PROSAD. Um sistema de aquisição de dados e controle de processos a microprocessador.

CPgEE/ccT-uFPb

COORDENACAO DE POS-GRADUACAO EM ENGENHARiA E L E T R I C A

C E N T R O DE CIE"NCIAS E T E C N O L O G I A U N I V E R S I D A D E F E D E R A L DA PARA1BA

F a r e c e r f i n a l do ,iulp;amer;t~o da d i o s e r t a o a o de m e s t r a d o d e P A U L O RGa.^RTO G A K P O o I*£ A I J A U J Q

T i t u l o : " H B O u A D urn Sistensa de Aqtiisigao d e iiadoa e C o n

t r o l e de Procosso3 a Mioropix>ces3adoresM C o n c e i t o o b t i d o : AP&>VAJ>0 C o m i s s a o S x a s i n a d o r a P r o f . J o b e r t o ;:>ergio B a r b o a a Mai^i2rs""'^'Tl.3c. P r e s i d e n t e -P r o f . I v a n k o c h a N e t o - -P h . D . P r o f . J o s e H o m e r o F e i t o s a G a v a l c a n t i - H.iJc. P r o f . W a n d e r l e y L o p e s d e S o u a a - B r . Ing» • A 1 ^ -G a m p i n a -Grande 2 4 d e Janeiro de 1 9 8 1 *

Endereco Postal: Caixa Poital, 518 - 5 8 . 1 0 0 - Campina Grande - Parafba _ Brasil Telex. 0832211 - Tel.forw: ODD (033) - 321-0655 - Ramal 133

POR P A U L O R O B E R T O C A M P O S DE A R A O J O

TESE DE MESTRADO

A p r e s e n t a d a a C o o r d e n a c a o S e t o r i a l de P o s - G r a d u a g a o e P e s q u i s a da P r o - R e i t o r i a p a r a A s s u n t o s do I n t e r i o r da U n T V e r s j d a d e F e d e r a l da P a r a T b a , em c u m p r i m e n t o as e x i g e n c i a s para obter cao do g r a u de M e s t r e em C i e n c i a s . i C A M P I N A G R A N D E , J A N E I R O DE 1981

PAG. RESUMO i ABSTRACT ... i i DEDICATCRIA i i i AGRADECIMENTOS i v

CAPITULO I

OS COMPUTADORES E A AUTOMACAO INDUSTRIAL 1

1 - INTRODUCAO 1 1.1 — Formas de U t i l i z a g a o de urn Computador

em C o n t r o l e de Processos 2 1.2 — Comunicagao F i s i c a de urn

Computador com o Processo 6 1.3 - Os M i c r o p r o c e s s a d o r e s em C o n t r o l e de P r o c e s s o s . . . 8

CAPITULO I I

HARDWARE DO SISTEMA 13 2 - INTRODUgAO • 13 2.1 - A r q u i t e t u r a do S i s t e m a 16 2.1.1 - Unidade C e n t r a l de Processamento 16 2.1.2 - C i r c u i t o s de C l o c k e Reset p a r a o Mi c r o p r o c e s s a d o r 18

PAG.

2.1.3 - B u f f e r s das Vias de Dados

e Enderegos do Mi c r o p r o c e s s a d o r 19 2.1.4 - Unidade de Memoria 19 2.1.5 - Memoria RAM 20 2.1.6 - Memoria EPROM 20 2 . 1 . 7 - A I n t e r f a c e de V i a s 20 2.1.8 - A r q u i t e t u r a da I n t e r f a c e 21 2.1.9 - A Comunicagao Processador-*—^Cartao de E/S 23

2.1.10- V e l o c i d a d e de L e i t u r a e E s c r i t a 23 2 . 1 . 1 1 - Implementagao da I n t e r f a c e 25 2.1.12- R e g i s t r o s de Dados do Processo 25 2.1.13- C a r t o e s de E/S 26 2.1.13.1 - C a r t a o de SaTda D i g i t a l 27 2.1.13.2 - C a r t a o de E n t r a d a D i g i t a l 31 2.1.13.3 - C a r t a o de Detecgao de E v e n t o s . . . 31 2.2 - C o n s i d e r a g o e s A d i c i o n a i s Sobre o P r o j e t o dos C a r t o e s de E/S 38 2.3 — Mapa de Memoria do Sistema 39

2.4 - I n s t a l a g a o do PROSAD 39

CAPITULO I I I

SOFTWARE DO SISTEMA 4 1 3.1 - S o f t w a r e do Sistema 4 1 3.1.1 - Programas de A p l i c a g a o 42 3.1.2 - Programas S u p e r v i s o r i os 44

3.1.2.2 — 0 Programa E x e c u t i v o 47 3.1.2.3 — Programa Escalonador de T a r e f a s . . 49 3.2 — Programa C a r r e g a d o r 55 3.3 — A Linguagem Fonte do S i s t e m a 56 3.4 — Macro A s s e m b l e r 63 3.4.1 — Formato das D e c l a r a g o e s 63 3.4.2 — T a b e l a s do Macro A s s e m b l e r 66 3.4.^.1 - T a b e l a de STmbolos 66 3.4.2.2 - T a b e l a de I n s t r u g o e s 71 3.4.3 — Quadro de I n s t r u g o e s da Linguagem do S i s t e m a 72 3.4.4 - Montagem das I n s t r u g o e s e Macro I n s t r u g o e s 73 3.4.4.1 - Montagem de i n s t r u g o e s sem operando 76 3.4.4.2 - Montagem das I n s t r u g o e s de urn Operando 76 3.4.4.3 - A T a b e l a de Enderegos 79 3.4.4.4 - Montagem de Macro I n s t r u g o e s

de Mais de urn Operando 82 3.4.5 — I n s t r u g o e s do Macro A s s e m b l e r 82 3.4.6 — D i r e t i v a s do Macro A s s e m b l e r 89 3.4.7 - Colocagao dos V a l o r e s E f e t i v o s

CAPITULO IV

CONCLUSAO

B IB LIOGRAFIA

Dedico e s t e t r a b a l h o a minha f i l h a Pollyanna,

minha esposa Lzny, minha mae Llndoman

e a t o d o s os que fazem uma U n i v e r s i d a d e

RESUMO

0 a p a r e c i m e n t o dos m i c r o p r o c e s s a d o r e s t r o u x e mudangas r e l e v a n t e s nas t e c n i c a s de c o n t r o l e de p r o c e s s o s . Devido ao baj_ xo c u s t o e as r e d u z i d a s dimensoes dos mesmos, o c o n t r o l e compij t a r i z a d o , a n t e s r e s t r i t o as a p l i c a g o e s mais c a r a s e s o f i s t i c a _ das, pode v i r a s e r u t i l i z a d o em quase t o d o s os n T v e i s de com p i e x i dade.

Este t r a b a l h o a p r e s e n t a o hardware e e s o f t w a r e do PROSAD, urn s i s t e m a de a q u i s i g a o de dados e c o n t r o l e de proce£ sos c o n f i g u r a d o no modo s t a n d a l o n e . T a l s i s t e m a e baseado no mi c r o p r o c e s s a d o r MC 6800 da M o t o r o l a . Seu hardware f o i p r o j e t a _ do de forma a d a r - l h e uma r e l a t i v a f l e x i b i 1 i d a d e p e r m i t i n d o - s e u t i l i z a - l o em v a r i o s t i p o s d i f e r e n t e s de a p l i c a g a o : C o n t r o l e de p r o c e s s o s i n d u s t r i a l ' s de urn ou v a r i o s l o o p s , a q u i s i g a o de dados em g e r a l , c o n t r o l e n u m e r i c o , automagao de l a b o r a t o r i e s e e t c . 0 s i s t e m a p o s s u i uma i n t e r f a c e de v i a s que p e r m i t e o uso de via r i a s i n t e r f a c e s de E/S. 0 s o f t w a r e do s i s t e m a c o n s i s t e de urn ma c r o a s s e m b l e r e urn n u c l e o de g e r e n c i a m e n t o de operagao em tempo r e a l . 0 macro a s s e m b l e r p o s s u i 16 i n s t r u g o e s que r e p r e s e n t a m a_l gumas das operagoes do m i c r o p r o c e s s a d o r . 0 n u c l e o de g e r e n c i a p o s s u i urn e x e c u t i v o e urn e s c a l o n a d o r de t a r e f a s e s t a t i c o .

The appearance o f m i c r o p r o c e s s o r s has b r o u g h t r e l e v a n t changes i n t h e p r o c e s s c o n t r o l t e c h n i q u e s . Due t o t h e i r s m a l l syze and t h e i r l o w c o s t , c o m p u t e r i z e d c o n t r o l s y s t e m s , so f o r r e s t r i c t e d t o t h e more e x p e n s i v e and s o f i s t i c a t e d a p p l i c a t i o n s , has come t o be used i n a l m o s t a l l l e v e l s o f c o m p l e x i t y .

T h i s r e p o r t p r e s e n t s t h e h a r d w a r e and s o f t w a r e o f t h e PROSAD, a s t a n d a l o n e d a t a a c q q u i s i t i o n and p r o c e s s c o n t r o l

system based on t h e M o t o r o l a ' s MC 6800 m i c r o p r o c e s s o r . The system hardware was p r o j e c t e d t o g i v e i t a r e l a t i v e f l e x i b i l i t y i n

o r d e r t o s u i t i t t o many d i f f e r e n t t y p e s o f a p p l i c a t i o n s : S i n g l e and m u l t i l o o p c o n t r o l o f i n d u s t r i a l p r o c e s s e s , g e n e r a l d a t a a c q q u i s i t i o n , n u m e r i c a l c o n t r o l , l a b o r a t o r y a u t o m a t i o n and e t c . The system has a bus i n t e r f a c e t h a t a l l o w s t h e use o f v a r i o u s

d i f f e r e n t t y p e s o f I/O i n t e r f a c e s . The s y s t e m s o f t w a r e c o n s i s t s o f a macro a s s e m b l e r and k e r n e l l f o r management o f t h e system r e a l t i m e o p e r a t i o n . The macro a s s e m b l e r c o n t a i n s a 16

i n s t r u c t i o n s v o c a b u l a r y t h a t r e p r e s e n t some o f t h e most used o p e r a t i o n s o f t h e m i c r o p r o c e s s o r . The k e r n e l l has an e x e c u t i v e and a f i x e d p r i o r i t y resume s c h e d u l l e r .

