Mark VIe係列UCSB控制器_廈門控匠自動化科技有限公司

IS420USBH1A是通用電氣生產的Mark VIe係列UCSB控制器¹。

IS420USBH1A是五個可用的UCSB模塊之一，是一款單模塊控制器，它使用其板載I/O網絡與I/O組接口，該裝置為風冷裝置，沒有板載風扇或電池，但帶有內置電源，該裝置很小，佔地面積為6.4英寸x

1英寸x 1.4英寸，其他規格包括：256 MB DDR2 SDRAM內存，帶閃存支持SRAM，QNX Neutrino OS支持控制塊語言（模擬和數字），用於許多應用程序的TCP/IP協議等

桌面操作係統的研究開發指導思想是盡可能在不改變自身的前提下具有廣泛的適應。也就是說：不論應用環境怎麼變化，好都不要對自身內部產生什麼影響，也不要求自身做太多的變化。反過來，應用於嵌入式環境的RTOS，在研發的時候就立足於改變自身、開放自身，讓開發人員可以根據硬件環境和應用環境的不同而對操作係統進行靈活的裁剪和配置，因為對於任何一個具體的嵌入式設備，它的功能是確定的，因此只要從原有操作係統中把這個特定應用所需的功能拿進來即可。

　　應當指出的是：如果一個操作係統平臺只能依靠手工的方式去掉一些代碼，這根本就不是可裁剪。所謂可裁剪是在軟件工程階段利用軟件配置方法實現軟件構件的“即插即用”。

　　可裁剪帶給用戶的一個直接的好處是硬件成本降低，這對於成本敏感的應用，如消費電子類設備，具有重要的現實意義。由於設備中只包含應用程序用到的那部分操作係統功能，這就使得係統變得簡單、易把握，從而提高係統的可靠。

　　到位——實時

　　許多人都把實時理解為速度快。那麼，速度快到什麼程度才算是達到實時呢？其實，所謂實時，其核心含義在於確定，而不是單純的速度快。也就是說，RTOS所要求的是在規定的時間內做完應該做的事情，並且操作係統的行為（執行線索）是確定的，這是寫出高可靠程序的基礎。如果完成同樣的動作，有的時候快，有的時候慢，且執行線索千差萬別，程序員無法把握，可靠就無從保證。
　　嵌入式係統為什麼對實時要求那麼高呢？因為嵌入式係統主要是對儀器設備的動作進行監測控制的，而一般的桌面操作係統基本上是根據人在鍵盤和鼠標發出的命令進行工作。相對而言，儀器設備的動作具有嚴格的、機械的時序要求，而人的動作和反應在時序上並不那麼嚴格。比如，用於控制火箭發動機的嵌入式係統，它所發出的指令不僅要速度快，而且多個發動機之間的時序要求嚴格，否則就會差之毫厘、謬之千裏。在這樣的應用環境中，非實時的普通操作係統無論如何是無法適應的。

　　如果我們所開發的設備並不是像航空航天器那樣生命攸關或者生產控制那樣的關鍵任務係統，而是像消費電子類那樣，即使出現錯誤也不會造成災難後果的設備，那麼實時（嚴格地講是確定）是否還具有現實意義呢？答案是肯定的！設備的高可靠可以有效地降低維護成本；軟件運行效率高也會降低對的要求，從而降低硬件成本。對於消費電子產品這類價格十分敏感的產品，實時、可靠仍然是值得重視的問題。

　　堅如磐石──可靠

　　桌面操作係統與RTOS相比，另一個差別就是對於穩定、可靠方面的設計思路。一方面，桌面操作係統比較龐大、復雜，而RTOS比較小巧、簡捷，而“越簡單、越可靠，越復雜、故障概率越大”這又是一個常理。另一方面，更重要的是：桌面操作環境與嵌入式環境在設計思路上有一個重大的不同——桌面環境假定應用軟件與操作係統相比而言可以是不可靠的，而嵌入式環境假定應用軟件與操作係統一樣可靠。

　　運行於嵌入式環境中的RTOS要求應用軟件具有與操作係統同樣的可靠，這種設計思路對應用開發人員提出了更高的要求，同時也要求操作係統自身足夠開放。
　　的“木桶原理”告訴我們，局部的不足會導致整體的缺陷。要保證係統的可靠，保證係統中每一個部分都是可靠的，任何部分的不可靠都會導致係統整體的不可靠。大多數桌面係統都是上千萬行代碼的龐大而復雜的係統，即使有源代碼程序員也難以把握。而且對開發人員來說，桌面係統龐雜的細節是隱蔽在一個個的固定的接口下的，是一個黑箱，很難把握具體執行的線索。即便其內核是足夠可靠的，但它的應用環境復雜多樣、千差萬別，其中常常有一些應用並不是那麼穩定可靠，從而破壞了整體係統的可靠。相反，RTOS對軟件開發人員來說是完全開放的，是一個白箱，允許開發人員清楚地了解和掌握操作係統內部情況，對存儲器中的每一位和每一個I/O接口進行操作控制，從而可以設計出穩定的應用軟件。

　　可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。與個人計算機的PC相區別，用PLC表示。

PLC是在傳統的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業控制裝置，目的是用來取代繼電器、執行邏輯、記時、計數等順序控制功能，建立柔的程控係統。國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規定：可編程控制器是一種數字運算操作的電子係統，專為在工業環境下應用而設計。它採用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易於與工業控制係統形成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。

PLC具有通用強、使用方便、適應面廣、可靠高、抗幹擾能力強、編程簡單等特點。可以預料：在工業控制領域中，PLC控制技術的應用必將形成潮流

PLC程序既有生產廠家的係統程序，又有用戶自己開發的應用程序，係統程序提供運行平臺，同時，還為PLC程序可靠運行及信息與信息轉換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。

　　一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，當然按能分成若幹型號，並按I/O點數又有若幹規格。對模塊式PLC，有模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結構類型的PLC，都屬於總線式開放型結構，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結構框圖如下：

PLC中的是PLC的核心，起神經中樞的作用，每臺PLC至少有一個，它按PLC的係統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路