Realzeitsysteme zur Prozeßautomatisierung: mit 29 Tabellen
Saved in:
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Hanser
1994
|
| Series: | Hanser-Studienbücher der Informatik
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 750 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3446157131 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
AUTOMATISIERUNG
TECHNISCHER
PROZESSE
.
17
1.1
REALZEITPROZESSDATENVERARBEITUNG
.
17
1.1.1
ENTWICKLUNGSGESCHICHTE
DES
REALZEITRECHNERS
.
18
1.1.2
BEGRIFFSDEFINITIONEN
BEI
REALZEITRECHNEM
.
22
1.1.3
AUTOMATISIERUNG
MIT
DEM
RECHNER
.
28
1.1.4
DIE
SYSTEMBETRACHTUNG
.
29
1.1.4.1
SYSTEME
.
29
1.1.4.2
DAS
PROZESSMODELL
.
31
1.2
TECHNISCHE
PROZESSE
.
32
1.3
PROZESSSTEUERUNG
UND
PROZESSREGELUNG
.
37
1.3.1
GRUNDBEGRIFFE
.
37
1.3.1.1
STRECKE
.
37
1.3.1.2
STEUERUNG
.
37
1.3.1.3
REGELUNG
.
38
1.3.2
AUFGABEN
UND
ZIELE
VON
PROZESSSTEUERUNG
UND
PROZESSREGELUNG
.
39
1.3.2.1
MANUELLE
PROZESSREGELUNG
.
40
1.3.2.2
AUTOMATISIERUNG
DER
MESSWERTERFASSUNG
.
41
1.3.2.3
AUTOMATISCHES
REGELN
VON
PROZESSEN
.
41
1.3.2.4
PROZESSLENKUNG
MIT
REALZEITRECHNEM
.
42
1.3.2.5
PROZESSOPTIMIERUNG
.
44
1.4
GRUNDLAGEN
DER
REGELUNG
MIT
DIGITALRECHNERN
.
48
1.4.1
BESCHREIBUNG
DYNAMISCHER
PROZESSE
.
48
1.4.1.1
DIE
LAPLACE-TRANSFORMATION
.
49
1.4.1.2
BEISPIEL
ZUR
ANWENDUNG
DER
LAPLACE-TRANSFORMATION
.
51
1.4.2
DIGITALE
REGELUNG
.
54
1.4.2.1
DER
PROZESSRECHNER
ALS
ABTASTSYSTEM
.
55
1.4.2.2
DIFFERENZENGLEICHUNGEN
UND
REGELALGORITHMEN
.
56
1.4.2.3
DIEZ-TRANSFORMATION
.
58
1.5
DAS
ABTASTTHEOREM
.
59
1.6
NUMERISCHE
FILTER
.
60
2
ARCHITEKTUR
VON
AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN
.
63
2.1
ENTWICKLUNG
DER
AUTOMATISIERUNGSHILFEN
.
63
2.2
DIE
AUTOMATISIERUNGSHIERARCHIE
.
65
2.2.1
DAS
HIERARCHISCHE
AUTOMATISIERUNGSKONZEPT
.
65
2.2.2 DIE
PROZESSEBENE
.
68
2.2.3
DIE
OPERATIVEBENE
.
70
2.2.4 DIE
KOORDINATIONSEBENE
.
73
2.2.5
DIE
LEITEBENE
.
75
2.2.6
DIE
BEDIENHIERARCHIE
.
76
2.2.6.1
BEDIENUNG
DER
PROZESSEBENE
.
76
2.2.6.2
BEDIENUNG
DER
OPERATIVEBENE
.
79
2.2.OE.3
BEDIENUNG
DER
KOORDINATIONSEBENE
.
79
2.2.6.4
BEDIENUNG
DER
LEITEBENE
.
79
2.2.7
MERKMALE
VON
MODERNEN
HIERARCHISCHEN
AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN
.
79
2.2.8
AUTOMATISIERUNGSBEISPIELE
.
82
2.2.8.1
BEISPIEL
EINES
AUTOMATISIERUNGSKONZEPTES
FUER
EINE
FABRIK
FUER
DIE
STUECKGUTFERTIGUNG
.
85
10
INHALT
2.2.8.2
BEISPIEL
EINES
AUTOMATISIERUNGSSYSTEMS
FUER
EINE
HOCHOFENANLAGE
.
82
2.2.8.3
WEITERE
BEISPIELE
FUER
AUTOMATISIERUNGSKONZEPTE
.
85
2.3
RECHNERVERBUNDSTRUKTUREN
.
87
2.3.1
STEMSYSTEM
.