AGRADECIMENTOS

Os mais c i n c e r o s a g r a d e c i m e n t o s ao p r o f e s s o r e c o l e g a

Jobnito b\<iKtini> p e l a sua v a l i o s a o r i e n t a c a o , bem como ao profes_

s o r e c o l e g a Joaq. Womzno V<iltoi>a p e l a forma com que e s t e v e dis_ p o s t o a d i s c u s s a o de a l g u n s t o p i c o s d e s t e t r a b a l h o .

OS COMPUTADORES E A AUTOMAQAO INDUSTRIAL

1 - INTRODUQAO

No f i m da decada de 40, segundo a l g u n s a u t o r e s ( 12 ) , comegaram a s e r u t i l i z a d o s os p r i m e i r o s c o n t r o l a d o r e s pneumati_ cos nas i n d u s t r i a s de p r o c e s s o s . Se i n i c i a v a d e s t a m a n e i r a urn p r o c e s s o que v i r i a de forma cada vez mais a c e l e r a d a e p r o f u n d a , m o d i f i c a r os a s p e c t o s t e c n o l o g i c o s d e s t a i n d u s t r i a , a t r a v e s da automagao cada vez mais p r e s e n t e nas mesmas. A p a r t i r da decada de 60 os d i s p o s i t i v o s semi conduto res comegaram a s e r i n t r o d u z i _ dos n e s t e s c o n t r o l a d o r e s de p r o c e s s o , d e t e r m i n a n d o d e n t r o d e s t e p r o c e s s o e v o l u t i v o o i n T c i o de uma etapa de mudangas a i n d a mais p r o f u n d a s , d e t e r m i n a d a s p e l o a p a r e c i m e n t o dos c i r c u i t o s i n t e g r a dos, dos a m p l i f i c a d o r e s o p e r a c i o n a i s e f i n a l m e n t e dos computado_ r e s .

Os compu t a d o r e s f oram . u t i 1 i zados p e l a primeira ' vez em i n d u s t r i a s de p r o c e s s o s no i n T c i o dos anos 60. Os mesmos t r o u x e ram c o n s i g o a p o s s i b i 1 i d a d e de i n t e n s i f i c a r f o r t e m e n t e e s t e p r o cesso e v o l u t i v o . PossuTam em c o n t r a p a r t i d a o i n e o n v e n i e n t e de urn a l t o c u s t o r e s t r i n g i n d o a automacao aos p r o c e s s o s mais s o f i s t i c a d o s e c a r o s . 0 s u r g i m e n t o dos m i c r o p r o c e s s a d o r e s v e i o no en t a n t o r e s o l v e r e s t e impasse. A t r a v e s dos mesmos pode-se ent'ao t r a z e r o computador a t e aos n T v e i s mais b a i x o s de urn s i s t e m a de c o n t r o l e de p r o c e s s o s . H o j e , suas formas de a p l i c a g a o n e s t e cam po sao as mais v a r i a d a s p o s s T v e i s podendo-se c i t a r , s i s t e m a s de c o n t r o l e s u p e r v i s o r i o para u s i n a s n u c l e a r e s e o u t r o s s i s t e m a s de geragao de e n e r g i a , c o n t r o l e n u m e r i c o de p r e n s a s , t o r n o s , r o b o t s , m o t o r e s , s i s t e m a s de a q u i s i g a o de dados, c o n t r o l a d o r e s de t r a f e g o , c o n t r o l a d o r e s de r a d a r e s , s i s t e m a s de c o n t r o l e de p r o c e s s o s quTmicos e s i d e r u r g i c o s e e t c .

1.1 - Formas de U t i l i z a g a o de urn Computador em C o n t r o l e de P r o c e s s o s

Computadores de p r o c e s s o (da-se esse nome aos computa_ d o r e s c o n f i g u r a d o s e s p e c i a 1 mente para a t u a r em c o n t r o l e de p r o c e s s o s ) , c o n s t i t u e m a p a r t e c e n t r a l dos s i s t e m a s de c o n t r o l e de p r o c e s s o s . Suas formas t T p i c a s de a p l i c a g a o v a r i anv.desde a exe cugao de t a r e f a s de a q u i s i g a o de dados com o p r o c e s s a m e n t o em

ao f f l i n e dos p a r a m e t r o s o b t i d o s a t e o c o n t r o l e on l i n e em tempo

r e a l . Sua a r q u i t e t u r a e s i m i l a r a de urn computador c o n v e n c i o n a l e c o n s i s t e de :

- Unidade c e n t r a l de p r o c e s s a m e n t o - Unidade de memoria

- P o r t s de E/S

Uma de suas p r i n c i p a l ' s c a r a c t e r T s t i cas e a modularida_ de, p e r m i t i n d o uma f l e x i b i 1 i d a d e de sua c o n f i g u r a g a o de forma a que o mesmo se a j u s t e a d i v e r s o s t i p o s de a p l i c a g a o .

E x i s t e m t r e s modos t i p i c o s de a p l i c a g a o de urn computa_ dor como e l e m e n t o de c o n t r o l e :

- " o f f l i n e "

- "on l i n e " em l o o p a b e r t o - "on l i n e " em l o o p f e c h a d o

No modo o f f l i n e o computador se e n c o n t r a f i s i c a m e n t e i s o l a d o do p r o c e s s o . Os p a r a m e t r o s do mesmo sao l i d o s p e l o ope_ r a d o r i n t r o d u z i d o s e p r o c e s s a d o s p e l o computador e os r e s u l t a _ dos sao usados p e l o o p e r a d o r para e x e r c e r manualmente, a agao de c o n t r o l e ( F i g . 1 . 2 ) .

No modo on l i n e em l o o p a b e r t o o computador adquire os dados d i r e t a m e n t e no p r o c e s s o . Depois de p r o c e s s a d o s os dados os r e s u l t a d o s sao usados p e l o o p e r a d o r para c o n t r o l a r o proces_ so manualmente ( F i g . 1 . 3 ) .

No modo on l i n e em l o o p f e c h a d o o computador e d i r e t a _ mente c o n e c t a d o t a n t o a e n t r a d a q u a n t o a saTda do p r o c e s s o . Os c i c l o s de a q u i s i g a o , p r o c e s s a m e n t o e c o n t r o l e das v a r i a v e i s do mesmo sao t o d o s e x e c u t a d o s p e l o p r o p r i o computador ( F i g . 1 . 4 ) .

P O R T S D E

FIGURA 1.1 Arcru.itetrura de urn. c o m p u t a d o r cle p r o c e s s o s

P R O C E S S O

r i

OrJTROLAjORES

J e n t r a d a m a n u a l

C O M P U T A D O R

^ entreda m a n u a l

I

C O N T R O L A D O R E S

OPERADOR

C O M P U T A D O R

F I G U R A 1.3 M o d o de c o n t r o l e Oil LINE em l o o p

a b e r t o

P R O C E S S O

:ONTRCLADORS

c

C O M P U T A D O R

FIGURA. 1.4 M o d o de controle ON LINE em l o o p

f e c h a d o

1.2 — Comunicacao F T s i c a de um

Computador com o P r o c e s s o

No modo de o p e r a c a o on l i n e em l o o p fechado v i u - s e que o computador e l i g a d o f i s i c a m e n t e ao p r o c e s s o t a n t o a t r a v e s de c a n a i s ou l i n h a s de a q u i s i g a o de dados q u a n t o a t r a v e s de l i n h a s de c o n t r o l e das v a r i a v e i s d e s t e p r o c e s s o . Desde os anos 60 quaji do os computadores comegaram a s e r u t i l i z a d o s em i n d u s t r i a s de p r o c e s s o ( 1 2 ) , f o r a m se c o n f i g u r a n d o d o i s t i p o s d i f e r e n t e s de l i g a g a o f T s i c a e n t r e as mesmas e o p r o c e s s o , r e p r e s e n t a n d o duas e s t r a t e g i a s d i f e r e n t e s q u a n t o ao seu uso como e l e m e n t o de cor^ t r o l e , sao e l a s : a) c o n t r o l e d i g i t a l d i r e t o — DDC - ( d i r e c t d i g i t a l c o n t r o l ) b) c o n t r o l e s u p e r v i s o r i o — CSC — (computer s u p e r v i s o r y c o n t r o l ) c o n t r o l e d i g i t a l d i r e t o Um s i s t e m a DDC pode s e r d e f i n i d o da s e g u i n t e m a n e i r a : "0 computador de c o n t r o l e mede d i r e t a m e n t e as v a r i a v e i s associa_ das ao p r o c e s s o . T a i s medidas sao e n t a o usadas em c o n j u n t o com o a l g o r i t m o de c o n t r o l e na geragao dos s i n a i s de c o n t r o l e nece£ s a r i o s a manutengao dos " s e t p o i n t s " de cada l o o p de c o n t r o l e do p r o c e s s o " . I s t o i m p l i c a que o computador e x e c u t a tambem o al_ g o r i t m o de c o n t r o l e das v a r i a v e i s , atuando o mesmo d i r e t a m e n t e s o b r e os a t u a d o r e s de c o n t r o l e ( v a l v u l a s s e n o i d a i s , aquecedores e e t c . ) ( F i g . 1 . 5 ) .

v e i s apenas para* a p 1 i cagoes mais s o f i s t i c a d a s , uma vez que alem do computador s e r m u i t o c a r o , h a v i a tambem o c u s t o do cabea_ mento e n t r e o me'smo* e os a t u a d o r e s e s e n s o r e s do p r o c e s s o . Gra d u a l m e n t e , no e n t a n t o , t a i s computadores f o r a m sendo substitu£ dos p o r m i n i - c o m p u t a d o r e s mais b a r a t o s , menores e mais f a c e i s de serem i n s t a l a d o s . Alem d e s t a e v o l u g a o , podem se c i x a r duas o u t r a s :

