Системами реального времени (СРВ) называются автоматизированные
системы с жесткими ограничениями на временные (динамические)
характеристики работы. Формально это условие может быть записано в виде:
Tmin < T < Tmax, где:
· T – некоторая временная характеристика (например, время реакции на
внешнее событие, длительность выполнения какой-либо операции, момент наступления какого-либо события и т.п.);
• Tmin и Tmax, - предельно допустимые значения (границы) этой характеристики.
Выход за эти границы считается отказом в работе СРВ.
Аппаратные средства СРВ условно можно разделить на две большие группы:
• средства вычислительной техники (ЭВМ с ее стандартными устройствами и интерфейсами);
• специализированные устройства для связи ЭВМ с объектом.
Устройства связи с объектом:
УСО (устройства связи с объектом) – это комплекс устройств, обеспечивающих взаимодействие объектов внешнего мира и ЭВМ.
1. Датчики (или первичные измерительные преобразователи) – это устройства, выполняющие преобразование значения физической величины (температуры, давления, перемещения и т.п.) в электрический сигнал. При этом информация может быть заключена в величине напряжения, тока или частоты изменения сигнала (термометр).
2. Промежуточные измерительные преобразователи – устройства, сохраняющие вид представления сигнала (например, напряжение остается напряжением) и его форму, но изменяющие его величину. Они необходимы в
тех случаях, когда электрический сигнал, поступающий с датчика, слишком
слаб по величине, либо слишком силен, либо засорен помехами и т.п. К устройствам этого типа относятся разнообразные усилители, нормализаторы,
фильтры и пр.
3. Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) – устройства, предназначенные для преобразования значения электрического сигнала в число. Наиболее важные технические характеристики АЦП:
• входной диапазон (диапазон измеряемых значений тока или напряжения (±5В);
• разрядность (количество двоичных разрядов, которыми представляется выходное значение (16);
• время преобразования (0.00001 сек).
4. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) – устройства, предназначенные для преобразования числовой величины в электрический сигнал (напряжение или ток). Свойства и технические характеристики ЦАП аналогичны АЦП.
5. Коммутаторы аналоговых сигналов – устройства, осуществляющие физическое переключение (коммутацию) связей между различными устройствами. Различают мультиплексоры (устройства, способные подключать несколько входов на один выход), демультиплексоры (устройства, способные подключать один вход к нескольким выходам) и комбинированные коммутаторы. Существуют также коммутаторы цифровых сигналов – «свитчи».
6. Исполнительные устройства – устройства, предназначенные для организации непосредственного воздействия на объект. Примером ИУ могут
служить шаговый двигатель, электрический нагреватель и т.п.