88
2.3.2
RINGSYSTEM
.
88
2.3.3
BUSSYSTEM
.
90
2.3.4
NETZSYSTEM
.
90
2.4
WECHSELWIRKUNG
DES
RECHNERS
MIT
DEM
PROZESS
.
91
2.4.1
STEUERUNG
DER
PROZESSDATENUEBERTRAGUNG
.
91
2.4.2
PRIORITAETENFESTLEGUNG
.
92
2.5
KOMPONENTEN
EINES
REALZEITRECHNERS
.
97
2.5.1
DAS
UNTERBRECHUNGSWERK
.
97
2.5.2
DIE
REALZEITUHR
.
99
2.5.3
DER
DIREKTE
SPEICHERZUGRIFF
(DMA
-
DIRECT
MEMORY
ACCESS)
.
99
2.5.4
PERIPHERIEGERAETE
EINES
REALZEITRECHNERS
.
99
2.5.4.1
AKTIVE
UND
PASSIVE
PROZESSPERIPHERIE
.
100
2.5.4.2
EIN-/AUSGABESTEUERUNG(E/A-STEUERUNG)
.
100
2.5.4.3
DIE
PROZESSPERIPHERIE
.
102
2.5.4.4
DIE
DATENPERIPHERIE
.
102
2.5.4.5
BEISPIEL
EINES
REALZEITSYSTEMS
.
103
2.5.4.6 GERAETE
ZUR
STROM-UND
KLIMAVERSORGUNG
.
106
2.6
DIE
KOPPLUNG
DES
RECHNERS
MIT
DEM
PROZESS
.
107
2.6.1
PROBLEME
DES
KOPPELNS
DES
RECHNERS
MIT
DEM
PROZESS
.
107
2.6.2
BAUELEMENTE
DER
RECHNERKOPPLUNG
(INTERFACE)
.
107
2.6.2.1
E/A-STEUERUNG
.
107
2.6.2.2
INTERFACE
.
109
2.6.2.3
STEUERELEMENT
DES
GERAETES
.
111
2.7
SOFTWARE
FUER
REALZEITSYSTEME
.
113
2.7.1
DIE
SYSTEMSOFTWARE
.
113
2.7.2
DIE
ANWENDERSOFTWARE
.
113
2.8
AUFBAU
EINES
REALZEITSYSTEMS
.
115
3
VON
NEUMANN-ARCHITEKTUR
ZUR
AUTOMATISIERUNG
.
117
3.1
OPERATIONSPRINZIP
EINER
VON
NEUMANN-MASCHINE
.
117
3.2
KLASSISCHE
STRUKTUREN
EINER
VON
NEUMANN-MASCHINE
.
119
3.3
AUFBAU
UND
WIRKUNGSWEISE
EINES
ZENTRALPROZESSORS
.
130
3.4
MASCHINENBEFEHLE
UND
ADRESSIERUNGSVERFAHREN
.
139
3.4.1
MASCHINENBEFEHLE
.
139
3.4.2
ADRESSIERUNGSMODI
.
146
3.4.3
REELLE
UND
VIRTUELLE
ADRESSIERUNG
.
149
3.5
MIKROPROGRAMMIERUNG
.
150
3.6
PRINZIP
UND
STRUKTUREN
DER
UNTERBRECHUNG
.
155
3.6.1
UNTERBRECHUNGSKONZEPT
.
155
3.6.2
VERARBEITUNG
VON
UNTERBRECHUNGEN
.
159
3.6.3
UNTERBRECHUNGSWERK
.
169
3.6.3.1
INTERNER
AUFBAU
DES
UNTERBRECHUNGSWERKES
.
172
3.7
RECHNERBUSSE
.
175
3.7.1
CHARAKTERISIERUNG
UND
BETRIEB
VON
BUSSEN
.
175
3.7.2
EIN
UND
MULTIBUS-ARCHITEKTUREN
.
177
3.7.3
DER
VME-BUS
.
180
3.8
ADRESSDECODIERUNG
UND
SPEICHERVERWALTUNGSEINHEITEN
.
195
3.8.1
HALBLEITERBAUSTEINE
FUER
DEN
ARBEITSSPEICHER
.
195
3.8.1.1
STATISCHER
RAM-SPEICHER
.
196
INHALT
11
3.8.1.2
DYNAMISCHER
RAM-SPEICHER
.
197
3.8.1.3
ROM-SPEICHER
.
200
3.8.2
SPEICHERANSCHLUSS
DURCH
ADRESSDECODIERUNG
.
204
3.8.2.1
PAL:
PROGRAMMABLE
ARRAY
LOGIC
.
