面向工业控制的一位微型计算机——第三讲 系统设计的几个问题(上)

<正> 一、交错存放问题在有些单机控制系统中,现场开关量输入或输出的数目(通常叫I/O点数)往往少于16,因此指令字长只要8位(4位操作码和4位I/O地址码)。如果用的是4位宽的存贮器(例如2114),则为了节约存贮器的片数,可以把操作码和I/O地址码交错存放在4位宽的存贮器里,即一条8位长指令占2个单元。同样,也可以把16位长的指令(4位OPC和112位I/O地址码)交错存放在8位宽的相邻2单元内。图1是交错存放的示意。     

PROFIBUS-DP总线I/O设备的开发——基于XGate-DPS10的应用——上篇(硬件设计)

<正>总线I/O是"现场总线远程I/O"的简称,是基于现场总线控制系统FCS中的主要设备,PROFIBUS-DP是总线I/O的主流通信协议。总线I/O的主要功能分为输入、输出两部分。输入是采集现场模拟信号(如4～20 mA)和开关量信     

关于584PC远传I／O系统若干问题的初步探讨

一、远传I/O系统的构成 584PC可以通过J200(远传I/O驱动器)P451/P453(远传I/O接收器)构成远传I/O系统。584PC最多可带32个通道,可控制开关量愉入、输出点数最大为8192点。其中584A最多可带28个远传I/O通道,584L可带32个远传I/O通道。 584PC远传I/O系统连接示意图如图1所示。     

单片机与计算器的一种接口电路

<正> 本文给出了单片机与计算器的一种接口电路。计算器键盘可理解为图1所示矩阵开关,图2是一种接口电路,其中两片CD4067的公共I/O 端连在一起。一片多路I/O 端与矩阵开关的行线相连,另一片的多路I/O 与列线相连。控制选择端与8031的P1口或其扩展I/O 口相连、这时单片机就能选择某一行与某一列互通了,     

LS新品即将上市——XGB系列PLC

展望小型单元式PLC（MK120S系列）的发展方向，LS产电开发出新一代小型PLC-XGB系列。该款PLC开关量容量预计最大是480点I/O。目前出品成品最大开关量为256点I/O。     

众核处理器中硬件支持的I/O虚拟化优化技术研究

众核处理器中I/O资源被多个处理器核所共享。I/O虚拟化实现了I/O资源的高效共享和安全隔离,被越来越多的处理器设计所采用。硬件支持的I/O虚拟化从体系结构设计时就考虑对I/O虚拟化的支持,提供了一个全面、高效的I/O虚拟化的解决方案。深入研究了硬件支持I/O虚拟化的两大关键技术——DMA重映射技术和中断重定向技术,提出了基于Hint的IOTSB Cache管理方法和基于失效队列的失效方法来对DMA重映射进行优化,提出了多层可操控的中断模型和灵活可控的中断重定向实现方法来对I/O中断重定向进行优化。测试结果表明,提出的硬件支持的I/O虚拟化优化方法以很低的I/O性能开销实现了I/O资源的高效共享,提供了几乎接近无虚拟化环境下的I/O性能。     

基于单根I/O虚拟化的多根I/O资源池化方法

虚拟化技术在为现代数据中心提供高效的服务器整合能力和灵活的应用部署能力的同时,也对数据中心服务器的I/O系统设计提出了新的需求,现有I/O资源与服务器紧密绑定的I/O体系架构将产生成本上升、资源冗余、I/O连线复杂化等一系列问题.针对上述问题,提出了一种基于单根I/O虚拟化协议(single root I/O virtualization, SR-IOV)的多根I/O资源池化方法：基于硬件的多根域间地址和ID映射机制,实现了多个物理服务器对同一I/O设备的共享复用,有效减少单体服务器所需的设备数量和连线数量,并进一步提高服务器密度;同时提出虚拟I/O设备热插拔技术和多根共享管理机制,实现了虚拟I/O资源在服务器间的实时动态分配,提高资源的利用效率.提出的方法在可编程逻辑器件(fieid-programmable gate array, FPGA)原型系统中进行了验证,其评测表明,方法能够在实现多根I/O虚拟化共享的同时,保证各个根节点服务器获得近乎本地直连设备的I/O性能.     