- 0 uso de m u l t i p i e x a d o r e s e d e m u l t i p i e x a d o r e s a n a l S g i c o s e c o n v e r s o r e s A/D e D/A d i m i n u i u c o n s i d e r a v e l _ mente o c u s t o da l i g a g a o f T s i c a e n t r e o computador e o p r o c e s s o alem de m i n i m i z a r os e f e i t o s do ruTdo nas l i n h a s de l i g a g a o , uma vez que a transmissao pas_ sou a s e r f e i t a d i g i t a l m e n t e ; - A i n s t a l a g a o de e s t a g o e s manual's, e s t a g o e s l o c a i s ou e s t a g o e s de o p e r a d o r e s , melhorou a c o n f i a b i l i da_ de do s i s t e m a p o i s , na e v e n t u a l i d a d e de f a l h a do c o m p u t a d o r , cada l o o p de c o n t r o l e p o d i a s e r monito_ rado e c o n t r o l a d o l o c a l m e n t e p e l o o p e r a d o r . c o n t r o l e s u p e r v i s o r i o (CSC)

0 c o r . t r o l e s u p e r v i s o r i o pode s e r definido como: "0 prp_ cesso e c o n t r o l a d o p o r c o n t r o l a d o r e s i n d i v i d u a i s localizados j u j i to ao mesmo. A fungao do computador e meramente supervisoria, ou s e j a , o mesmo f a z a medigao das v a r i a v e i s a s s o c i a d a s ao proces^ so e gera os s e t p o i n t s para os c o n t r o l a d o r e s . Os a l g o r i t m o s de c o n t r o l e das v a r i a v e i s sao e x e c u t a d o s l o c a l m e n t e p o r cada con_ t r o l a d o r " ( F i g . 1 . 6 ) . Os p r i m e i r o s s i s t e m a s de c o n t r o l e s u p e r v i _

8 s o r i o eram mais c a r o s que os de c o n t r o l e d i g i t a l d i r e t o uma vez que alem do computador s e n s o r e s e a t u a d o r e s eram necessarios a i n da um c o n t r o l a d o r para cada l o o p do p r o c e s s o .

A e v o l u c a o s o f r i d a nas t e c n i c a s de c o n t r o l e s u p e r v i s o r i o acompanhou o r i t m o s o f r i d o tambem p e l a s t e c n i c a s de c o n t r o l e d i g i t a l d i r e t o . Os problemas i n e r e n t e s a l i g a g a o f T s i c a en t r e o computador e o p r o c e s s o tambem f o r a m minimizados com o uso

de m u l t i p i e x a d o r e s; d e m u l t i p i e x a d o r e s e c o n v e r s o r e s A/D e D/A.

0 problema da c o n f i a b i 1 i d a d e do s i s t e m a com r e l a g a o a f a l h a do computador e m i n i m i z a d o no modo CSC, uma vez que cada c o n t r o l a d o r p e r m i t e o a j u s t e l o c a l do s e t p o i n t . Alem d i s s o es_ tes c o n t r o l a d o r e s possuem g e r a l m e n t e r e c u r s o s de m o n i t o r a g a o da v a r i a v e l sob c o n t r o l e a t r a v e s de m o s t r a d o r e s de s e t p o i n t e saj_ da de c o n t r o l e . 0 problema da t a x a de amostragem das v a r i a v e i s do p r o c e s s o , e x i s t e n t e no modo DDC uma vez que e s t a amostragem e f e i t a c o n t i n u a m e n t e p o r cada c o n t r o l a d o r .

1.3 - Os M i c r o p r o c e s s a d o r e s em C o n t r o l e de P r o c e s s o s

0 a d v e n t o dos m i c r o p r o c e s s a d o r e s no i n T c i o da decada de 70 t r o u x e a pos s i b i 1 i da de de l e v a r a computagao a quase to_ dos os n T v e i s de um s i s t e m a de c o n t r o l t c o m p u t a r i zado. 0 seu bai_ xo c u s t o a l i a d o a sua f l e x i b i 1 i dade v e i o p e r m i t i r um avango coji s i d e r a v e l nas t e c n i c a s de i mpl ementagao d e s t e s s i s t e m a s de coji t r o l e . Na t e c n i c a de c o n t r o l e d i g i t a l d i r e t o em algumas a p l i c a _ goes pode-se a t e u t i l i z a - l o em s u b s t i t u i g a o aos m i n i c o m p u t a d o r e s . E x i s t e n e s t e caso, no e n t a n t o , uma m a i o r l i m i t a g a o i m p o s t a

CONSOLE COMPU1AE0R •

O

INTERFACE r INTERFACE INTERFACE

1

INTERFACE i 1 KTUA.t>OREJS PROCESSO

•

TRftN^OUTORES

F I G U R A 1.5 Sistema d e c o n t r o l e d i g i t a l d i r e t o

INTERFACE *NJU.06tCA ~1 CONSOLE

•

i — *

(MTERrr.CC.

-f f" 1 j

-•

7 t PROCESSO R R N f t O U T O R E S

FIGURA 1.6

S i s t e m a de c o n t r o l e s u p e r v i s o r i o

NOERK.C o 6 IHFCSRMM:^ D= couTr-.ME i • i LONT'rsOLE M F\M U A L L H — I I ! fin DE A,^u^DO=,;a

i

1 1

T

Tlli/i/il"

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"i!:/i

/ / / / / / / / • P R 0 C C 5 S 0 , / / /

F I G U R A 1.7 S a i d a de

um sistema de controle D D C

u s a n d o e s t a g o e s d e o p e r a g a o l o c a l

p e l o mesmo com r e l a g a o a t a x a de amostragem das variaveis do p r o cesso e da execugao dos a l g o r i t m o s de c o n t r o l e . F a b r i c a n t e s de s i s t e m a s de c o n t r o l e do t i p o DDC c a l c u l a r a m para os p r i m e i r o s m i c r o p r o c e s s a d o r e s , baseados na v e l o c i d a d e dos mesmos, um nume

ro maximo de 32 l o o p ' s de c o n t r o l e em aplicagoes t T p i cas . Tais sis_ temas tern s i d o cada vez mais u t i l i z a d o s , tendo a p r e s e n t a d o bons r e s u l t a d o s .

Em c o n t r o l e s u p e r v i s o r i o o quadro e o mesmo. Gradua]_ m e n t e os c o n t r o l a d o r e s a n a l o g i c o s c o n v e n c i o n a i s tern s i d o s u b s t i _ t u T d o s p o r c o n t r o l a d o r e s d i g i t a i s a base de m i c r o p r o c e s s a d o r e s . Alem d i s t o os m i c r o p r o c e s s a d o r e s c r i a r a m tambem a p o s s i b i 1 i d a d e de se i m p l e m e n t a r novos t i p o s de s i s t e m a : os s i s t e m a s de proces_ samento d i s t r i b u T d o . Pode-se d e f i n i r t a i s s i s t e m a s como malhas de mi c r o p r o c e s s a d o r e s , mi n i computadores ou c o m p u t a d o r e s , i n t e r , l i g a d o s e n t r e s i p o s s u i n d o cada um, uma ou mais t a r e f a s computa_ c i o n a i s e s p e c T f i c a s h i e r a r q u i c a m e n t e d i s t r i b u T d a s . Neste t i p o de s i s t e m a o computador c e n t r a l ou m a s t e r , f i c a l i b e r a d o de t a r e f a s como a q u i s i g a o de dados do p r o c e s s o , e execugao de a l g u n s a l g o r i t m o s e s p e c f f i c o s de c o n t r o l e , f i c a n do com a t a r e f a de g e r e n c i a r a o p e r a g a o dos d i v e r s o s m i c r o p r o c e s s a d o r e s , i m p l e m e n t a r os a l g o r i t m o s de c o n t r o l e mais g e r a i s e s e r v i r de i n t e r f a c e e n t r e o o p e r a d o r do s i s t e m a e o p r o c e s s o , i m p r i m i n d o r e l a t o r i o s , e o u t r o s t i p o s de i n f o r m a g a o s o b r e o mes_ mo ( F i g . 1 . 8 ) . Costuma-se chamar t a i s s i s t e m a s de " s i s t e m a s de i n t e _ l i g e n c i a d i s t r i b u T d a " . Nos mesmos os m i c r o p r o c e s s a d o r e s sao i n

1 2 t e i r a m e n t e s u b o r d i n a d o s ao computador c e n t r a l , 1 i m i t a n d o - s e a e x e c u t a r t a r e f a s s o l i c i t a d a s p e l o mesmo, recebendo m u i t a s vezes j u n t o com as i n t e r f a c e s de a q u i s i g a o de dados e g e r a g a o dos s i n a i s dos c o n t r o l a d o r e s ou a t u a d o r e s , o nome de " p e r i f e r i c o i n t e _ l i g e n t e de a q u i s i g a o de dados e c o n t r o l e " . Um exemplo t T p i c o de um s i s t e m a d e s t e t i p o e o s i s t e m a HP2240A da H e w l e t t P a c h a r d . 0 uso d e s t e s p e r i f e r i c o s tern se diversificado cada vez m a i s , com a t e n d e n c i a cada vez m a i o r de se u t i l i z a r o c o n t r o l e d i s t r i b u T d o . Como r e f l e x o d e s t a e v o l u g a o veem-se a cada dia mais e mais s i s t e m a s d e s t e t i p o serem langados no mercado, podendo--se c i t a r o CAMAC da K i n e t i c Corp.; ANDS 7000 da A n a l o g i c Corp. e o compu DAS da S i g n a l L a b o r a t o r i e s . Alguns d e s t e s sistemas pos_

suem um s i s t e m a o p e r a c i o n a l que pode p e r m i t i r a sua operagao sem a i n t e r v e n g a o de um computador c e n t r a l . Neste caso d i z - s e que os mesmos operam no modo " s t a n d a l o n e " .

