CC BY
17
Запропоновано метод
візуалізації, який дозволяє швидко вибрати сучасні мікроконтролери (МК) з найкращими параметрами завдяки теорії неповної подібності та розмірностей, а також за скорочений час визначити напрямок удосконалення МК за декількома параметрами одночасно.
Ключові слова: умовні критерії подібності, визначальні величини.
Предложен метод визуализации, который позволяет быстро выбрать современные микроконтроллеры с наилучшими параметрами благодаря теории неполного подобия и размерностей, а также за короткий срок определить направление усовершенствования МК по нескольким параметрам одновременно.
Ключевые слова: условные критерии подобия, определяющие величины.
The high-speed method of visualization for a choice of modern microcontrollers with the best parameters on the basis of the theory of incomplete similarity and dimensions is offered. It allows to define an improvement direction.
Keywords: conditional criteria of similarity, determining values.
УДК 681.325.53
ШВИДКОД!ЮЧИЙ МЕТОД ВЮУАЛЮАЦП ВИБОРУ СУЧАСНИХ М!КРОКОНТРОЛЕР!В
А. Г. Лукашенко
Докторант, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник
Центр лазерної техніки та технології *
К. С. Рудаков
Аспірант, старший викладач Кафедра „Спеціалізовані комп’ютерні системи”** E-mail: kafedra_CKC@mail.ru
Р. Є. Юпи н
Аспірант, асистент Кафедра „Спеціалізовані комп’ютерні системи”** Контактний тел.: 093-917-22-12 E-mail: necrowman2@mail.ru
Д. А. Лукашенко
Аспірант*
*Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії України
вул. Боженко, 11, м. Київ, Україна, 03680 Контактний тел.: (0472)76 -25-73 E-mail: kafedra_CKC@mail.ru
**Черкаський державний технологічний університет бул. Шевченко, 460, м. Черкаси, Україна, 18006 Контактний тел.: (0472)71-42-43
1. Вступ. Актуальність. Постановка задачі
На сьогодні широко використовуються мікроконтролери при розробці нового технологічного обладнання і систем керування автономними об’єктами в галузі космічної та навігаційної техніки, в побутових, медичних приладах і контрольно-обчислювальних комплексах тощо [1].
Загалом існує багато фірм, що виробляють мікроконтролери, але серед усіх, найбільш затребуваними являються мікроконтролери (МК) відомих виробників Atmel, Microchip, Texas Instrument, Fujitsu, Motorola [2, 5], які авторами обрані для дослідження.
Відомо, що при модульному принципі побудови всі моделі мікроконтролерів містять процесорне ядро [7], яке однакове для всіх МК цієї серії, та змінний функціональний блок, яким вони відрізняються (рис. 1).
Вагомий внесок в розвиток мікроконтолерної техніки внесли роботи Є.Крилова, С.Гаврилюка, В.Ульріха,
Н.Заєць та інші.
Проте, в цих роботах недостатньо відображено як із
множини типів МК швидко вибрати мікроконтролер за необхідними параметрами користувача або можливість визначення резервних показників за відповідними параметрами з метою подальшого їх удосконалення. Тому швидкий вибір мікроконтролера з відповідними параметрами являється задачею актуальною.
Рис.1. Образно-знакова модель мікроконтролера: ВКМ — внутрішня контролерна магістраль; ГТІ — генератор тактових імпульсів; ПЗП — постійний запам'ятовуючий пристрій; ОЗП — оперативний запам'ятовуючий пристрій.
уз
2. рішення задачі
Для рішення поставленної задачі створюється математичний опис зв’язку основних параметрів МК.
Відомо, що побудова залежностей між всіма технічними параметрами являється складним процесом через відсутність простого математичного опису їх залежностей. Наприклад, немає аналітичного виразу залежності між діапазоном робочих температур, часом обробки аналогової величини, максимальною робочою частотою та ін, які являються одними з основних параметрів мікроконтролерів. Тому, пропонується застосування теорії неповної подібності та розмірностей для рішення таких задач.