209
3.8.3
SEITENADRESSIERUNG
.
212
3.8.4
SPEICHERVERWALTUNGSEINHEITEN
.
214
3.8.5
CACHE-SPEICHER
.
218
3.9
E/A-PROZESSOREN
.
220
3.9.1
LOKALE
BUSVERGABE
FUER
DIREKTEN
SPEICHERZUGRIFF
.
220
3.9.2
ANDERE
FORMEN
VON
DMA-KANAELEN
.
224
4
KOMMUNIKATION
ZWISCHEN
PERIPHERIEGERAETEN
UND
DER
ZENTRALEINHEIT
.
227
4.1
ALLGEMEINE
UEBERSICHT
.
227
4.1.1
UEBERTRAGUNGSKANAELE
.
227
4.1.2
SYNCHRONISATION
DER
SIGNALFOLGEN
.
228
4.1.2.1
SYNCHRONE
EIN-/AUSGABE
.
228
4.1.2.2
ASYNCHRONE
EIN-ZAUSGABE.
228
4.2
KOPPELELEMENT
FUER
PROGRAMMGESTEUERTE
E/A
.
229
4.2.1
FUNKTIONSBAUSTEINE
DES
KOPPELELEMENTES
.
229
4.2.2
BELEGUNG
DER
LEITUNGEN
DES
KOPPELELEMENTES
.
230
4.2.3
EIN-/AUSGABEBEFEHLSFOLGE
.
232
4.2.3.1
EINSTELLEN
DER
ADRESSE
DES
KOPPELELEMENTES
.
233
4.2.3.2
DIE
ADRESSIERUNG
EINES
GERAETES
.
233
4.2.3.3
STEUERBEFEHL
.
235
4.2.3.4
STATUSBEFEHL
.
237
4.2.3.5 DATENAUSGABEBEFEHL
(SCHREIBBEFEHL)
.
239
4.2.3.6
DATENEINGABEBEFEHL
(LESEBEFEHL)
.
240
4.2.3.7
UNTERBRECHUNGSBESTAETIGUNG
(QUITTUNGSBEFEHL)
.
243
4.2.3.8
BUSVERSTAERKER
.
243
4.3
DIREKTER
SPEICHERZUGRIFF
(DMA)
.
243
4.3.1
BELEGUNG
DER
BUSLEITUNGEN
.
245
4.3.2
PRINZIP
DER
DMA-ANFORDERUNG
.
247
4.3.3
FUNKTION
DES
DMAC-KOPPELELEMENTS
.
248
4.4
EIN-/AUSGABEBAUSTEINE
FUER
MIKRORECHNER
.
250
4.4.1
EINGABESYNCHRONISATION
(INPUT
HANDSHAKING)
.
251
4.4.2
AUSGABESYNCHRONISATION
(OUTPUT
HANDSHAKING)
.
252
4.4.3
FUNKTION
DES
PARALLELEN
INTERFACE/TIMES
BAUSTEINES
PI/T
.
253
4.4.3.1
BETRIEBSART
VON
PORT
A
UND
PORT
B
.
254
4.4.3.2
BETRIEBSART
VON
PORT
C
.
255
4.4.4
ANSCHLUSS
DES
PARALLELEN
INTERFACE/TIMER
BAUSTEINES
PI/T
AN
DIE
68000
CPU
.
255
4.4.5
FUNKTION
EINES
SERIELLEN
EIN-/AUSGABEBAUSTEINES
.
257
4.4.6
ANSCHLUSS
DES
SERIELLEN
EIN-/AUSGABEBAUSTEINES
AN
DIE
CPU
.
260
4.5
ANALOG/DIGITALWANDLER
.
260
4.5.1
FUNKTION
DES
AD
574-WANDLERS
.
260
4.5.2
ANSTEUERUNG
DES
ANALOG/DIGITALWANDLERS
VON
EINEM
MIKROPROZESSOR
.
263
4.6
BAUSTEINE
ZUR
STEUERUNG
VON
SCHRITTMOTOREN
.
263
5
BAUSTEINE
FUER
DIE
ANPASSUNG
VON
PROZESSPERIPHERIEGERAETEN
.
267
5.1
OPERATIONSVERSTAERKER
.
267
5.1.1
EIGENSCHAFTEN
VON
OPERATIONSVERSTAERKERN
.
268
5.1.2
AUFBAU
EINES
OPERATIONSVERSTAERKERS
.
273
5.1.3
ANWENDUNGENDESOPERATIONSVERSTAERKERS
.
276
12
INHALT
5.1.3.1
NICHTINVERTIERENDER
VERSTAERKER
.276
5.1.3.2 INVERTIERENDER
VERSTAERKER
.