HARDWARE DO SISTEMA

Este C a p T t u l o a p r e s e n t a o hardware b a s i c o do PROSAD, que se c o n s t i t u i de uma unidade c e n t r a l de p r o c e s s a m e n t o , c i r _ c u i t o s de c l o c k e r e s e t , u n i d a d e de memoria, i n t e r f a d e de v i a s e a l g u n s c a r t o e s de E/S. 0 p r o j e t o da i n t e r f a c e p a r a TTY (RS 232 C e i n t e r f a c e em l o o p de c o r r e n t e -20A) ou TTY nao sera apre_ s e n t a d o , uma vez que seu p r o j e t o e s i m p l e s j a havendo uma boa documentagao a e s t e r e s p e i t o .

2 - INTRODUQAO

0 PROSAD e um s i s t e m a de a q u i s i g a o de dados e contro_ l e de p r o c e s s o s c o n t r o l a d o a m i c r o p r o c e s s a d o r , com f i n s g e r a i s de a p l i c a g a o . F o i c o n c e b i d o , segundo a f i l o s o f i a de s i s t e m a s co

14 mo o CAMAC da K i n e t i k Corp. (USA), o compuDAS da S i g n a l Labora_ t o r i e s e o HP 2240A da H e w l l e t Pachard (USA). Suas p o s s i b i l i d a _ des de u t i l i z a g a o sao m u i t a s , podendo serem c i t a d a s :

- c o n t r o l e de p r o c e s s o s i n d u s t r i a l ' s ; - c o n t r o l e n u m e r i c o ; - a q u i s i g a o de dados de c a r a c t e r f s t i c a s g e r a i s como, dados m e t e o r o l o g i c o s ; - a p l i c a g o e s em e n g e n h a r i a b i o m e d i c a ; - automagao de l a b o r a t o r i e s de p e s q u i s a . A t u a l m e n t e o mesmo se e n c o n t r a c o n f i g u r a d o no modo STAND ALONE, ou s e j a , opera sem e s t a r sob comando de um o u t r o computador de m a i o r p o r t e . Complementagoes no seu hardware e seu s o f t w a r e podem s e r f e i t a s no s e n t i d o de que o mesmo opere como

p r o c e s s a d o r tipo"FR0NT ENDuem s i s t e m a s d i s t r i b u T d o s .

Suas p r i n c i p a i s c a r a c t e r T s t i c a s sao:

- um hardware que p e r m i t e ao s i s t e m a o p e r a r com a t e 256 d i f e r e n t e s c i r c u i t o s de a q u i s i g a o de dados e c o n t r o l e , po dendo est-2S c i r c u i t o s serem de 8 ou 12 b i t s ;

- uma l i n g u a g e m de programagao p r o p r i a , s u p e r i o r aos a s s e m b l e r s dos m i c r o p r o c e s s a d o r e s .

P ROSAD

SMt>A. ANALOGIC A E.WTRA.DA. Di6frAL DE.TE.£C»Q DE EVE.NTOS. COUTP\CTOR.E.C C o n t A D O R . DRIVER 0£ MOT OK Pr^.o A PAS£,0 0^

FIGURA 2.1 E x e m p l o s d e a p l i c a g a o d o sistema P R O S A D

16

2.1 - A r q i M t e t u r a do S i s t e m a

0 PROSAD e c o n s t i t u T d o de uma UCP (Unidade C e n t r a l de

P r o c e s s a m e n t o ) , m e m o r i a com c a p a c i d a d e i n i c i a l de 8 K b y t e s de RAM e 2 K b y t e s de EPROM, m o d u l o de i n t e r f a c e p a r a t e l e i m p r e s s o _ ra e t e r m i n a l de vTdeo, uma i n t e r f a c e de v i a s e de v a r i o s c i r _ c u i t o s p a r a a q u i s i g a o de d a d o s e c o n t r o l e ( o u c a r t o e s de E/S). A f i g u r a 2.2 m o s t r a a a r q u i t e t u r a do mesmo. 2.1.1 — U n i d a d e C e n t r a l de P r o c e s s a m e n t o

A UCP do Prosad e c o n s t i t u T d a do mi croprocessador MC 6800 da m o t o r o l a , o MC 6800 e d e n t r e os m i c r o s de 8 b i t s um d o s m a i s u t i l i z a d o s . Embora s e u uso e s t e j a em d e c l T n i o , d e v i d o ao a d v e n t o de 16 b i t s , m a i s r a p i d o s e p o t e n t e s s e n d o p o r t a n t o m a i s adequa_ dos ao u s o em c o n t r o l e de p r o c e s s o s , 0 MC 6800 p o s s u i um bom c o £ j u n t o de i n s t r u g o e s , uma a r q u i t e t u r a s i m p l e s e c o n t a com a vaji t a g e m de s e r j u n t a m e n t e com s u a f a m T l i a de c i r c u i t o s , e n c o n t r a d o com r e l a t i v a f a c i l i d a d e em n o s s o p a T s . Suas p r i n c i p a i s c a r a c t e _ r T s t i c a s s a o : - t e c n o l o g i a N M0S d i n a m i c a , c o m p a t T v e l com c i r c u i t o s TTL; - p a l a v r a de 8 b i t s ; - p o s s u i 6 t i p o s de e n d e r e g a m e n t o : d i r e t o , i m e d i a t o , i n e r e n t e , r e l a t i v o , e x t e n d i d o e i n d e x a d o ; - p o s s u i 6 r e g i s t r o s . Dois d e l e s s a o a c u m u l a d o r e s de uso g e r a l c o n t e n d o 8 b i t s c a d a , um c o n t a d o r de prp_

INTERFACE RS 232 20 mA

A A A

RESET MEMdRIA

A A

dado | | e n d e r e c o c o n t r o l e l NT ERF. DE VIAS FIGURA ?.? A r q u i t e t u r a do PROSAH 4

18 grama de 16 b i t s , um r e g i s t r o de i n d e x a g a o de 16 b i t s , um r e g i s t r o de i n d e x a g a o de 16 b i t s , um regis_ t r o de STATUS de programa de 8 b i t s , e um a p o n t a d o r de p i l h a de 16 b i t s ; - p o s s u i um c o n j u n t o de 72 i n s t r u g o e s ; - atende a d o i s t i p o s de i n t e r r u p c a o p o r h a r d w a r e : i n t e r r u p g a o m a s c a r a v e l ( I R Q ) , i n t e r r u p c a o nao m a s c a r £ v e l ( N M I ) , e um t i p o de i n t e r r u p g a o p o r s o f t w a r e (SWI) . Mais i n f o r m a g o e s s o b r e e s t e m i c r o p r o c e s s a d o r podem s e r e n c o n t r a d a s no Apendice 2.1.2 - C i r c u i t o s de Clock e Reset para o M i c r o p r o c e s s a d o r 0 MC 6800 n e c e s s i t a de d o i s c l o c k s e x t e r n o s e ^ de_ f a s a d o s e n t r e s i de 1 8 0 ° . E x i s t e m v a r i a s opcoes com r e l a g a o a imp! erne ntagao do c i r c u i t o de geragao d e s t e s c l o c k s , sendo o os_ c i l a d o r a c r i s t a ! o mais adequado quando se d e s e j a uma e s t a b i l i _ dade m u i t c g r a n d e , nas f r e q u e n c i e s dos mesmos. Uma opgao mais b a r a t a e se u t i l i z a r m o n o e s t a v e i s na geragao d e s t e s c l o c k s . No caso do PROSAD o p t o u - s e p e l o u s o de m o n o e s t a v e i s . 0 c i r c u i t o de RESET do mi c r o p r o c e s s a d o r e das p i a s e a c i a s e m o s t r a d o j u n t a _ mente com o g e r a d o r de c l o c k s ' s

2.1.3 - B u f f e r s das V i a s de Dados

e Enderecos do M i c r o p r o c e s s a d o r

Segundo dados f o r n e c i d o s p e l o s f a b r i c a n t e s do MC 6800 e s t e m i c r o p r o c e s s a d o r p o s s u i , quando u t i l i z a d o com c i r c u i t o s de

sua f a m T l i a um FAN OUT de 10, No PR0SAD o numero de c i r c u i t o s

que c o m p a r t i l h a m as v i a s de dados e e n d e r e c o s e a t u a l m e n t e 22 podendo a u m e n t a r . T o r n a - s e , p o r t a n t o , n e c e s s a r i o i n t r o d u z i r b u f f e r s nas mesmas. Os c i r c u i t o s u t i l i z a d o s como b u f f e r s sao o 8T26 e o 8T95.

2.1.4 - Unidade de Memoria

A u n i d a d e de memoria do s i s t e m a e c o n s t i t u T d o de 8 me m o r i a s RAM's e s t a t i c a s de 1024 x 4 b i t s cada, a g r u p a d a s de modo a f o r m a r um a r r a n j o de memoria de 4.096 x 8 b i t s e duas memo^ r i a s EPROM's de 1024 x 8 b i t s cada.

0 d e c o d i f i c a d o r de e n d e r e g o s u t i l i z a d o na s e l e g a o dos d i v e r s o s " c h i p s " de memoria e c o n s t i t u T d o de 2 deMUX de 1 para 8. I s t o p o s s i b i l i t a a expansao a u t o m a t i c a da u n i d a d e de memoria pa_ ra 8.192 b y t e s de RAM e 5.120 b y t e s de EPR0M.

As memorias u t i l i z a d a s n e s t e a r r a n j o sao a RAM 2114 e a EPROM 2708. A e s c o l h a das mesmas se deu baseada, no caso das RAM's em t r e s f a t o r e s : v e l o c i d a d e , c a p a c i d a d e e d i s p o n i b i 1 i d a d e no mercado e no caso das EPROM's na f a c i l i d a d e de e q u i p a m e n t o para a sua programagao.

