Обеспечение надежности микропроцессорных систем управления автоматизированным технологическим оборудованием путем актуализации связей между аппаратными и программными средствами
Диссертация
Разработанные архитектурные и алгоритмические решения запоминающих устройств, операционных блоков могут быть использованы при создании цифровых вычислительных устройств, использующихся в составе верхних иерархических уровней управляющей части гибких производственных систем. Предложенный способ кодирования чисел в формате с плавающей запятой и алгоритмические решения на его основе представляют… Читать ещё >
Содержание
- 1. НАДЕЖНОСТЬ — ОСНОВНОЙ ФАКТОР УВЕЛИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
- 1. 1. Возможные пути увеличения эффективности гибких производственных систем
- 1. 2. Актуальность обеспечения надежности систем управления автоматизированным технологическим оборудованием
- 1. 3. Перспективность микропроцессорных систем управления
- 1. 4. Специфика микропроцессорных систем управления
- 1. 5. Характеристики надежности систем управления автоматизированным технологически оборудованием
- 1. 5. 1. Показатели надежности аппаратных средств МПСУ
- 1. 5. 2. Показатели надежности программного обеспечения МПСУ
- 1. 5. 3. Показатели надежности МПСУ
- 1. 5. 4. Основные источники отказов аппаратных средств МПСУ
- 1. 5. 5. Основные источники отказов программного обеспечения МПСУ
- 1. 6. Меры обеспечения надежности МПСУ на этапах жизненного цикла
- 1. 7. Выводы по главе
- 2. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ
- 2. 1. Систематизация методов повышения надежности
- 2. 2. Разработка методики оценки эффективности методов повышения надежности
- 2. 3. Оценка эффективности применения методов повышения надежности систем управления
- 2. 3. 1. Оценка методов повышения надежности аппаратных средств МПСУ
- 2. 3. 1. 1. Мажоритарное резервирование
- 2. 3. 1. 2. Метод использования кодов с повторениями для АС
- 2. 3. 1. 3. Метод повторного выполнения операций в МПСУ
- 2. 3. 1. 4. Восстановление с использованием логики с переплетением
- 2. 3. 1. 5. Метод избыточного кодирования с обнаружением и исправлением ошибок
- 2. 3. 1. 6. Методы адаптации АС
- 2. 3. 2. Оценка методов повышения надежности программного обеспечения МПСУ
- 2. 3. 2. 1. Метод М-версионного программирования ПО
- 2. 3. 2. 2. Дуальное программирование
- 2. 3. 2. 3. Повышение надежности ПО методами восстановления
- 2. 3. 1. Оценка методов повышения надежности аппаратных средств МПСУ
- 2. 4. Выводы по главе
- 3. 1. Определение перспективных направлений исследования
- 3. 2. Актуализация связей между аппаратными и программными средствами МПСУ
- 3. 3. Метод использования естественной функциональной и информационной избыточности МПСУ
- 3. 4. Метод повышения регулярности и однородности структуры МПСУ
- 3. 5. Методики проектирования устройств МПСУ на основе использования малоизбыточных методов повышения надежности
- 3. 5. 1. Методика синтеза устройств по критерию минимизации интенсивности отказов элементов
- 3. 5. 2. Методика анализа надежности МПСУ
- 3. 5. 3. Методика повышения надежности устройств МПСУ путем использования их естественной избыточности
- 3. 6. Выводы по главе
- 4. 1. Отказоустойчивое запоминающее устройство МПСУ технологическим оборудованием
- 4. 1. 1. Синтез исходного варианта устройства
- 4. 1. 2. Анализ надежности оперативного запоминающего устройства
- 4. 1. 3. Повышение надежности ОЗУ МПСУ
- 4. 1. 4. Оценка эффективности повышения надежности ОЗУ
- 4. 2. Разработка операционного блока микропроцессорной системы управления
- 4. 2. 1. Синтез исходной схемы операционного блока
- 4. 2. 2. Анализ надежности операционного блока
- 4. 2. 3. Повышение надежности операционного блока МПСУ
- 4. 2. 4. Оценка эффективности повышения надежности операционного блока
- 4. 3. Обеспечение надежности ввода/вывода контроллера технологического оборудования для автоматизации взрывоопасных технологических процессов
- 4. 3. 1. Разработка способа кодирования управляющей информации
- 4. 3. 2. Разработка алгоритма и программного обеспечения
- 4. 3. 3. Оценка надежности и эффективности предложенного способа ввода/вывода информации
- 4. 4. Разработка ПО МПСУ станка для изготовления экспериментальных печатных плат
- 4. 4. 1. Разработка способа кодирования информации
- 4. 4. 2. Разработка алгоритма и программного обеспечения 175 4.4.3.Оценка надежности и эффективности предложенного способа кодирования информации
- 4. 5. Выводы по главе
Список литературы
- Войчинский А.М., Диденко Н. И., Лузин В. П. Гибкие автоматизированные производства. Управление технологичностью РЭА. М.: Радио и связь, 1987.- 272 с.