277
5.1.3.3
OPERATIONSVERSTAERKER
ALS
STROMVERSTAERKER
.
280
5.1.3.4
OPERATIONSVERSTAERKER
ALS
SPANNUNGSVERSTAERKER
.
281
5.1.3.5
OPERATIONSVERSTAERKER
ALS
ADDIERER
UND
SUBTRAHIERER
.
282
5.1.3.6
OPERATIONSVERSTAERKER
ALS
INTEGRATOR
UND
DIFFERENTIATOR
.
284
5.1.3.7
KOMPARATOR
.
286
5.2
IMPULSVERARBEITUNG
.
288
5.2.1
IMPULSERZEUGUNG
.
288
5.2.2
SCHWINGBEDINGUNG
EINES
OSZILLATORS
.
288
5.2.2.1
ASTABILER
MULTIVIBRATOR
ZUR
ERZEUGUNG
EINER
IMPULSFOLGE
.
290
5.2.2.2
MONOSTABILER
OSZILLATOR
ZUR
ERZEUGUNG
EINES
EINZELNEN
IMPULSES
.
291
5.2.2.3
QUARZOSZILLATOREN
.
292
5.2.2.4
HERLEITUNG
VON
TAKTIMPULSEN
AUS
DER
NETZFREQUENZ
.
293
5.2.3
FREQUENZVERDOPPELUNG
.
294
5.2.4
IMPULSAUFBEREITUNG
.
294
5.2.5
IMPULSSPEICHERUNG
.
294
5.2.6
VERZOEGERUNGSSCHALTUNG
.
296
5.2.7
TAKTSYNCHRONISATION
.
296
5.2.7.1
ENTPRELLEN
VON
KONTAKTEN
.
298
5.3
DATENWANDLER
.
300
5.3.1
PARAMETERDEFINITION
FUER
STANDARDWANDLER
.
301
5.3.2
D/A-WANDLER
.
305
5.3.2.1
PRINZIPIELLE
ARBEITSWEISE
.
305
5.3.2.2
PRINZIP
DER
SUMMATION
GEWICHTETER
GROESSEN
.
305
5.3.2.3
WANDLER
MIT
WECHSELSCHALTER
.
306
5.3.2.4
LEITEMETZWERKPRINZIP
.
307
5.3.3
A/D
WANDLER
.
308
5.3.3.1
WAEGEVERFAHREN
.
311
5.3.3.2
ZAEHLVERFAHREN
.
312
5.3.3.3
PARALLELVERFAHREN(SOFORTUMSETZER)
.
315
5.3.3.4 VERGLEICH
DER
VERSCHIEDENEN
VERFAHREN
.
317
5.3.4
ABTAST
UND
HALTEGLIED
(SAMPLE
AND
HOLD)
.
318
5.3.5
CODEUMSETZER
.
320
5.3.5.1
UMSETZER
VON
BCD-CODE
IN
DUALCODE
.
320
5.3.6
GRAY-CODE
.
321
5.3.7
MULTIPLEXER
UND
DEMULTIPLEXER
.
326
5.3.7.1
MULTIPLEXER
.
326
5.3.7.2
DEMULTIPLEXER
.
327
5.4
EIN-ZAUSGABE
VON
DIGITALEN
SIGNALEN
.
328
5.4.1
ALLGEMEINE
PROBLEME
BEI
DIGITALEN
SCHALTUNGEN
.
328
5.4.2
EINGABE/AUSGABE
VON
SCHALTVORGAENGEN
.
330
5.4.2.1
SCHALTEN
VON
TTL-SIGNALPEGELN
.
330
5.4.2.2
TTL-RELAISANPASSUNG
.
331
5.4.2.3
TTL-ANPASSUNG
AN
EINE
V24-SCHNITTSTELLE
.
333
5.4.2.4 PEGELUMSETZUNG
VON
TTL
AUF
DIE
20-MA-STROMSCHLEIFE
.
333
5.4.2.5
SCHALTEN
VON
GERAETEN
UNTER
NETZSPANNUNG
.
335
5.4.3
SICHERE
UEBERTRAGUNG
VON
DIGITALEN
SCHALTSIGNALEN
.
336
5.5
EIN-/AUSGABE
VON
ANALOGSIGNALEN
.
338
5.5.1
EINFUEHRUNG
IN
DIE
PROBLEMATIK
.
338
5.5.2
EIN-/AUSGABESTRUKTUREN
VON
ANALOGKANAELEN
.
340
5.5.3
ANALOGMULTIPLEXER
.
