作业一
CNC实时软件系统
CNC系统是典型的实时控制系统。CNC装置的系统软件可以看成是一个专用实时操作系统。
CNC系统的应用：
由于数控技术可以简化机械结构、缩短制造周期、提高制造精度、提升装备性能，它给机械制造业带来了革命性的变化。数控系统主要应用于：机床、自动线、机器人、火炮、雷达跟踪等自动化设备。
CNC系统软件的特点：
- 多任务性与并行处理
任务：
可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。
CNC的功能则可以定义为CNC的任务：显示、译码、刀补、速度处理、插补处理、位置控制……
CNC系统的任务要求并行处理。
并行处理：
计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。
在CNC系统的软件设计中主要采用资源分时共享和资源重叠的流水线处理技术。
- 实时中断处理
CNC系统控制软件的另一个重要特征是实时中断处理。
CNC系统的中断管理主要靠硬件完成，而系统的中断结构决定了系统软件的结构。其中断类型有外部中断、内部定时中断、硬件故障中断以及程序性中断等。
CNC系统的实时任务
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实时突发性任务：如机床急停、系统故障中断等；
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实时周期性任务：如加工过程中的插补控制、位置控制、主轴控制；
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实时非周期任务：如程序译码、刀具补偿。
其中，突发任务和周期性任务的实时响应是强实时功能需求。
估计允许的实时延时数量级在ms级。
要实现这些实时功能，要设计：
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突发任务：实时急停响应、实时故障响应等
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周期性任务：插补计算任务、位置输入、新位置输出，其他状态的获取等
突发任务是事件触发的；
周期性任务是时间触发的。背景程序周期大于插补计算周期大于位置控制任务的周期。插补周期的设计也要考虑机床加工速度。
任务间的关系
- 突发任务是独立的；
- 周期性任务存在一定的依赖关系：系统先完成初始化，显示基本信息，译码，计算刀补，其后要循环计算插补后轨迹、各轴动作，根据计算结果输出位置控制信息，同时，系统根据位置信息调整走刀轨迹，又进行插补、控制，如此循环。
- 各任务至少需要共享CPU与内存，各任务轮流占用CPU资源，各任务可以通过共享数据来实现交流。