2.1.5 - Memoria RAM

20

A p r i m e i r a p a g i n a da m e m o r i a RAM e u t i l i z a d a na c r i a cao de 256 r e g i s t r o s de 1 b y t e os q u a i s sao chamados de r e g i s t r o s de E/S do p r o c e s s o . A f u n g a o d e s t e s r e g i s t r o s e armazenar os dados r e s u l t a n t e s da c o m u n i c a g a o p r o c e s s a d o r •* • p r o c e s s o . Os mesmos s e r a o t r a t a d o s com mais d e t a l h e s na secgao 2.1.12 des t e c a p T t u l o . A o u t r a a r e a da memoria RAM e u t i l i z a d a para arma zenamento do programa do u s u a r i o , r a s c u n h o e area de t r a b a l h o do c o m p i l a d o r da q u a l se f a l a r a no c a p T t u l o

2.1.6 - Memoria EPROM

0 s o f t w a r e d e s e n v o l v i d o a t e 0 momento para 0 PROSAD

c o n s i s t e de um c a r r e g a d o r , um programa gerenciador de t a r e f a s e um macro a s s e m b l e r . T a i s programas ocupam aproximadamente 2 K bytes de memoria e sao armazenados em duas EPROM's 2708.

2.1.7 - A I n t e r f a c e de V i a s

D e n t r e os modulos que compoem 0 s i s t e m a PROSAD, a i j n

t e r f a c e de v i a s e j u n t a m e n t e com a UCP 0 mais i m p o r t a n t e . I s t o

se deve ao f a t o de que as c a r a c t e r T s t i c a s de u n i v e r s a l i d a d e do s i s t e m a sao i n t r i n s e c a m e n t e dependentes da mesma. Em um s i s t e m a de c o n t r o l e de p r o c e s s o s os t i p o s de i n f o r m a g a o " t r o c a d a s " en

t r e 0 p r o c e s s a d o r e os c a r t o e s de a q u i s i g a o e c o n t r o l e sao qua_

t r o : dados ( e n t r a d a e s a T d a ) , s i n a i s de c o n t r o l e , s i n a i s de es_

t a d o (STATUS) e s i n a i s de se 1 e c i0 n a m e n t o dos c a r t o e s (enderega_

m e n t o ) . Destes 4 t i p o s , d o i s sao de i m p o r t a n c i a p r i m o r d i a l : os s i n a i s de c o n t r o l e e os de e s t a d o . P a r t i n d o - s e do f a t o de que

t a n t o mais v e r s a t i l e um s i s t e m a q u a n t o m a i o r f o r a v a r i e d a d e de c a r t o e s de E/S que o mesmo pode s u p o r t a r , pode-se d i z e r que t a n t o mais v e r s a t i l e o s i s t e m a q u a n t o m a i o r f o r o numero de s i _ n a i s de e s t a d o e de c o n t r o l e e x i s t e n t e s nas suas v i a s de comuni_ cagao com os c a r t o e s de E/S. Este r a c i o c ^ n i o n o r t e o u o p r o j e t o da i n t e r f a c e de v i a s do PROSAD.

2.1.8 - A r q u i t e t u r a da I n t e r f a c e

A f i g u r a 2.3 m o s t r a o d->'agrama de b l o c o s da i n t e r f a _ ce de v i a s . A mesma e composta de 6 r e g i s t r o s de 8 b i t s cada. Exceto os p e d i d o s de i n t e r r u p g a o s o l i c i t a d o s p e l o s c a r t o e s de E/S ao p r o c e s s a d o r , t o d a i n f o r m a g a o e n t r e o p r o c e s s a d o r e e s t e s c a r t o e s f l u e a t r a v e s d e s t e s r e g i s t r o s . A f u n g a o b a s i c a d e s t a i j i t e r f a c e e s e r v i r como m u l t i p i i c a d o r de v i a s para o p r o c e s s a d o r . R e g i s t r o s de dados A t r a v e s d e s t e s r e g i s t r o s o p r o c e s s a d o r e capaz de l e r ou e s c r e v e r dados de 8 ou de 12 b i t s no p r o c e s s o . Ma comunica_ gao de 8 b i t s sao u t i l i z a d o s os r e g i s t r o s <)> para l e i t u r a e 1 pa_ ra e s c r i t a . Os r e g i s t r o s 2 e 3 sao de 4 b i t s cada, sendo u t i l i _ zados onde se r e q u e i r a a m a n i p u l a g a o de dados de 12 b i t s .

R e g i s t r o de c o n t r o l e

A t r a v e s do r e g i s t r o de c o n t r o l e o p r o c e s s a d o r e n v i a os p o s s T v e i s s i n a i s de c o n t r o l e p a r a os c a r t o e s de E/S. Como es_ t e r e g i s t r o p o s s u i 8 b i t s o p r o c e s s a d o r e capaz de g e r a r atra_ ves da i n t e r f a c e , a t e 8 s i n a i s d i f e r e n t e s de c o n t r o l e . D e n t r e es_

22 tes s i n a i s destacam-se o DST ( d a t a s t r o b e ) , o DTE ( d a t a t r a n s f e r e n a b l e ) e o RESET.

b7 b6 b5 b4 b3 b2 b i bo

RESET DTE DST

T r a t a r e m o s em mais d e t a l h e s d e s t e s s i n a i s na seccao 2.1.13.1 deste ca p T t u l o .

R e g i s t r o de estado dos c a r t o e s

0 r e g i s t r o de e s t a d o f o r n e c e ao p r o c e s s a d o r informa_ goes a c e r c a do e s t a d o em que se e n c o n t r a m os c a r t o e s de E/S. A exemplo do r a g i s t r o de c o n t r o l e , o de e s t a d o s pode f o r n e c e r ao p r o c e s s a d o r a t e 8 s i n a i s d i f e r e n t e s . -f R e g i s t r o de enderegos A t r a v e s do r e g i s t r o de e n d e r e g o s , o p r o c e s s a d o r sele_ c i o n a o c a r t a o a t r a v e s do q u a l em d e t e r m i n a d o i n s t a n t e se comu_ n i c a r a com o p r o c e s s o . 0 enderegamento e e s s e n c i a l , uma vez que a i n t e r l i g a g a o e n t r e a i n t e r f a c e e os c a r t o e s e f e i t a a t r a v e s de v i a s . Qualquer s i n a l e n v i a d o p e l o p r o c e s s a d o r a um c a r t a o de E/S chegara v i r t u a l m e n t e a t o d o s os c a r t o e s , no e n t a n t o somente

c c a r t a o s e l e c i o n a d o s e r a a t i v a d o . Como o r e g i s t r o de enderegor.

p o s s u i 8 b i t s , o s i s t e m a PROSAD e capaz de o p e r a r com a t e 256 c a r t o e s de E/S s i m u l t a n e a m e n t e .

2.1.9 - A Comunicacao P r o c e s s a d o r •« • C a r t a o de E/S

A comunicagao e n t r e o p r o c e s s a d o r e um c a r t a o de E/S pode s e r f e i t a de d o i s modos: modo d e d i c a d o e nao d e d i c a d o . A d i f e r e n g a e x i s t e n t e e n t r e os d o i s e que no p r i m e i r o , o p r o c e s s a d o r , uma vez i n i c i a d a a comunicagao f i c a r a a e s p e r a do s i n a l de e s t a d o a v i s a n d o ao mesmo que a t r a n s f e r e n c i a do dado f o i comple t a d a . No segundo caso o p r o c e s s a d o r i n i c i a a operagao de l e i t u ra ou e s c r i t a mas nao e s p e r a o s i n a l de e s t a d o que indique o f i m da o p e r a g a o . 0 t e s t e d e s t e s i n a l pode ou nao s e r f e i t o , f i c a n d o e s t a e s c o l h a a c r i t e r i o do u s u a r i o . 0 t e s t e do s i n a l de e s t a d o e i m p o r t a n t e onde h a j a n e c e s s i d a d e de se e f e t u a r uma operagao de handshake* e n t r e o p r o c e s s a d o r e o c a r t a o . Nos modos de l e i t u ra e e s c r i t a nao d e d i c a d a o handshake e o p c i o n a l devendo s e r f e i _ t o apenas em operagoes r e p e t i d a s com o mesmo c a r t a o .

2.1.10 - V e l o c i d a d e de L e i t u r a e E s c r i t a

A p a r t i r de um r a p i d o exame da a r q u i t e t u r a da i n t e r f a ce de v i a s pode-se v e r i f i c a r que as operagoes de a q u i s i g a o de dados ou saTda de v a r i a v e l de c o n t r o l e para o p r o c e s s o ( l e i t u r a ou e s c r i t a ) sao r e l a t i vamente l e n t a s . Desprezando o tempo de res_ p o s t a de um c a r t a o de e n t r a d a , uma operagao de l e i t u r a d e d i c a d a o p r o c e s s a d o r deve e x e c u t a r a r o t i n a mostrada. na p a g . 9 4 .

Para uma f r e q u e n c i a de c l o c k de 1 MHz t e r T a m o s , segundo dados f o r n e c i d o s p e l o f a b r i c a n t e , um tempo t o t a l de 2 6 u s .

V I A S L G

K I C R O P R O C E S S A D O R

24

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Diagraraa de b l o c o s da i n t e r f a c e d e v i a s

2.1.11 - Implementacao da I n t e r f a c e

. .. * . A i n t e r f a c e de v i a s e implementada u t i 1 i zando t r e s PIA's ( p e r i p h e r a l i n t e r f a c e a d a p t e r ) MC 6820 da MOTOROLA. Cada uma des_ t a s p i a ' s p o s s u i a l e m de s e u s r e g i s t r o s de c o n t r o l e de operagao d o i s r e g i s t r o s de dados de 8 b i t s cada, chanados de: r e g i s t r o de dados A e r e g i s t r o de dados B. Cada um d e s t e s registros pode f u n c i o n a r como r e g i s t r o de e n t r a d a ( r e g i s t r o de l e i t u r a ) ou r e g i s t r o de saTda ( r e g i s t r o de e s c r i t a ) . A e s c o l h a de um d e s t e s d o i s modos e f e i t a a t r a v e s da programagao do r e g i s t r o de d i r e g a o de dados da PIA. Na i n t e r f a c e de v i a s cada uma das p i a s , e x c e t o a PIA 2, e procramada de modo a c o n t e r um r e g i s t r o de e n t r a d a e o u t r o de s a T d a . Na PIA 2 o r e g i s t r o de dados A e programado de modo a o p e r a r como d o i s r e g i s t r o s de 4 b i t s cada, um de e n t r a d a e o u t r o de s a T d a . Maiores d e t a l h e s sobre e s t a s PIA's podem s e r o b t i d o s no A p e n d i c e I V .