344
5.5.4
UEBERTRAGUNGSFEHLER
BEI
DER
EIN-/AUSGABE
VON
ANALOGDATEN
.
345
5.6
ANKOPPELN
VON
SPEZIELLEN
GERAETEN
.
347
INHALT
13
5.6.1
ANSTEUEM
VON
SCHRITTMOTOREN
.
347
5.6.2
ANSTEUERN
VON
SERVOMOTOREN
.
347
5.6.3
EINE
EINRICHTUNG
FUER
DIE
DURCHFLUSSMENGENMESSUNG
VON
FLUESSIGKEITEN
.
350
5.6.4
ANSTEUEM
VON
NICHTELEKTRISCHEN
STELLGLIEDERN
.
351
6
MESSEN
UND
VERARBEITEN
VON
PROZESSSIGNALEN
.
353
6.1
STRUKTUREN
VON
MESSGERAETEN
UND
BRUECKENSCHALTUNGEN
.
354
6.1.1
MESSGERAETE
.
354
6.1.2
BRUECKENSCHALTUNGEN
.
356
6.2
WINKEL-,
WEG
UND
GESCHWINDIGKEITSMESSUNG
MIT
DIGITALEN
CODIEREM
.
359
6.2.1
WINKEL-,
WEG
UND
GESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN
DURCH
KONTAKT-CODIERER
.
360
6.2.2
WINKELMESSUNG
DURCH
MAGNETISCHE
CODIERER
.
362
6.2.3
WINKELMESSUNG
UND
STRICHCODEABTASTUNG
DURCH
OPTISCHE
CODIERER
.
364
6.2.4
ANWENDUNG
DES
GRAY-CODES
.
365
6.3
MESSEN
MIT
FOTOHALBLEITEM
UND
LICHTWELLENLEITEM
(FASEROPTISCHE
SENSOREN)
.
368
6.3.1
FOTOHALBLEITER
.
368
6.3.1.1
LEUCHTDIODEN
.
369
6.3.1.2
FOTODIODEN
UND
-TRANSISTOREN
.
372
6.3.1.3
FOTOWIDERSTAENDE
.
375
6.3.1.4
OPTOKOPPLER
.
377
6.3.2
FASEROPTISCHE
SENSOREN
.
378
6.4
SENSOREN
ZUR
MESSUNG
AUSGEWAEHLTER
PROZESSSIGNALE
.
384
6.4.1
EINDIMENSIONALE
ABSTANDS
UND
NAEHERUNGSSENSOREN
FUER
DEN
NAHBEREICH
.
384
6.4.1.1
KAPAZITIVE
ABSTANDS
UND
NAEHERUNGSSENSOREN
.
384
6.4.1.2
INDUKTIVE
ABSTANDS
UND
NAEHERUNGSSENSOREN
.
386
6.4.1.3
MAGNETISCHE
ABSTANDS
UND
NAEHERUNGSSENSOREN
.
387
6.4.2
KRAFT
UND
DREHMOMENTSENSOREN
.
388
6.4.3
TAKTILE
SENSOREN
.
392
6.4.3.1
LEITENDE
TAKTILE
SENSOREN
.
392
6.4.3.2
KAPAZITIVE
TAKTILE
SENSOREN
.
395
6.4.3.3
OPTISCHE
TAKTILE
SENSOREN
.
396
6.4.3.4
PIEZOELEKTRISCHE
UND
PIEZORESISTIVE
TAKTILE
SENSOREN
.
398
6.4.4
TEMPERATURSENSOREN
.
399
6.4.4.1
AUSDEHNUNGSTHERMOMETER
.
399
6.4.4.2
DAMPFDRUCKTHERMOMETER
.
399
6.4.4.3
THERMOELEKTRISCHE
SENSOREN
.
400
6.4.4.4
WIDERSTANDSTHERMOMETER
.
400
OE.4.4.5
QUARZTHERMOMETER
.
402
6.4.4.6
PYROMETER
.
402
6.5
MIKROSENSOREN
ZUR
MESSUNG
VON
DRUCK
UND
BESCHLEUNIGUNG
.
405
6.6
INTERPOLATION
VON
MESSPUNKTEN
UND
LINEARE
REGRESSION
VON
PROZESSSIGNALEN
.
409
6.6.1
INTERPOLATION
VON
EICHPUNKTEN
ZUR
TEMPERATURMESSUNG
.
409
6.6.2
LINEARE
REGRESSION
ZWEIER
ZUFALLSVARIABLEN
.
411
6.6.3
TEST
VON
HYPOTHESEN
BEI
LINEARER
REGRESSION
.