Для цього створюється перелік визначальних величин, що використовує основні параметри сучасних мікроконтролерів (табл. 1).
Приклад узагальненого математичного опису залежності між параметрами мікроконтролерів (табл.1) має наступний вигляд
Ґ (2тах, етіп, /, )=0,
(1)
де 0тах - максимальна допустима робоча температура;
бтіп - мінімальна допустима робоча температура;
/ - максимальна допустима робоча частота
МК;
^ - час обробки аналогової величини відповідним МК.
Таблиця 1
Перелік визначальних величин створений із основних параметрів сучасних мікроконтролерів та умовні критерії
прості безрозмірні степеневі комплекси, що сформовані із визначальних величин [4]. Тому при застосуванні теорії неповної подібності визначальних величин за даними табл. 1, формули (1) та при використанні евристичного методу визначення умовних критеріїв подібності рівняння приймає наступний вигляд:
¥
де
°шах
о - о
^шах ^ш
(2)
величина, яка характеризує темпе-
ратурний діапазон роботи МК;
(/'і3д) - величина, яка характеризує швидкість процесу обробки МК ().
На базі критеріального рівняння (2) та даних параметрів МК (табл.1) будується графік залежностей основних технічних параметрів в безрозмірних координатах
о - о
^шах
та (/) (рис. 2).
№ Назва мікроконтролера Робочий діапазон температур, К ї.зд , мкс І , МГц Критерії
о - о ■ ^шах ^шіп (/ Ъ)
0шіп 0шах °шах
1 АТТіпу1^ 218 398 0,5 2 0,45 1
2 АТТіпу12 218 398 0,5 8 0,45 4
3 AT90S1200 218 398 0,5 12 0,45 6
4 AT90S2313 233 358 0,5 10 0,349 5
5 АТМеяа8 218 398 0,5 16 0,45 8
6 ATMega103L 233 378 0,5 4 0,3835 2
7 АТте£а169РАШю 233 358 0,75 16 0,349 12
8 MB90F474L 233 358 4,65 10 0,349 46,5
9 MB90F523B 233 358 12,5 16 0,349 200
10 MB90F543G/GS 233 358 26,3 16 0,349 420,8
11 MB90F562B 233 358 6,13 16 0,349 98,08
12 MB90F583C/CA 233 358 34,7 16 0,349 555,2
13 РЮ^200 233 398 10 4 0,4145 40
14 РІС12С508 233 398 10 4 0,4145 40
15 РІС14000 218 398 0,25 20 0,45 5
16 РІС16С432 233 398 10 20 0,4145 200
17 РІС17С42 218 398 1 25 0,45 25
18 РІС18С242 218 398 12,86 40 0,45 514,4
19 dsPIC30F1010 233 398 3,5 14,55 0,4145 50,925
20 dsPЮ33FT06GS101 233 398 0,5 40 0,4145 20
Застосовуючи теорію неповної подібності та розмірності створюються рівняння на основі умовних критеріїв [3, 6]. Умовними критеріями подібності називаються
Рис. 2. Графік залежності основних технічних
параметрів в безрозмірних координатах
((°шах - °шіп) / °шах) та (/^) ДЛЯ різних
типів мікроконтролерів
З графіку видно, що масив МК з оцінкою температурного діапазону розподіляється на три групи (І, ІІ, ІІІ), найкращою з них є група І, найгірша - ІІІ.
Отже, пропонується швидкодіючий метод візуалізації для вибору сучасних мікроконтролерів з найкращими параметрами на базі теорії неповної подібності та розмірностей, який включає наступні дії.
1. Визначаються фірми, які виробляють сучасні МК.
2. Створюється перелік сучасних МК, найбільш затребуваних на ринку збуту та найбільш перспективних.
3. Будується перелік визначальних величин, які мають суттєвий вплив на експлуатаційну технологічність мікроконтролерів.
4. Створюються умовні критерії подібності на основі теорії неповної
подібності та розмірностей за визначальними величинами п.3.