80386微处理机原理及应用(六)

六、输入输出本章从下列三方面说明80386微处理机的I/O特性: I/O端口寻址方法。 I/O端口操作指令。使用I/O指令和I/O端口地址时的保护。 (一)I/O寻址80386允许以下列两种方法执行输入输出: 借助于独立的I/O地址空间,使用特殊的I/O指令, 借助于存储器映象I/O,使用通用目的操作数操作指令。 1.I/O地址空间 80386提供与物理存储器不同的独立I/O地址空间,可用此空间寻址用于外部设备的输入输出端口。该I/O地址空间由64k可寻址8位端     

半虚拟化框架Virtio下的实时网络I/O请求门控机制

响应时间是服务等级目标(Service Level Objective,SLO)的一个重要性能指标,与资源的使用量有关。资源充足可以保证请求的正常执行,响应时间短;资源不足,请求需要等待资源,响应时间长。在云计算虚拟化环境下,控制资源的访问既有对整体资源的控制,也有对CPU、网络带宽等单个资源的控制,但是目前很少有通过对网络I/O请求的直接控制来保证响应时间。为了获得更好的性能,虚拟化技术大多采用半虚拟化框架Virtio。网络I/O请求通过Virtio共享通道进行传输,使得在Virtio设立网络I/O请求的门控机制成为可能。文中利用双端聚合方法(Two-end Aggregation Method,TAM),提出实时网络I/O请求门控机制(Gating Mechanism for Real-time Network I/O Requests,GMRNR),通过控制网络I/O请求经过Virtio的时刻,保证各类请求的响应时间。GMRNR设立在Virtio前端virtio-net模块中,将请求按照其响应时间指标分级,采用计时器和聚合队列长度来控制不同级别请求经过Virtio的时刻和聚合频率,保证请求的响应时间。实验测试表明:GMRNR能够区分网络I/O请求优先级,在资源充足时,使得不同等级的网络I/O请求在各自要求的时间内完成;在资源不充足时,能优先保证高优先级的网络I/O请求的响应时间。同时,GMRNR具有较高的资源利用效率。     

基于微内核的虚拟机I/O安全机制

NOVA等微内核虚拟化架构解决了宏内核平台可信计算基体积和攻击面过大的问题, 但其仍缺乏虚拟机分等级保护和I/O资源访问控制等安全机制. 本文提出了安全域的概念, 并将虚拟机划分至不同的安全域, 进而建立可定制的I/O资源访问控制机制. 通过将访问控制模块添加至I/O资源访问的关键代码路径, 实现了不同安全域的I/O资源访问控制. 实验表明, 该机制提高了数据的隔离性与安全性, 仅对计算密集型、I/O密集型任务造成了较小的性能损耗.     

利用CY7C63723芯片实现的USB光电轨迹球

介绍利用cypress半导体公司的CY7C63723USB控制器芯片,设计并实现高性能的USB光电轨迹球的方法。由于USB接口具备连接简单、真正的即插即用以及热插拔等特点,使用USB接口的设备越来越普遍。本设计使用的CY7C63723USB控制器芯片整合了USBSIE、通用I／O口以及USB优化RISC内核,满足了USB的低价格、高性能两方面的要求,采用它能快速设计出低成本、高性能的光电输入部件,为输入部件的升级换代做出了有益的探索。     

一种基于单片机的短距离无线通信抗干扰方法

利用单片机和射频模块进行无线数据通信时,通过单片机的串行I/O口来完成数据的串行通信存在许多不足之处,如差错检测能力差、无纠错功能等.针对以上问题提出了一种通过单片机和射频模块以软件方式实现短距离无线通信抗干扰的技术.用高低电平持续不同时间的矩形波来表示数据位‘0'和'1';采用CRC冗余校验实现数据的错误检验;利用瑞德一所罗门码实现数据的错误纠正.将该方法应用于电动滑板车的短距离通信设计中,实验表明,该方法使系统抗干扰能力有显著的提高.     

