Тенденция к рассредоточению аппаратных ресурсов микроконтроллера

Рассредоточение и интеграция подсистем

В настоящее время при комплексной автоматизации массовых объектов (транспортные средства - автомобили, летательные аппараты, суда, сложные технологические установки), когда на объекте требуется управлять многими функциями, прослеживаются две тенденции.

Реализация нескольких подсистем регулирования на одном микропроцессоре может иметь преимущества: когда регулируемые величины сильно связаны между собой, и требуется совместное регулирование. Мощность современного микропроцессора такова, что позволяет построить сосредоточенную систему управления, даже в достаточно сложных случаях Однако сосредоточенная структура имеет недостаток: приходится передавать информацию о состоянии объекта от датчиков к микропроцессору и команды от микропроцессора к исполнительным устройствам на относительно большие расстояния (порядка нескольких метров или даже десятков метров) в условиях сильных помех. Стоимость помехоустойчивых средств сопряжения с объектом и линий связи при этом может значительно превышать стоимость микропроцессора.

В связи с этим в настоящее время предпочитают рассредоточивать средства регулирования - каждая подсистема выполняется на отдельном микропроцессоре и располагаетсявозможно ближе к регулируемым устройствам. Такая структура не только уменьшает суммарную стоимость регуляторов: но и упрощает программирование, так как не требуется обеспечивать разделение ресурсов микропроцессора между задачами (использовать мультипрограммирование).

С другой стороны, информацию о состоянии отдельных подсистем целесообразно собирать как для целей контроля человеком/обслуживающим персоналом, так и для обеспечения взаимодействия между подсистемами. В связи с этим прослеживается тенденция к интеграции отдельных подсистем с использованием для обеспечения коммуникации между подсистемами специальных каналов связи. Такая архитектура обозначается в англоязычной литературе термином ControllerAreaNetwork CAN (Локальная Управляющая Сеть). Для поддержки CAN к настоящему времени принято несколько национальных (США, Германия) и международных (ISO - InternationalStandardOrganisation) стандартов на межконтроллерные системы связи по быстродействующим последовательным каналам. С использованием CAN -идеологии возможно построение систем связанного регулирования, включающей несколько микроконтроллеров, связанных в локальную управляющую сеть.