- Шаумян Г. А. Комплексная автоматизация производственных процессов.- Ж.: Машиностроение, 1973.-640 с.
- Ильин О.П., Козловский К. И., Петренко Ю. Н. Системы программного управления производственными установками и робототехническими комплексами. М.: Высш.шк., 1988, — 285 с.
- Ратмиров В. А. Управление станками гибких производственных систем.- М.: Машиностроение, 1987.- 272 с.
- Иванов Ю.В., Лакота H.A. Гибкая автоматизация производства РЭА с применением микропроцессоров и роботов: Учеб. пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1987.- 464 с.
- Ратмиров В.А. Основы программного управления станками.- М.: Машиностроение, 1978.- 240 с.
- Вальков В.М. Микроэлектронные управляющие вычислительные комплексы. Системное проектирование и конструирование.- Л.: Машиностроение, 1979.- 199 с.
- Сосонкин В.Л. Микропроцессорные системы числового программного управления станками.- М.: Машиностроение, 1985.288 с.
- Журавлев Ю.П., Котелюк Л. А., Циклинский Н. И. Надежность и контроль ЭВМ М.: Сов. радио, 1978.- 416 с.
- Ю.Балашов Е. П., Пузанков Д. В. Проектирование информационно-управляющих систем. М.: Радио и связь, 1987. — 421 с.
- Иыуду К.А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем: Учеб. пособие для вузов М.: Высш. шк., 1989.- 216 с.
- Кошкин B.JI. Аппаратные системы числового программного управления.- М.: Машиностроение, 1989. 248 с.
- Горшков В.Н. Надежность оперативных запоминающих устройств ЭВМ, — JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987.168 с.
- Согомонян Е.С., Слабаков Е. В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989. — 207 с.
- Арсеньев Ю.Н., Журавлев В. М. Проектирование систем логического управления на микропроцессорных средствах: Учеб. пособие для вузов, — М.: Высш. шк., 1991.- 319 с.
- Липаев В.В. Надежность программного обеспечения АСУ. М.: Энергоатомиздат, 1981. — 240 с.
- Липаев В.В. Проектирование программных средств. -М.: Высш. шк., 1990. 303 с.
- Штрик A.A. и др. Структурное проектирование надежных программ встроенных ЭВМ/ А. А. Штрик, Л. Г. Осовецкий, И. Г. Мессих.- Л.: Машиностроение, 1989. 296 с.
- Фритч В. Применение микропроцессоров в системах управления: Пер. с нем.- М.: Мир, 1984.- 464 с.
- Лонгботтом Р. Надежность вычислительных систем: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 283 с.
- Майерс Г. Надежность программного обеспечения: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. — 360 с.
- Гласс Р. Руководство по надежному программированию/ Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика, 1982.- 256 с.
- Холстед М.Х. Начала науки о программах: Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика, 1981. 128 с.
- Патент РФ N2062512 на изобретение «Запоминающее устройство с обнаружением ошибок и коррекцией одиночной ошибки"/ Гладштейн М. А., Беляева М. М., Беляев Е. И. МКИ 0 11 С 29/00 Бюл. N17 20.06.96
- Патент РФ N2034330 на изобретение «Операционный блок"/ Гладштейн М. А., Беляев Е. И., Беляева М. М. МКИ & 06 Е 15/00 Бюл. N12 30.04.95
- Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т./ Ред. совет: B.C. Авдуевский (пред.) и др.- М.: Машиностроение, 1986. Т. 1: Методология. Организация. Терминология / Под ред. А. И. Рембезы. — 224 с.
- Пролейко В.М., Абратов В. А., Брюнин В. Н. Системы управления качеством, изделий микроэлектроники.- М.: Сов. радио, 1976.- 224 с.
- Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. для вузов. Под ред. А. П. Достанко, Ш. М. Чабдарова, — М.: Радио и связь, 1989.- 624 с.
- Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978. — 272 с.
- Основы теории вычислительных систем/ Под ред. С. А. Майорова: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. школа, 1978.- 408 с.
- Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ: В 2 кн.: Пер с англ. М.: Мир, 1985.
- Хетагуров Я.А. Основы проектирования управляющих вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1991. — 286 с.
