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資源重復(fù)并行處理

日期：2010年12月03　來源：沈陽機(jī)床集團(tuán)　關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床廠
    對于多微處理器結(jié)構(gòu)的CNC裝置，由于有多個(gè)CPU分別構(gòu)成不同的功能模塊，因此CNC裝置的不同的任務(wù)可以由不同的CPU來執(zhí)行。各個(gè)CPU同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，多個(gè)任務(wù)就被并行處理。數(shù)控機(jī)床廠這種并行處理是建立在重復(fù)配置多個(gè)CPU（資源）的基礎(chǔ)上的，所以稱為資源重復(fù)并行處理。
  在多微處理器結(jié)構(gòu)的CNC裝置中，根據(jù)各任務(wù)間是否需要滿足嚴(yán)格的時(shí)序邏輯關(guān)系，可分別采用并發(fā)處理和流水處理兩種策略實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行處理。
  如果各任務(wù)之間的時(shí)序邏輯關(guān)系要求不高，則給各任務(wù)分別安排一個(gè)CPU．使其同時(shí)執(zhí)行，這就是所謂的“并發(fā)處理”。
  如果各任務(wù)之間的時(shí)序邏輯關(guān)系要求嚴(yán)格，即一個(gè)任務(wù)的輸出是另一任務(wù)WJ輸A，則采用流水處理的方法。
  ChlC裝置的控制任務(wù)包括譯碼、刀具補(bǔ)償處理（含速度處理）、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制，這幾個(gè)任務(wù)之間有嚴(yán)格的時(shí)序邏輯關(guān)系要求，對一個(gè)程序段的加工，必須按圖4-27的流程順序執(zhí)行上述各任務(wù)。數(shù)控機(jī)床廠如果每個(gè)任務(wù)完成的時(shí)間分別是At．、Ar：、Ar，、At4，則從譯碼開始，到發(fā)出位置控制指令，控制機(jī)床開始做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，需要花費(fèi)的時(shí)間是‘=山-+出z+A‘。+A￡。。若控制任務(wù)是一個(gè)個(gè)程序段順序的執(zhí)行，即當(dāng)一個(gè)程序段控制任務(wù)執(zhí)行完后，再從譯碼開始執(zhí)行下一個(gè)程序段的控制任務(wù)。
  從圖中可以看出，兩個(gè)程序段的位置控制輸出之間有一個(gè)f時(shí)間間隔，在這個(gè)時(shí)間間隔里，CNC裝置沒有控制進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)的指令輸出，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)將停止，表現(xiàn)在加工中，就是刀具時(shí)走耐停，這種情況在加工過程中是不允許的。數(shù)控機(jī)床廠因此，對一個(gè)個(gè)程序段執(zhí)行控制任務(wù)必須采用資源重復(fù)流水處理的方法。
  流水處理是利用重復(fù)的資源，將一個(gè)大任務(wù)分成若干個(gè)彼此關(guān)聯(lián)的子任務(wù)（如控制任務(wù)被分為譯碼、刀具補(bǔ)償補(bǔ)處理、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制四個(gè)子任務(wù)），按一定順序安排4個(gè)CPU分別執(zhí)行其中一個(gè)任務(wù)（如CPU1執(zhí)行譯碼、CPU2執(zhí)行刀補(bǔ)處理、CPU3執(zhí)行插補(bǔ)運(yùn)算，CPU4執(zhí)行位置控制任務(wù)），4個(gè)CPU組成流水線采用流水作業(yè)方式共同執(zhí)行控制任務(wù)。
  其執(zhí)行過程為在At，時(shí)間，CPU1執(zhí)行第一個(gè)程序段的譯碼；在At：時(shí)間，CPU2執(zhí)行第一個(gè)程序段的刀補(bǔ)處理，同時(shí)CPU1執(zhí)行第二個(gè)程序段的譯碼；在At。時(shí)間，CPU3執(zhí)行第一個(gè)程序段的插補(bǔ)運(yùn)算，同時(shí)，CPU2執(zhí)行第二個(gè)程序段的刀補(bǔ)處理，CPU1執(zhí)行第三個(gè)程序段的譯碼；在At4時(shí)間，CPU4執(zhí)行第一個(gè)程序段的位置控制并輸出位置控制指令，同時(shí)， CPU1執(zhí)行第4個(gè)程序段的譯碼，CPU2執(zhí)行第三個(gè)程序段的刀補(bǔ)；數(shù)控機(jī)床廠CPU3繼續(xù)執(zhí)行第一個(gè)程序段的插補(bǔ)運(yùn)算；到CPU4執(zhí)行第一個(gè)程序段的最后一次位置控制時(shí)，同時(shí)CPU3執(zhí)行第二個(gè)程序段的插補(bǔ)；數(shù)控機(jī)床廠這祥，一旦第一個(gè)程序段控制任務(wù)完成，CPU4即刻就可以開始執(zhí)行第二個(gè)程序段的位置控制。這個(gè)處理過程與生產(chǎn)線上分不同工序加工零件的流水作業(yè)一樣，可以大大縮短兩個(gè)程序段之間輸出的間隔時(shí)間，從而保證兩個(gè)程序段間位置控制輸出的連續(xù)性，克服刀具在加工過程中的時(shí)走時(shí)�，F(xiàn)象。數(shù)控機(jī)床廠可以看出，流水處理在任何時(shí)刻均有兩個(gè)或兩個(gè)以上的任務(wù)在并行執(zhí)行。

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