02_计算机联锁系统技术_第二章

计算机,联锁,信号,铁路

计算机联锁系统技术第二章现代工业控制计算机技术

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本章主要内容计算机技术的现状简述工业控制计算机技术的特点计算机的主要总线标准过程控制的标准接口

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现代计算机技术核心处理器CPU存储器RAM驱动器-硬盘驱动器和光盘驱动器显示卡与显示器-监控作用声卡-提示作用

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核心处理器CPU浮点数运算协处理器FPU->内置浮点运算(Pentium系列)

超标量结构解码/执行管线至少要有两条-提高效率的设计

内置高速缓冲存储器Cache Ram解决存储器与高速运行的处理器的搭配问题

Pentium系列加入多媒体扩展MMX相当于数字信号处理器

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存储器RAMFlash Memory 32位传输、72Pin设计的FPM DRAM EDO DRAM 64位传输、168Pin设计的SDRAM当前的DDRD与DDR2

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Flash Memory定义一种固态，不易挥发，可复写的内存，其运作方式就像随机存取内存与硬碟的混合体。具有持久，能够在低电压状态下运作，以及能够在电源关闭后保存资料。

特点：断电情况下仍能保持所存储的数据信息。数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。(区块大小一般由256K到20MB) FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出，源于EPROM。正在成为EPROM的替代品。被广泛用于PCMCIA卡，PCMCIA闪存盘，其它形式硬盘，嵌入式控制器。

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DDRDDRDDR (Double Data Rate)是一种继SDRAM后产生的内存技术，顾名思义，就是双数据传输模式。之所以称其为“双”,也就意味着有“单”,我们日常所使用的 SDRAM都是“单数据传输模式”,这种内存的特性是在一个内存时钟周期中，在一个方波上升沿时进行一次操作(读或写),而DDR则引用了一种新的设计，其在一个内存时钟周期中，在方波上升沿时进行一次操作，在方波的下降沿时也做一次操作，之所以在一个时钟周期中，DDR则可以完成SDRAM两个周期才能完成的任务，所以理论上同速率的DDR内存与SDR内存相比，性能要超出一倍，可以简单理解为100MHZ DDR=200MHZ SDR。

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DDR2DDR2与DDR相比，DDR2最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下，可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。这主要是通过在每个设备上高效率使用两个 DRAM核心来实现的。作为对比，在每个设备上DDR内存只能够使用一个DRAM核心。技术上讲，DDR2内存上仍然只有一个DRAM核心，但是它可以并行存取，在每次存取中处理4个数据而不是两个数据。

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硬盘驱动器与光盘驱动器硬盘接口规格IDE-集成解码电路接口 SCSI-小型计算机系统接口(容量大、速度快)

硬盘的工作模式Normal-正常模式 Large-扩充的C/H/S方式 LBA-逻辑块寻址模式

光盘驱动器类似于硬盘驱动器

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SCSI与SATA性能SCSI硬盘目前的最高转速可达 15000rpm,SATA硬盘则是10000rpm,更高的转速可以获得更高的寻址速度，这永远是高转速硬盘的优势。SCSI的接口速度其最高的水平是320MB/s,SATA是150MB/s

容量与成本SATA硬盘容量要大于SCSI硬盘，而且 SATA硬盘的价格更加便宜，同时SATA硬盘还具备热插拔能力

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显示卡与显示器-监控作用显示卡AGP-(Accelerated Graphics Port) PCI-PCI E

显示器分辨率与点距模拟调整与数字调整环保功能防电辐射

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PCI-E接口PCI Express采用了目前业内流行的点对点串行连接，每个设备都有自己的专用连接，可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。 PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。 PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X4、X8以及X16,PCI Express接口能够支持热拔插，这也是个不小的飞跃。 PCI Express规格从1条通道连接到32条通道连接，有非常强的伸缩性，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。

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声卡-提示作用发声原理实现数字/模拟转换

工业计算机控制中，声音主要是提示作用

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工业控制计算机技术的特点实时性强具有充分的过程输入与输出能力标准化与系列化高可靠性系统结构模块化系统开发环境通信与联网能力质量与服务保障体系

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实时性强实时性系统应具备的能在限定时间内对外来事件作出反应的特性

要求系统在周期内对所有事件巡检的同时，仍能随时响应中断请求。20m 25m

t1=(25+20)/(160×1000)×3600=1.08s t2=(25+20)/(250×1000)×3600=0.648s

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具有充分的过程输入与输出能力工业计算机能否投入运行的重要条件：是否具有丰富的输入设备与输出设备以及完善的外部设备。例如：一个中等规模的计算机联锁系统，包括30组道岔、40架信号机、40个轨道电路区段，则其主要状态变量和控制变量的数量如下表：项道目岔状态变量控制变量

2×30=60 4×2+3×14+2×24=95 1×40=40 198

2×30=60 3×2+2×14+1×24=58

信号机轨道电路总计

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表中仅统计了开关型变量，不包括模拟型变量，也没有冗余技术。