- Преснухин JI.H., Шахнов В. А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 1986.- 512 с.
- Карповский Е.Я., Чижов С. А. Надежность программной продукции. Киев: Техника, 1990. — 158 с.
- Изосимов A.B., Рыжко А. Л. Метрическая оценка качества программ. М.: Изд-во МАИ, 1989. — 96 с.
- Липаев В.В. Надежность программного обеспечения АСУ. М.: Энергоиздат, 1981.- 238 с.
- Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем обработки данных: Уч. для вузов М.: Статистика, 1981. — 216 с.
- Ушаков И.А. Вероятностные модели надежности информационно-вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1991.- 132 с.
- Иыуду К.А., Кривощеков С. А. Математические модели отказоустойчивых вычислительных систем. М.: Изд-во МАИ, 1989.- 144 с.
- Креденцер Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточностью. Киев: Наукова думка, 1978.240 с.
- Алиев Т.И., Дальниченко A.B. Модель производительности системы с учетом надежности // Приборостроение. 1991.- N 12. — с. 34−36.
- Баранов И.А., Толмачев С. А. Алгебраическая модель архитектуры отказоустойчивости вычислительных систем //Автоматика и телемеханика. 1991. — N 10. С. 175−180.
- Матов В.И., Белоусов Ю. А., Федосеев Е. П. Бортовые цифровые вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1988. — 216 с.
- Конопелько В.К., Лосев В. В. Надежное хранение информации в полупроводниковых запоминающих устройствах. -М.: Радио и связь, 1986.- 240 с.
- Каган Б.М., Мкртумян И. Б. Основы эксплуатации ЭВМ: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. Б. М. Кагана. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 590 с.
- Коган Б.И. Экспериментальные исследования программ./Под ред. В. Л. Каткова М.: Наука, 1988.- 183 с.
- Архангельский Б.В., Черняховский В. В. Поиск устойчивых ошибок в программах.- М.: Радио и связь, 1989.-240с.
- Майоров С.А., Новиков Г. И. Структура электронных вычислительных машин. Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1979. — 384 с.
- Танненбаум Э. Многоуровневая организация ЭВМ: Пер. с англ. М.: Мир, 1979. — 548 с.
- Чу Я. Организация ЭВМ и программирование: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. — 592 с.
- Мячев A.A., Степанов В. Н. Персональные ЭВМ и микроЭВМ. Основы организации: Справочник. М.: Радио и связь, 1991. — 318 с.
- Алагич С., Арбиб М. Проектирование корректных структурных программ: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1984. — 263 с.
- Блох А.Ш. Граф-схемы и алгоритмы. Минск: Вышейшая школа, 1987.- 143 с.
- Ван Тассел Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. -320 с.
- Вирт Н. Алгоритмы+структуры данных=программы: Пер. с англ. 2-е изд.- М.: Мир, 1985. — 406 с.
- Дал. У., Дейкстра Э., Хоор К. Структурное программирование: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. — 278 с.
- Кинг Д. Создание эффективного программного обеспечения: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.- 287 с.
- Андерсон Р. Доказательство правильности программ: Пер. с англ.- М.: Мир, 1982.- 168 с.
- Логика и компьютер: моделирование рассуждений и проверка правильности программ/ Н. А. Алешина, А. М. Анисов и др. -М.: Наука, 1990. 238 с.
- Непомнящий В.А., Рякин О. М. Прикладные методы верификации программ. М.: Радио и связь, 1988.- 256 с.
- Словарь по кибернетике /Под ред. В. С. Михалевича.-2-е изд.- К.:Гл. ред. УСЭ им. М. П. Бажана, 1989.- 751 с.
- Ильин A.C., Скориков Г. Я. Эффективность структур вычислительных систем //Электронное моделирование. 1988. -Т.10, N 6. — С. 23−25.
- Бессонов A.A. Прогнозирование характеристик надежности автоматических систем. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ие, 1971.- 151 с.
- Вопросы математической теории надежности/ Под ред. Б. В. Гнеденко. М.: Радио и связь, 1983. 376 с.
- Коваленко И.Н., Кузнецов И. Ю. Методы расчета высоконадежных систем. М.: Радио и связь, 1988. — 175 с.
- Левин В.И. Логическая теория надежности сложных систем. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 129 с.
- Патент ГДР N272725 МКИ4 G11 С 7/00 Способ управления ЗУ для утроения числа обращений к нему при считывании данных.
- Блейхут Р. Теория и практика кодов, корректирующих ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. — 576 с.
- Бояринов И.М. Помехоустойчивое кодирование числовой информации. М.: Наука, 1983. — 193 с.
