- 1.4.4 Labor-Automatisierung.- 1.4.5 Medizin.- 1.4.6 Entwicklungstrends.- 2 Prozeßrechner-Hardware.- 2.1 Übersicht.- 2.2 Rechnerkern-Architektur.- 2.2.1 Rechnerinterne Darstellung von Prozeßgrößen.- 2.2.2 Grundfunktionen des Prozessors.- 2.2.3 Multitasking-Unterstützung.- 2.2.4 Prozessor-Speicher-Schnittstelle.- 2.2.5 Trends der Rechnerkern-Entwicklung.- 2.3 Ein-/Ausgabe-Systeme.- 2.3.1 Programmgesteuerte Ein-/Ausgabe.- 2.3.2 Programmunterbrechungs-Systeme.- 2.3.3 Direkter Speicher-Zugriff.- 2.3.4 Prozeßrechner-Bus-Systeme.- 2.4 Prozeßperipherie.- 2.4.1 Übersicht.- 2.4.2 Digitalausgabe.- 2.4.3 Digitaleingabe.- 2.4.4 Analogausgabe.- 2.4.5 Analogeingabe.- 2.4.6 Echtzeituhren.- 2.4.7 Prozeßverkabelung.- 2.5 Zuverlässigkeit und Sicherheit.- 2.5.1 Verfügbarkeit.- 2.5.2 Maßnahmen zur Zuverlässigkeitsverbesserung.- 2.5.3 Fehlertolerante Prozeßrechnersysteme.- 2.5.4 Sicherheitsaspekte.- 3 Echtzeitverhalten.- 3.1 Schritthaltende Verarbeitung.- 3.2 Modellierung des Zeitverhaltens.- 3.2.1 Zeitliche Charakterisierung der Prozesse.- 3.2.2 Prozessor-Zuteilungsstrategie.- 3.2.3 Überprüfung der Echtzeitbedingungen.- 3.2.4 Spezielle Probleme.- 3.3 Echtzeit-Betriebssysteme.- 3.3.1 Aufgaben des Echtzeit-Betriebssystems.- 3.3.2 Elemente eines Echtzeit-Betriebssystems.- 3.3.3 Betriebssystem-Realisierung und Anwendungs-Beispiel.- 3.3.4 Betriebssystem-Erweiterungen.- 3.3.5 Plattenorientierte Echtzeit-Betriebssysteme.- 4 Technische Ausprägung von Prozeßrechensystemen.- 4.1 Embedded Systems.- 4.2 Steuerungen.- 4.2.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen.- 4.2.2 Numerische Steuerungen.- 4.2.3 Digitale Steuer- und Regelgeräte.- 4.3 Modulare Prozeßrechnersysteme.- 4.3.1 Systeme auf PC-Basis.- 4.3.2 VME-Bus-Systeme.- 4.4 Verteilte Prozeßrechnersysteme.- Anhang A: Mikroprozessor 68010.- Anhang B: VMEbus Signal Identification.