2.1.12 - R e g i s t r o s de Dados do Processo

Em uma operagao de l e i t u r a ou de e s c r i t a , a informa^ gao t r o c a d a e n t r e o m i c r o p r o c e s s a d o r e o p r o c e s s o a t r a v e s de um c a r t a o q u a l q u e r de E/S e sempre armazenada em um b y t e da memo r i a RAM l o c a l i z a d o na p r i m e i r a p a g i n a da mesma. Cada c a r t a o de E/S do s i s t e m a p o s s u i um b y t e p r o p r i o ao qua! da-se o nome de r e g i s t r o de dados do p r o c e s s o . 0 PROSAD e capaz de o p e r a r com a t e 256 c a r t o e s de E/S, s i mul t a n e a m e n t e , com os enderegos des_ t e s c a r t o e s v a r i a n d o e n t r e ,00 e FF ( h a x a d e c i m a l ) . Como t a i s re_ g i s t r o s se e n c o n t r a m na p r i m e i r a p a g i n a da memoria, os endere

gos dos mesmos correspondem aos enderegos dos c a r t o e s de E/S que The sao c o r r e s p o n d e n t e s . Por exemplo, o c a r t a o de enderego AF t e r a um r e g i s t r o c u j o enderego e tambem AF. 0 o b j e t i v o do uso d e s t e s r e g i s t r o s e "memorizar" o u l t i m o dado t r a n s a c i o n a d o en t r e o p r o c e s s a d o r e o p r o c e s s o a t r a v e s dos c a r t o e s de E/S. Des t a forma pode-se quando n e c e s s a r i o l e r os mesmos d i r e t a m e n t e na memori a.

2.1.13 - C a r t o e s de E/S

A t r a v e s dos c a r t o e s de E/S se processam todas as ope_ ragoes de a q u i s i g a o de dados ou de saTda de s i n a i s de c o n t r o l e no PROSAD. A v a r i e d a d e na c o n f i g u r a g a o d e s t e s c a r t o e s de i n t e r _ f a c e pode s e r m u i t o grande e a e s c o l h a das mesmas depende basi_ camente das c a r a c t e r T s t i c a s do p r o c e s s o a s e r c o n t r o l a d o . A t T t u l o de exemplo podem s e r c i t a d o s :

CtVLta.0 dz zntiada analoglca - E u t i l i z a d o na a q u i s i g a o de dados

p r o v e n i e n t e s de t r a n s d u t o r e s de p r e s s a o , de t e m p e r a t u r a , de va_ zao ou q u a i s q u e r o u t r o s i n s t r u m e n t o s de medigao que f o r n e g a m in_ formagao na forma de um s i n a l a n a l o g i c o . 0 PROSAD e compatTvel com c a r t o e s de 8 ou 12 b i t s ;

Cartao do. haXda. analoglca - £ u t i l i z a d o na geragao de sinais ana_

l o g i c o s para a t u a g a o de c o n t r o l a d o r e s ou a t u a d o r e s que requej_ ram s i n a i s a n a l o g i c o s na e n t r a d a como p o r exemplo, c o n t r o l a d o _ res c o n v e n c i o n a i s com e n t r a d a de s e t p o i n t ;

Cartao da zntnada digital — E u t i l i z a d o na l e i t u r a de s i n a i s d i

g i t a i s p r o v e n i e n t e s de c h a v e s de c o m u t a g a o , s e n s o r e s d i g i t a i s , v o l t T m e t r o s ou a m p e r T m e t r o s d i g i t a i s ou q u a i s q u e r o u t r o s d i s p o s i t i v o s de m e d i d a q u e tenham s a T d a d i g i t a l . A e x e m p l o dos c a r t o e s a n a l o g i c o s e s t e t i p o de c a r t a o pode t e r 8 ou 12 b i t s ;

Cartao d<i iaZda digital — E u t i l i z a d o na a t i v a g a o de c h a v e s de

e s t a d o s o l i d o , r e l e s de c o n t a c t o , r e l e s do t i p o s o l e n o i d e , d i s _ p l a y s d i g i t a i s , p a i n e i s de s i n a l i z a g a o d i g i t a i s , ou c o n t r o l a d o _ r e s e a t u a d o r e s que r e q u e i r a m um s i n a l d i g i t a l como e n t r a d a ;

Rzloglo dz tempo nzal — Usado na g e r a g a o de uma base de tempo ou

na c o n t a g e m do t e m p o , i n d i s p e n s a v e i s na o p e r a g a o em tempo r e a l do s i s t e m a .

Neste t r a b a l h o f o r a m c o n s i d e r a d o s p a r a e f e i t o de e s t u _ do os c a r t o e s de e n t r a d a d i g i t a l , de s a T d a d i g i t a l e o c a r t a o de d e t e c g a o de e v e n t o s , o q u a l s e r a m o s t r a d o em d e t a l h e s na sec_ gao d e s t e c a p T t u l o . O u t r o s t i p o s de c a r t a o como os de ejn t r a d a a n a l o g i c a e s a T d a a n a l o g i c a tambem s e r a o c o n s i d e r a d a s nu ma s e g u n d a e t a p a do t r a b a l h o . 2.1.13.1 - Cartao de SaTda D i g i t a l A f i g u r a 2 . 4 m o s t r a o d i a g r a m a de b l o c o s d e s t e ca_r t a o . 0 mesmo e c o n s t i t u T d o d e : b l o c o de c o n t r o l e , b l o c o de d e c o d i f i c a g a o de e n d e r e g o e b l o c o de a r m a z e n a m e n t o .

D A D O

M B E B E Q O

D o .

D T E

C3»-D A C3»-D O

G A T E

TFT. A fl R D Y o-P I G U E A 2 . 4

D i a g r a m a de b l o c o s do cartao de s o I d a

d i g i t a l

bloco de c o n t r o l e

DST ( d a t a s t r o b e ) - g e r a o s i n a l de c l o c k para a c i o n a mento do r e g i s t r o . Este s i n a l comanda o c a r r e g a m e n t o do dado d i s ponTvel no r e g i s t r o ij> da i n t e r f a c e de v i a s no c a r t a o .

DTE ( d a t a t r a n s f e r e n a b l e ) - o s i n a l DTE e p a r t i c u l a r ^ mente i m p o r t a n t e quando o c a r t a o e s t a l i g a d o a um c o n t r o l a d o r , a t u a d o r ou o u t r o d i s p o s i t i v o de saTda que n e c e s s i t a um s i n a l in d i c a n d o a v a l i d a c a o de um dado. Ao r e c e b e r o s i n a l DTE o b l o c o de c o n t r o l e gera s i n a l "GATE" i n d i c a n d o que um novo dado " v a l i _ do" se e n c o n t r a no c a r t a o .

FLAG — I n d i c a ao b l o c o de c o n t r o l e que o dado f o i l i _ do p e l o a t u a d o r ou c o n t r o l a d o r .

READY - I n d i c a ao p r o c e s s a d o r que a operagao de saTda do dado f o i c o n c l u T d a e um novo dado j a pode s e r e n v i a d o ao car. t a o .

IRQ - 0 s i n a l de IRQ ao c o n t r a r i o do DIE, DST e READY e a p l i c a d o d i r e t a m e n t e ao p r o c e s s a d o r a t r a v e s do p i n o de IRQ do mesmo. 0 uso d e s t e s i n a l e o p c i o n a l . 0 u s u a r i o podera u t i l i z a

-- l o no modo de e s c r i t a nao d e d i c a d a quando d e s e j a r que o proces_ sador r e t o r n e ao c a r t a o a t r a v e s de um p e d i d o de i n t e r r u p g a o .

R e g i s t r o — E usado no armazenamento do dado no car_ t a o . Seu tamanho pode s e r de 8 ou 12 b i t s .

b l o c o de d e c o d i f i c a g a o de e n d e r e g o

Conforme f o i d i t o a n t e r i o r m e n t e o enderegamento dos c a r t o e s de E/S e i n d i s p e n s a v e l , uma vez que os mesmos se comuni_

30 cam com o p r o c e s s a d o r a t r a v e s de v i a s . 0 d e c o d i f i c a d o r de enderegos c o n s i s t e do s e g u i n t e c i r cui t o : •—

3 L

Este d e c o d i f i c a d o r de enderegos e u t i l i z a d o em todos os c a r t o e s do s i s t e m a .

A t i v a g a o de v a r i o s c a r t o e s simultaneamente

Como f o i d i t o a n t e r i o r m e n t e o PROSAD e compatTvel com c a r t o e s de 8 ou 12 b i t s . Em d e t e r m i n a d a s a p l i c a g o e s , pode no en t a n t o s u r g i r a n e c e s s i d a d e de se t r a n s m i t i r para o p r o c e s s o , si_

mul taneamente mais de 12 b i t s , ou s e j a , se d e s e j a e s c r e v e r si_

t o e s . No Prosad e s t e t i p o de t r a n s f e r e n c i a tambem pode o c o r r e r . Neste caso o s i n a l DTE so s e r a gerado p e l o p r o c e s s a d o r depois de todos os dados j a haverem s i d o t r a n s f e r i d o s para seus r e s p e c t i vos c a r t o e s . 0 f l u x o g r a m a da p a g i n a 3 3 i l u s t r a e s t a o p e r a g a o .