415
6.6.3.1
TEST
DER
HYPOTHESE
P
=
0
.
416
6.6.3.2
TEST
DER
HYPOTHESE
SS
=
SS*
.
416
6.6.3.3
KONFIDENZINTERVALLE
FUER
DIE
REGRESSIONSKOEFFIZIENTEN
SS
0
=
SS
{
.
416
7
BUSEIGENSCHAFTEN
FUER
DIE
PROZESSDATENUEBERTRAGUNG
.
419
7.1
CHARAKTERISIERUNG
VON
BUSSEN
UND
GRUNDBEGRIFFE
DER
DATENUEBERTRAGUNG
.
420
7.1.1
PARALLELE
BUSSE
.
420
7.1.2
SERIELLE
BUSSE
.
424
14
INHALT
7.1.2.1
VORTEILE
SERIELLER
BUSEINSAETZE
.
424
7.1.2.2
MODULATIONSVERFAHREN
UND
UEBERTRAGUNGSRATEN
.
426
7.1.2.3
SIGNALFORMATE
.432
7.1.2.4
DATENFORMATE
.
435
7.1.2.5
STRATEGIEN
DER
BUSZUTEILUNG
.
438
7.2
STATISCHE
ELEKTRISCHE
BUSEIGENSCHAFTEN
.
440
7.2.1
BUSZUSTAENDE,
STOERABSTAENDE
UND
LASTFAKTOREN
.
440
7.2.1.1
STATISCHE
BUSZUSTAENDE
.
441
7.2.1.2
STATISCHE
STOERABSTAENDE
.
441
7.2.1.3
KENNLINIEN
UND
LASTFAKTOREN
.
444
7.2.2
ELEKTRISCHE
ANKOPPLUNG
.
446
7.2.2.1
GALVANISCHE
ANKOPPLUNG
.
447
7.2.2.2
INDUKTIVE
ANKOPPLUNG
.
451
7.2.2.3
KAPAZITIVE
ANKOPPLUNG
.
454
7.3
DYNAMISCHE
ELEKTRISCHE
BUSEIGENSCHAFTEN
.
455
7.3.1
REFLEXION
AN
VERLUSTFREIEN
LEITUNGEN
.
455
7.3.2 VERZERRUNG
UND
DAEMPFUNG
VON
SIGNALEN
.
470
7.3.2.1
VERLUSTBEHAFTETE
LEITUNGEN
UND
KOMPLEXER
WELLENWIDERSTAND
.470
7.3.2.2
FALLUNTERSCHEIDUNGEN
.
476
7.3.2.3
DAEMPFUNGSVERLUSTE
UND
BANDBREITE
.
482
7.3.3
DYNAMISCHE
BUSBELASTUNG
UND
ABSCHLUSSWIDERSTAENDE
.
488
7.3.3.1
DYNAMISCHE
BUSBELASTUNG
DURCH
BUSTEILNEHMER
.
488
7.3.3.2 ABSCHLUSS
EINER
BUSLEITUNG
.490
7.4
BUSTREIBER
UND
BUSEMPFAENGER
FUER
GALVANISCHE
ANKOPPLUNGEN
.
493
7.4.1
BUSTREIBER
UND
-EMPFAENGER
FUER
UNSYMMETRISCHE
BUSLEITUNGEN
.
494
7.4.1.1
SERIELLE
RS-232C-SCHNITTSTELLE
.
494
7.4.1.2 GEGENTAKT-,
OFFENER
KOLLEKTOR
UND
TRI-STATE-TREIBER
.
497
7.4.2
BUSTREIBER
UND
BUSEMPFAENGER
FUER
SYMMETRISCHE
BUSLEITUNGEN
.
505
7.4.2.1
SERIELLE
RS-422-SCHNITTSTELLE
.
505
7.4.2.2
DIFFERENZ-TREIBERUNDDIFFERENZ-BUSEMPFANGER
.509
7.5
STOERUNGSURSACHEN
BEI
DATENUEBERTRAGUNGEN
UND
MASSNAHMEN
ZUR
STOERUNGS
BESEITIGUNG
.
511
7.5.1
ELEKTROMAGNETISCHE
INTERFERENZEN
.
512
7.5.1.1
KOPPLUNG
UEBER
GEMEINSAME
WIDERSTAENDE
.
512
7.5.1.2 KAPAZITIVE
KOPPLUNG
.516
7.5.1.3
INDUKTIVE
KOPPLUNG
.
518
7.5.1.4
KAPAZITIVE
UND
INDUKTIVE
KOPPLUNG
.
519
7.5.1.5
EINGESTRAHLTE
INTERFERENZEN
.