不间断电源的USB接口的设计

由于连接简单、真正的即插即用以及热插拔等特点，使用USB接口的设备越来越普遍。Cypress半导体公司的CY7C63001 USB控制器整合了USB SIE、通用I/O口以及USB优化RISC内核，它满足了USB的低价格、高性能两方面的要求，采用它能为不间断电源快速设计出低成本、高性能的USB接口。     

一种PC总线多功能扩展卡

讲述了ＰＣ总线多功能扩展卡的特性，包括软件编程、硬件设计及使用方法。由于该卡设计简单、成本低，具有通用Ｉ／Ｏ卡和Ａ／Ｄ卡的功能，且通过该卡Ｉ／Ｏ还可扩展其他接口电路，因此可广泛应用于小型微机自动控制系统中。     

基于Atmel QTouch的ATmega48感应按键设计

提出一种基于Atmel公司的QTouch技术和ATmega48单片机的感应按键设计方案.硬件上,根据应用系统的要求,灵活选择需要的单片机I/O口作为感应按键输入口;软件上,根据Atmel公司提供的函数库,将所选的I/O口配置成感应按键输入口,调用QTouch函数库接口对感应按键信号进行采集.实验结果表明,该方案设计简单...     

PLC I/O点的扩展方法

文中介绍了三种实用的PLC I/O点扩展方法,运用这些扩展方法可以提高I/O点利用率,实现小容量PLC控制较大系统.并将这些方法成功地应用于舞台机械控制系统中.     

某固态旋转变压器接口电路的改进设计

为了改进某固态旋转变压器接口电路的设计,首先分析了传统基于8255设计的某固态旋转变压器SXZ(D/A)的接口电路,针对其存在占用I/O端口资源和使用分立元件多,PCB板面积较大等缺点,在此提出一种改进设计,采用VHDL设计了一种四通道的12位接口电路,给出了VHDL语言描述,并进行了电路仿真;实际应用表明,采用VHDL设计的接口电路具有更好的性价比,尤其是尺寸小,易于维护和抗干扰性强。     

使用DS89C450对Xilinx PROM的在系统编程设计

使用DS89C450型单片机的I/O口实现JTAG通信协议,再用部分I/O口构造片选逻辑,来对一个系统中多片Xilinx Platform Flash PROM进行在系统编程(ISP),以此来更新对应的FPGA的配置数据。同时,DS89C450通过在应用编程(IAP)来更新用户代码。将硬件电路设计在背板上,实现插板式机箱结构,方便系统升级。     

一种基于FPGA的多路串口控制器设计

针对单片机片上串口资源有限,难以满足一些实际应用需求的问题,提出一种将多个文件数据通过与之相对应的串口同时发送的实现方案.详细描述了设计方案,将多个文件数据经过上位机软件处理,利用FPGA灵活性的优势,读取CompactFlash上的经处理过的数据,并通过相应串口同时发送.实验结果显示,该方案实现简单,每个文件对应的串口发送数据准确,系统运行稳定可靠,解决了单片机串口资源有限的问题,为一些类似应用提供了参考.     

MVB网络输入输出单元设计

多功能车辆总线MVB是TCN列车通信网络技术中用于车辆级设备分布式控制的实时、高可靠、高安全的通信技术。为实现车载设备便捷地连入MVB网络,给出一种基于MVB总线的智能输入输出单元设计方法。采用嵌入式及模块化设计,微控制器与MVB网卡以及输入输出板卡之间通过标准的PC104接口连接。所设计的单元具有通用性,仅需要通过I/O接口与设备连接即可接入既有的列车通信网络实现MVB通信,通过联网测试实验,表明具有较高的可靠性和较强的灵活性。