2.1.13.2 - Cartao de E n t r a d a D i g i t a l

0 c a r t a o de e n t r a d a d i g i t a l e na sua e s s e n c i a seme l h a n t e ao de saTda d i g i t a l . N e l e , porem, o s i n a l DST nao e u t i l i z a d o , uma vez que a geragao do s i n a l de c a r r e g a m e n t o do dado no l a t c h e gerado p e l o FLAG. A exemplo do c a r t a o de saTda d i g j _ t a l , e s t e tambem pode t e r um comprimento de p a l a v r a de 8 ou 12 b i t s .

A exemplo das p o s s i b i l i d a d e s de u t i l i z a g a o do c a r t a o de saTda d i g i t a l , o PROSAD pode f a z e r a a q u i s i g a o simultanea dos' dados de v a r i o s c a r t o e s de e n t r a d a . 0 f l u x o g r a m a da p a g i n a 3 4 i l u s t r a e s t a o p e r a g a o .

IRQ — Este s i n a l deve s e r u t i l i z a d o quando no modo de l e i t u r a nao d e d i c a d a o r e t o r n o do p r o c e s s a d o r ao c a r t a o se f i _ zer a t r a v e s de uma i n t e r r u p g a o .

2.1.13.3 — C a r t a o d t Detecgao de Eventos Este c a r t a o f a z a m o n i t o r a g a o de um dado d i g i t a l qual_ quer do p r o c e s s o . Esta m o n i t o r a g a o c o n s i s t e na comparagao de um dado de r e f e r e n d a armazenado no c a r t a o e o dado do p r o c e s s o . Se o r e s u l t a d o da comparagao f o r f a l s o o c a r t a o i n f o r m a ao pro_ c e s s a d o r . A d e t e c g a o de uma o c o r r e n c i a d e s t e t i p o , a qua! da-se

32

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I

"BE3EIA" c a r t o e s FB»T

a q u i o nome de e v e n t o e m u i t o i m p o r t a n t e quando se quer t e r uma r e s p o s t a r a p i d a do s i s t e m a a uma mudanga c r T t i c a de uma v a r i a v e l do p r o c e s s o . Tome-se o s e g u i n t e exemplo: Em um d e t e r m i n a d o p r o c e s s o e x i s t e m 4 r e l e s R-, , R„> R3 e R^ os q u a i s em regime de e s t a d o devem e s t a r : R -J = 1 i g a d 0 = 1 R2 = d e s 1 i gado = 0 R ^ ^ d e s l i g a d o ^ O R4 = 1 i gado = 1 A t r a v e s do c a r t a o de d e t e c g a o de e v e n t o s pode-se i n f o r _ mar r a p i d a m e n t e ao p r o c e s s a d o r q u a l q u e r mudanca no e s t a d o de um ou mais r e l e s . Uma m o n i t o r a g a o d e s t e t i p o pode tambem s e r f e i t a

a t r a v e s do c a r t a o de e n t r a d a d i g i t a l . Neste caso 0 p r o c e s s a d o r

se e n c a r r e g a r i a da mesma, no e n t a n t o q u a n t o a mudanga da v a r i S

v e l m o n i t o r a d a r e q u e r e r uma r e s p o s t a m u i t o r a p i d a do s i s t e m a 0

uso d e s t e c a r t a o pode-se f a z e r n e c e s s a r i o . Tres t i p o s de 'compa_ ragao podem s e r f e i t o s com e s t e c a r t a o :

dado do p r o c e s s o > dado de r e f e r e n c i a ? dado do p r o c e s s o < dado de r e f e r e n c i a ? dado do p r o c e s s o = dado de r e f e r e n c i a ?

A f i g u r a 2 . 6 mostra 0 diagrama de b l o c o s do c a r t a o

de d e t e c g a o de e v e n t o s . 0 mesmo e c o n s t i t u T d o de 2 r e g i s t r o s de dados de 8 b i t s cada, um comparador de m a g n i t u d e s de 8 b i t s , 2 d e c o d i f i c a d o r e s de e n d e r e g o , um b l o c o de c o n t r o l e e um s e l e t o r de t i p o de comparagao.

36

D A D O D E

R E E E R E N C I A

S I R E G I S T R O

D A D O S

f <

1

D E s> D S T

DE

E N D .

R u Y U Ml)

IRQ

D A D O D O

P R O C E S S O

7

_i

R E G I S T R O

I

COMPAflADOR

CONTROL]

I

I T

i r «*f J S E E E <J- [ T O E =13-1—

FIGURA 2.6 D i a g r o m a de b l o c o s do c a r t a o de d e t e c g a o

de e v e n t o s

Compatiadon. — 0 c o m p a r a d o r de m a g n i t u d e e c o n s t i t u T d o

de

2

c o m p a r a d o r e s de

4

b i t s

(7485)

l i g a d o s em c a s c a t a de modo a f o r m a r um c o m p a r a d o r de 8 b i t s . A s e l e c a o do t i p o de compara_ cao a s e r f e i t a p e l o mesmo e f e i t a a t r a v e s do s e l e t o r de compa. r a c a o . Este s e l e t o r pode s e r i m p l e m e n t a d o de duas f o r m a s : com uma c h a v e m i n i a t u r a do t i p o ' ' d i p s w i t c h "1 ou com um c o n j u n t o de F l i p F l o p ' s t i p o D, como m o s t r a m as f i g u r a s 2.T e 2.8 . A l-i r ) ₄

F I G U R A 2 . 7 S e l e t o r de c o m p a r a g a o u s and o " d i p switch-"

F I G U R A 2 . 8 S e l e t o r de m a g n i t u d e u s a n d o "Flip F l o p ' s "

38

A d i f e r e n g a p r o p o r c i o n a d a p e l o s d o i s t i p o s de s e l e t o res e que a programagao do p r i m e i r o e f e i t a manualmente no p r o p r i o c a r t a o , ao passo que a do segundo pode s e r f e i t a p o r s o f t w a r e . A vantagem da programagao p o r s o f t w a r e e que o t i p o de com paragao pode s e r mudado p e l o p r o p r i o p r o c e s s a d o r . Neste caso o c a r t a o e programado a t r a v e s de uma p a l a v r a de 11 b i t s onde os 3 b i t s mais s i g n i f i c a t i v o s r e p r e s e n t a m o t i p o de comparagao e os 8 b i t s r e s t a n t e s o dado de r e f e r e n c i a .

T i p o de comparagao

b1 0 b9 b

8

b7 b

6

b

5

Dado do p r o c e s s o > Dado de REFER? 0 1 1 Dado

Dado Dado

Dado do p r o c e s s o < Dado de REF? 1 0 1

Dado Dado Dado

Dado do p r o c e s s o = Dado de REF? 1 1 0

Dado Dado Dado 2.2 - C o n s i d e r a g o e s A d i c i o n a i s Sobre o P r o j e t o dos C a r t o e s de E/S Os c a r t o e s de e n t r a d a d i g i t a l e saTda d i g i t a l p r o j e t a _ dos sao capazes de o p e r a r nos modos d e d i c a d o ou nao d e d i c a d o , podem ou nao i n t e r r o m p e r o p r o c e s s a d o r e podem s e r a t i v a d o s em c o n j u n t o , p e r m i t i n d o t r a n s f e r e n c i as de dados de c o m p r i m e n t o va_ r i a v e l . 0 u s u a r i o d i s p o e , p o r t a n t o , de v a r i a s opgoes q u a n t o a operagao dos mesmos. Em a p l i c a g o e s onde se d e s e j a m i n i m i z a r o c u s t o dos c a r t o e s de E/S o hardware dos mesmos pode s e r s i m p l i _ f i c a d o .

Os c a r t o e s de e n t r a d a a n a l o g i c a e saTda a n a l o g i c a bem

t e m p o r i z a g a o podem s e r p r o j e t a d o s a p a r t i r d o s c a r t o e s de e n t r a da e saTda d i g i t a l . O u t r a s f a c i l i d a d e s podem s e r obtidas dos c a r t o e s d i g i t a i s . Por exemplo: c a r t o e s de a l i m e n t a g a o de r e l e s de c o n t a c t o ou s o l e n o i d e s podem s e r o b t i d o s a t r a v e s da a d i c a o de d r i v e r s a p r o p r i a d o s n a s s a T d a s do c a r t a o de s a T d a d i g i t a l .

2.3 - Mapa de Memoria do Sistema

0 mapeamento de memoria do PROSAD f o i f e i t o observan^ do-se as s e g u i n t e s c o n d i c o e s :

- a memoria RAM d e v i a o c u p a r a p r i m e i r a p a g i n a da me m o r i a;

- d e v i a - s e p r e v e r uma expansao a u t o m a t i c a d a s memo r i a s RAM's e EPROM's;

- a memoria EPROM d e v e r i a ocupar o t o p o da memoria do s i sterna.

2.4 - I n s t a l a g a o do PROSAD

V i s a n d o f a c i l i t a r a expansao do s i s t e m a bem como a sua manutengao, o PROSAD d e v e r a s e r montado em um a r m a r i o no c-jal serao e n c a i x a d o s os v a r i o s modulos que compoem o s i s t e m a : f o n t e

de a l i m e n t a g a o , UCP, c l o c k , r e s e t e i n t e r f a c e de v i a s , i n t e r f a _ ce p a r a TTV e TTY, u n i d a d e de memoria e c a r t o e s de E/S. Este a r

m a r i o t e r a c a p a c i d a d e de acomodar a t e 1 0 c a r t o e s de E/S. A ex p a n s a o do numero de c a r t o e s de E/S demandara um ou mais arm? r i o s que d e v e r a o acomodar alem d o s c a r t o e s um e x t e n s o r de v i a s .