523
7.5.2
MASSNAHMEN
ZUR
VERMEIDUNG
ELEKTROMAGNETISCHER
INTERFERENZEN
.
523
7.5.2.1
GEMEINSAME
WIDERSTAENDE
.
523
7.5.2.2 SCHUTZ
GEGEN
KAPAZITIVES
UND
INDUKTIVES
RAUSCHEN
.
527
7.5.3
METHODEN
ZUR
UEBERTRAGUNGSSICHERUNG
UND
FEHLERBEHEBUNG
.530
7.6
LOKALE
NETZE
.
532
7.6.1
STANDARDISIERUNGEN
LOKALER
NETZE
.
533
7.6.2
BUSSE
FUER
LOKALE
NETZE
.
537
7.6.2.1
IEC-B
US
(IEEE
488)
.
537
7.6.2.2
FELDBUS
.
540
7.6.2.3
TOKEN-BUS
(IEEE
802.4)
.
541
8
REALZEITBETRIEBSSYSTEME
.
547
8.1
CHARAKTERISIERUNG
VON
BETRIEBSSYSTEMEN
.
547
8.2
BETRIEBSSYSTEM:
PROGRAMMSYSTEM
ZUR
VERWALTUNG
VON
TASKS
UND
BETRIEBSMITTELN
.
549
8.3
SCHICHTENMODELL
EINES
BETRIEBSSYSTEMS
.
555
INHALT
15
8.4
CHARAKTERISIERUNG
VON
REALZEITBETRIEBSSYSTEMEN
.
560
8.4.1
BETRIEBSSYSTEMKEM
.
561
8.4.2
UNIX-BETRIEBSSYSTEM
.
564
8.4.3
VMS-BETRIEBSSYSTEM
.
566
8.4.4
VERGLEICH
ZWISCHEN
UNIX
UND
VMS-BETRIEBSSYSTEM
.
568
8.4.5
NETZWERK-UND
VERTEILTE
BETRIEBSSYSTEME
.
569
8.5
TASKKONZEPT
.
569
8.5.1
TASKMODELL
.
570
8.5.2
TASKZUSTAENDE
.
571
8.5.3
TASKIMPLEMENTIERUNG
.
573
8.6
TASKSYNCHRONISATION
UND-KOMMUNIKATION
.
574
8.6.1
LOKALE
SYNCHRONISATIONSFUNKTIONEN
.
574
8.6.1.1
SEMAPHORE
.
576
8.6.1.2
MONITORE
.
584
8.6.2
INTERTASKKOMMUNIKATION
.
589
8.6.2.1
BOTSCHAFTENSYSTEM
.
589
8.6.2.2
NICHTLOKALE
PROZEDURAUFRUFE
.
594
8.7
HAUPTFUNKTIONEN
DER
E/A-VERWALTUNG
.
597
8.7.1
SCHICHTENMODELL
DER
E/A-VERWALTUNG
.
597
8.7.2
FUNKTIONEN
DER
E/A-STEUERUNG
.
599
8.8
ARBEITSSPEICHERVERWALTUNG
.
601
8.8.1
ADRESSIERUNG
UND
SPEICHERALLOKATION
.
602
8.8.2
MEHRPROGRAMMBETRIEB
MIT
LINEARER
ADRESSABBILDUNG
.
606
8.8.3
MEHRPROGRAMMBETRIEB
MIT
STREUENDER
ADRESSABBILDUNG
.
612
8.8.4
VIRTUELLE
ADRESSIERUNG
FUER
REALZEITBETRIEBSSYSTEME
.
618
8.9
DETAILS
DER
E/A-VERWALTUNG
.
620
8.9.1
SYNCHRONISATIONSARTEN
DER
E/A-PROGRAMMIERUNG
.
621
8.9.1.1
SYNCHRONISATIONSARTEN
DURCH
BUSY-WAITING
.
621
8.9.1.2
SYNCHRONISATIONSARTEN
DURCH
PROGRAMMUNTERBRECHUNG
.
622
8.9.1.3
SYNCHRONISATIONSARTEN
MIT
HANDSHAKING
.
623
8.9.1.4
E/A-PROGRAMMIERUNG
MIT
MEHREREN
GERAETEN
.
623
8.10
GERAETETREIBER
.
626
8.10.1
INTEGRATION
DER
GERAETETREIBER
IN
BETRIEBSSYSTEME
.
627
8.10.2 AUFBAU
EINES
GERAETETREIBERS
.
631
9
REALZEITPROGRAMMIERUNG
.
635
9.1.
REALZEITPROGRAMMIERSPRACHEN
.