- Кларк Дж. мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. Вып. 28. М. Радио и связь, 1987. — 392 с.
- Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ. М.: Мир, 1976.- 594 с.
- А.С.1 547 035 СССР, МКИ4 G 11С29/00, Запоминающее устройство / П. П. Урбанович, С. А. Майоров.
- А.С.1 554 030 СССР, МКИ4 G 11С29/00, Оперативное запоминающее устройство /Московский инженерно физический институт
- Гудман С., Хитедниеми Н. Введение в разработку и анализ алгоритмов: Пер. с англ. М.: Мир, 1981.- 368 с.
- Защита программного обеспечения / Под ред. Гроувера: Пер. с англ. М.: Мир, 1992.- 286 с.
- Фокс Дж. Программное обеспечение и его разработка: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. — 368 с.
- Бутаков Е.А. Методы создания качественного программного обеспечения ЭВМ.- М.: Энергоатомиздат, 1984.254 с.
- Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. Дополнение первое: Справочник М.: Радио и связь, 1993.- 256 с.
- Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник 2-е изд. перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1990.- 512 с.
- Describing software design methodologies. Sommerville I., Welland R., Beer S. //Coraput. J., 1987, N2, p. 128−133.
- Defensive programming simplifies program maintanance //EDN, 1986, August, p.157−160.
- Lehman J.A. Special feature: Program design and rhetoric //IEEE, 1986, May, p.71−73.
- Software maintenance criteria for small microprocessor-based sistems Paul P. Howley, Jr. and Gordon I. Reimer //IEEE AES Magazine, 1986, November, p. 16−20.
- Корженевич Ю.В., Кобайло А. А. Синтез вычислительных структур/Под ред. В. А. Птичкина.- Мн.: Наука и техника, 1989.- 216 с.
- Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ: Учеб. пособие.- М.: Высш.шк., 1987.- 318 с.
- Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств.- 3-е изд., перераб. и доп./ И. Н. Букреев, В. И. Горячев, Б. М. Мансуров.- М.: Радио и связь, 1990.- 416 с.
- Ope 0. Теория графов /Пер. с англ. под ред. Н. Н. Воробьева. М.: Наука, 1968.- 352 с.
- Уилсон Р. Введение в теорию графов /Пер. с англ. под ред. Г. П. Гаврилова.- М.: Мир, 1977.- 208 с.
- Лазарев В.Г., Пийль Е. И. Синтез управляющих автоматов.- М.: Энергия, 1970.- 400 с.
- Кейджян Г. А. Прогнозирование надежности микроэлектронной аппаратуры на основе БИС.- М.: Радио и связь, 1987.- 152 с.
- Справочник по цифровой вычислительной технике. Под ред Б. Н. Малиновского.- Киев: Техн1ка, 1980.- 320 с.
- Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей.- М.: Наука, 1965.- 400 с.
- Микропроцессорные средства производственных систем / В. Н. Алексеев, А. М. Коновалов, В. Г. Колосов и др.- Под общ. ред. В. Г. Колосова.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.- 287 с.
- Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 320 с.
- Схемотехника БИС постоянных запоминающих устройств. /О.А.Петросян, И. Я. Козырь, Л. А. Коледов, Ю. И. Щетинин.- М.: Радио и связь, 1987.- 304 с.
- Однокристальные микроЭВМ / А. В. Боборыкин, Г. П. Липовецкий и др.- М.: МИКАП, 1994.- 400 с.
- Сташин В.В., Урусов A.B., Мологонцева О. Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 224 с.
- Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. В 2 т. Справочник.- М.: Радио и связь, 1988.-368 с.
- Using Software Design Tecniques to Maximize Z8 System Noise Immunity //The Z8 Application Note Handbook.
- Интегральная микросхема KM1801BM2. Техническое описание. ЩИЗ.480.128 ТО
- Лин В. PDP-11 и VAX-11 архитектура ЭВМ и программирование на языке ассемблера: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1989.-316 с.
- Сингер М. Мини-ЭВМ PDP-11: Программирование на языке ассемблера и организация машины: Пер с англ.- Ь.: Мир, 1984.- 272 с.
- Баазе С. Ассемблер миниЭВМ VAX-11: Пер. с англ.-М.: Финансы и статистика, 1988.-412 с.
- Сибеста Р. Структурное программирование на языке ассемблера ЭВМ VAX-11.: Пер. с англ.-М.: Мир, 1988.-536 с.
- Гуртовцев А.Л., Гудыменко C.B. Программы для микропроцессоров.- Мн.: Высш. шк., 1989.- 352 с.