3 F 0 3 3 F 0 0 3 8 0 1 3 8 0 0 0 0 0 0 1UPE Gti

P I A

PI;

A C I A

Ale

P I S U B A 2 . 9 M a p a de memoria do Bistejna

SOFTWARE DO SISTEMA

Este C a p T t u l o a p r e s e n t a o s o f t w a r e do PROSAD. Sao apre_ s e n t a d o s no mesmo, o programa e x e c u t i v o e o programa escalona_ dor de t a r e f a s que c o n s t i t u e m o n u c l e o de g e r e n c i a de operagao do s i s t e m a , o programa c a r r e g a d o r e o macro a s s e m b l e r do s i s t e _ ma. A a p r e s e n t a g a o dos a l g o r i t m o s s e r a f e i t a a t r a v e s de f l u x o _ gramas. A l i s t a g e m em l i n g u a g e m Assembly d e s t e s programas pode ser v i s t a no Apendice I .

3.1 - Software do Sistema

A e l a b o r a g a o do s o f t w a r e de um s i s t e m a c o m p u t a c i o n a l em tempo r e a l e n v o l v e b a s i c a m e n t e a e l a b o r a g a o de t r e s t i p o s de programa: programas de a p l i c a g a o , programas s u p e r v i s o r i os e pro_ gramas de s u p o r t e .

42

Programas de a p l i c a c a o

Sao os programas que r e p r e s e n t a m as d i v e r s a s t a r e f a s que devem s e r e x e c u t a d a s p e l o p r o c e s s a d o r . Sao, por e x e m p l o , os programas de a q u i s i g a o de dados, programas de p r o c e s s a m e n t o , im p r e s s a o de r e l a t p r i o s e e t c .

Programas s u p e r v i s o r i o s

T a i s programas sao r e s p o n s a v e i s p e l a coordenagao da operagao do s i s t e m a , se e n c a r r e g a n d o do a t e n d i m e n t o aos p e d i d o s de i n t e r r u p g a o s o l i c i t a d o s ao p r o c e s s a d o r , di s c i pi i nando o aoes_ so de cada uma das t a r e f a s ao p r o c e s s a d o r , bem como e x e c u t a n d o o u t r a s t a r e f a s , c o m o por exemplo a a t u a l i z a g a o de h o r a , gerencia^ mento de a r q u i v o e e t c .

Programas de s u p o r t e

Os programas de s u p o r t e nao i n t e r f e r e m d i r e t a m e n t e na operagao em tempo r e a l do s i s t e m a mas sao tambem de grande im p o r t a n c i a , p o i s servem para f a c i l i t a r a programagao e manuten_ gao do mesmo. Sao os programas de d i a g n o s t i c o de e r r o , t e s t e de h a r d w a r e , a s s e m b l e r s , c o m p i l a d o r e s e e t c .

3.1.1 - Programas de A p l i c a g a o

A gama de programas de a p l i c a g a o e r e l a t i vamente grajn de e deve v a r i a r de um s i s t e m a para o u t r o . No PROSAD e x i s t e m ba_ s i c a m e n t e t r e s t i p o s de programa: programas de a q u i s i g a o de da. dos e de c o n t r o l e do p r o c e s s o , programas de p r o c e s s a m e n t o de da_ dos e programas de comunicagao com o c o n s o l e do s i s t e m a . Com a

p r o v a v e l expansao do s i s t e m a , o u t r o s programas d e v e r a o s e r acres^ c e n t a d o s , como p o r exemplo, um programa de c o n t r o l e de unidade de f i t a c a s s e t e . Como o PROSAD e um s i s t e m a de uso g e r a l e de pequeno p o r t e nao p o s s u i n d o a i n d a nenhum programa de a p l i c a g a o em ROM, p r a t i c a m e n t e todos os programas de a p l i c a g a o sao aque

les e s c r i t o s p e l o u s u a r i o . Estes programas devem d e s c r e v e r de forma c l a r a para o s i s t e m a , as d i v e r s a s t a r e f a s a serem executa_ das p e l o p r o c e s s a d o r . Sao t a r e f a s de a q u i s i g a o de dados a n a l o g i _ cos, dados d i g i t a i s , atuagao de v a l v u l a s , c o n t r o l e de m o t o r e s , i m p r e s s a o de r e l a t o r i o s , p r o c e s b a m e n t o de dados e e t c .

P R O G R A M A D E A P L I C A C A O

T A R E P A 1

T A R S F A

2

• • •

TARE FA

R O T IN AS.

C O M U N S

44

3.1.2 - Programas S u p e r v i s o r i o s

Na secgao a n t e r i o r pode-se t e r uma i d e i a dos t i p o s de t a r e f a s a serem e x e c u t a d a s p e l o PROSAD. E v i d e n t e m e n t e s i s t e m a s mais complexos possuem t a r e f a s bem mais complexas e em m a i o r nu mero a serem e x e c u t a d a s , por exemplo: t a r e f a s de t r a n s m i s s a o de dados, l e i t u r a de a r q u i v o s , c o n t r o l e de u n i d a d e s de d i s c o e etc. Ve-se que,em fungao da c o m p l e x i d a d e do s i s t e m a e das c a r a c t e r T s _ t i c a s das d i v e r s a s t a r e f a s a serem e x e c u t a d a s , v a r i a tambem a c o m p l e x i d a d e no e s t a b e l e c i m e n t o das normas que regem a u t i l i z a _ gao do p r o c e s s a d o r por e s t a s d i v e r s a s t a r e f a s .

Geralmente um s i s t e m a o p e r a c i o n a l em tempo r e a l deve e x e c u t a r 3 f u n g o e s : c o n t r o l a r a execugao das t a r e f a s do s i s t e _ ma, e x e c u t a r t a r e f a s de a l t a p r i o r i d a d e como r e s p o s t a s a condi_ goes de alarme do p r o c e s s o sob c o n t r o l e e e x e c u t a r t a r e f a s de b a i x a p r i o r i d a d e nao c r T t i c a s no tempo. Estes dois ultimos t i p o s de t a r e f a s sao e v i d e n t e m e n t e dependentes do t i p o de a p l i c a g a o para o s i s t e m a . Os programas de c o n t r o l e ou programas s u p e r v i s e ^ r i o s sao g e r a i s , merecendo a q u i um e s t u d o mais d e t a l h a d o . T a i s programas c o n s t i t u e m a p a r t e mais i m p o r t a n t e d e s t e s i s t e m a ope_ r a c i o n a l . A f i g u r a 3.1 m o s t r a a e s t r u t u r a do s o f t w a r e de um pequeno s i s t e m a o p e r a c i o n a l . Os programas s u p e r v i s o r i os sao ge_ r a l m e n t e d i v i d i d o s em 3 c a t e g o r i a s : g e r e n c i a d o r de t a r e f a s , ge_ r e n c i a d o r de j o b s e g e r e n c i a d o r de a r q u i v o . 0 g e r e n c i a d o r de ta_ r e f a s sao r e s p o n s a v e i s p e l o a t e n d i m e n t o aos p e d i d o s de interru£ gao e p e l o c o n t r o l e do acesso das d i v e r s a s t a r e f a s ao processa_ d o r .

O P E R A C I O N A L

PROC-RAKA3

b U P S R V I S O R I O S

_{A P L I C A Q A O}

D E

G E R E N C I A

D E

C E R E E C I A

DE

*> T A R E F A S

ROE

III A3

CCMJNS

G E R E N C I A

D E

A R Q U I V O

F I G U R A 3.1 E a t r u t u r a do u m s i s t e m a o p e r a c i o n a l

em t e m p o r e a l

46

D.entre e s t e s t r e s t i p o s de programas s u p e r v i s o r i o s , i n i c i a l m e n t e o PROSAD devera t e r apenas o g e r e n c i a d o r de t a r e f a s ( t a s k s ) , uma vez que o s i s t e m a nao d i s p o e de a r q u i v o s , nao havendo, p o r t a n t o , n e c e s s i d a d e de g e r e n c i a m e n t o d e s t e t i p o . Alem d i s s o , apesar do PROSAD s e r um s i s t e m a de uso g e r a l , t r a b a l h a r a de torma d e d i c a d a , ou s e j a , um so programa ( j o b ) ocupara o p r o c e s s a d o r d u r a n t e uma d e t e r m i n a d a a p l i c a g a o , nao havendo p o r t a n t o , tambem, a n e c e s s i d a d e de se g e r e n c i a r j o b s no s i s t e m a .

3.1.2.1 - Gerenc" amento de T a r e f a s

Conforme f o i m o s t r a d o na secgao 3.1.1 um programa de a p l i c a g a o q u a l q u e r pode s e r d i v i d i d o em v a r i a s t a r e f a s que deve_ rao s e r e x e c u t a d a s p e l o p r o c e s s a d o r . T a l programa apesar de s e r v i s t o p e l o p r o g r a m a d o r como um u n i c o t o d o , e v i s t o de forma d i _ f e r e n t e p e l o p r o c e s s a d o r , p o i s cada uma das t a r e f a s e v i s t a pe_ l o mesmo completamente i s o l a d a das o u t r a s . Tudo se passa como se v a r i o s u s u a r i o s t i v e s s e m acesso ao p r o c e s s a d o r em i n t e r v a l o s

de tempo p r o p r i o s (cada um d e s t e s u s u a r i o s recebe tambem 0 nome

de p r o c e s s o ) . 0 g e r e n c i a d o r de t a r e f a s deve e n t a o se e n c a r r e g a r de e f e t i v a r t o d o 0 d i s c i p i i n a m e n t o do uso do p r o c e s s a d o r p o r e s t a s d i v e r s a s t a r e f a s ou p r o c e s s o s . No PROSAD 0 p e d i d o de a t i v a g a o de uma t a r e f a e f e i t o a t r a v e s de um p e d i d o de i n t e r r u p c a o ao mj_ c r o p r o c e s s a d o r , c o n s e q u e n t e m e n t e e t r a b a l h o tambem d e s t e g e r e n c i a d o r e f e t u a r 0 a t e n d i m e n t o e a d e v i d a i d e n t i f i cacao d e s t e s pe_ d i d o s de i n t e r r u p g a o . Este g e r e n c i a d o r de t a r e f a s e c o n s t i t u i d o