635
9.1.1
ANFORDERUNGEN
AN
REALZEITPROGRAMMIERSPRACHEN
.
635
9.1.2
ENTWICKLUNG
DER
PROGRAMMIERSPRACHEN
.
636
9.1.3
ECHTE
REALZEIT-SPRACHELEMENTE
.
638
9.2
PEARL
.
639
9.2.1
DAS
PEARL-SPRACHKONZEPT
.
641
9.2.2
PEARL-DATENTYPEN
FUER
DIE
REALZEITVERARBEITUNG
.
642
9.2.3
PEARL-TASKVERWALTUNG
.
645
9.2.4
PEARL-PROGRAMMBEISPIELE
.
648
9.2.4.1
SEMAPHORVARIABLE
.
648
9.2.4.2
ERZEUGER-VERBRAUCHER-PROBLEM
.
649
9.2.4.3
LESER-SCHREIBER-PROBLEM
.
650
9.3
CONCURRENTPASCAL
.
651
9.3.1
DAS
KONZEPT
VON
CONCURRENT
PASCAL
.
652
9.3.2
AUFBAU
EINES
CONCURRENT
PASCAL
PROGRAMMES
.
654
9.3.3
PROZESSE
.
655
9.3.4
MONITORE
.
657
9.3.5
WARTESCHLANGEN
.
658
16
INHALT
9.3.6
KLASSEN
.
659
9.3.7
BEISPIELE
.
660
9.4
ADA-RENDEZVOUS-KONZEPT
.
662
9.4.1
DIE
TASKDEFINITION
IN
ADA
.
663
9.4.2
DAS
RENDEZVOUS-KONZEPT
VON
ADA
.
664
9.5
REALZEIT-FORTRAN
.
668
9.5.1
UNTERPROGRAMME
FUER
DIE
EIN
UND
AUSGABE
.
669
9.5.2
UNTERPROGRAMME
FUER
DIE
BIT-MANIPULATION
.
670
9.5.3
UNTERPROGRAMME
ZUR
ABLAUFSTEUERUNG
UND
TASKSYNCHRONISATION
.
671
9.6
BLOCKSPRACHEN,
SPS-SPRACHEN
.
672
9.6.1
AUFBAU
UND
ARBEITSWEISE
EINER
SPS
.
672
9.6.2
PROGRAMMIERUNG
EINER
SPS
.
674
9.6.2.1
FUNKTIONSPLANDARSTELLUNG
.
674
9.6.2.2
KONTAKTPLANDARSTELLUNG
.
675
9.6.2.3
ANWEISUNGSLISTE
.
675
9.6.2.4
BEISPIEL
.
676
9.6.3
FUNKTIONS
UND
BAUSTEINMODULE
EINER
SPS-SPRACHE
.
676
9.7
EPOS
.
678
10
BETRIEBSSICHERHEIT
VON
REALZEITSYSTEMEN
.
683
10.1
EINLEITUNG
.
683
10.2
SYSTEMBETRACHTUNGEN
.
686
10.3
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
.
688
10.4
MASSNAHMEN
ZUR
ERHOEHUNG
DER
ZUVERLAESSIGKEIT
UND
SICHERHEIT
VON
HARDWARE
.
694
10.4.1
PRINZIP
DER
AUTARKIE
.
695
10.4.2
PRINZIP
DER
FEHLERVERMEIDUNG
(PERFEKTION)
.
696
10.4.3
PRINZIP
DER
REDUNDANZ
.
697
10.4.3.1
STATISCHE
REDUNDANZ
.
697
10.4.3.2
DYNAMISCHE
REDUNDANZ
.
699
10.4.4
PRINZIP
DER
WARTUNG
.
699
10.4.5
PRINZIP
DES
TESTENS
.
700
10.4.5.1
OFFLINE-VERFAHREN
.
700
10.4.5.2
ONLINE-VERFAHREN
.
700
10.4.6
PRINZIP
DER
DATENSICHERUNG
.
701
10.5
HARDWAREARCHITEKTUR
FUER
FEHLERTOLERANTE
SYSTEME
.
702
10.6
MASSNAHMEN
ZUR
ERHOEHUNG
DER
ZUVERLAESSIGKEIT
VON
SOFTWARE
.
705
10.6.1
VORBEUGENDE
MASSNAHMEN
BEI
PROGRAMMENTWICKLUNGEN
.
706
10.6.2
SOFTWAREREDUNDANZ
.
709
LITERATURVERZEICHNIS
.
713
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.
721
TABELLENVERZEICHNIS
.
733
STICHWORTVERZEICHNIS
.
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