5. Будуються графіки залежностей між визначеними
умовними критеріями подібностей в безрозмірних координатах на підставі п.4 та п і - теореми.
6. Проводиться порівняльний аналіз залежностей основних технічних параметрів в безрозмірних координатах та сформованих сучасних вимог до МК.
7. Синтезуються в групи сучасні МК з відповідними багатьма основними технічними параметрами.
8. Пропонується відповідна група МК для створення бази даних при проектуванні визначеного обладнання або для удосконалення визначеного МК за декількома відповідними параметрами одночасно, які представлені на графіку залежностей в безрозмірних координатах.
Перевага запропонованого методу полягає в тому, що при профільному проектуванні відповідного обладнання є можливість створити базу даних з організацією малої кількості адрес, що значно прискорить час на цьому етапі.
Крім того, при удосконаленні одного із багатьох основних технічних параметрів МК через візуалізацію дозволяє швидко визначити напрямок зміни інших, завдяки створеному графіку залежностей основних технічних параметрів.
3. висновки
Запропоновано метод візуалізації для швидкого вибору сучасних мікроконтролерів з найкращими параметрами завдяки теорії неповної подібності та розмірностей, а також за скорочений час визначити напрямок удосконалення ЫК за декількома параметрами одночасно.
Побудовано графік залежностей чотирьох основних технічних параметрів в безрозмірних координатах
(Qmax - Qmin) 1 Qmax та f ■ ^ для 21 типів мікроконтроле-
рів. Це дало можливість швидко вибрати тип відповідного мікроконтролера та визначити напрямок удосконалення.
Проаналізовані показники в групах, які підтвердили,
----------------------□ □--------------------------
Запропоновано інтегральний алгоритм формування науково-інноваційного багаторівневого комплексу інтенсифікації навчального процесу з використанням інформаційних технологій, отримана декомпозиційна ієрархічна структура підсистем.
Ключові слова: інтенсифікація, інформаційні технології, кібернетичний підхід.
□--------------------------------------------□
Предложен интегральный алгоритм формирования научно-инновационного многоуровневого комплекса интенсификации учебного процесса с использованием информационных технологий, получена декомпозиционная иерархическая структура подсистем.
Ключевые слова: интенсификация, информационные технологии, кибернетический подход.
□--------------------------------------------□
The integral algorithm of formation of scientific and innovative multilevel complex of study process with the use of information technologies is suggested, the decomposed hierarchy structure of subsystems being developed.
Key words: intensification, information
technologies, cybernetic approach.
----------------------□ □--------------------------
що в групі І найкращими характеристиками швидкодії володіє мікроконтролер PIC18C242 фірми Microchip, в групі II - РЮ1бС432 фірми Microchip, а в групі III PIC32MX340F128H фірми Microchip та за температурним діапазоном ATMega103L фірми Atmel.
Подальше дослідження слід проводити для визначення інформаційно-енергетичного резерву в ЫК за допомогою теорії неповної подібності та розмірностей.
література
1. Охрименко, В. Ыикропроцессоры, однокристальные микро-ЭВЫ, микроконтроллеры... [Текст] / В. Охрименко // Mассовый ежемесячный научно-технический журнал «Электронные компоненты и системы». - 2002. - №5(57). - С. 3-12.
2. Гребнев, В. В. Mикроконтроллеры семейства AVR фир-
мы Atmel [Текст] / В. В. Гребнев. - M. : ИП Радиософт, 2002. - 174 с.
3. Лебедев, А. Н. Пи-теорема [Текст] / А. Н. Лебедев //
Электронное моделирование. - 1981. - №1. - С. 3-7.
4. Лукашенко, В. M. Критериальные зависимости для вы-
бора оптимальних параметров коммутаторов [Текст] / В. M. Лукашенко // Вісник ЧҐП. - 2000. - №3. - С. б5-70.
5. Mикроконтроллер [Электронный ресурс] / страница из Википедии — свободной энциклопедии. - Режим доступа : \www/ URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ Mикроконтроллер - 09.02.2011 г. - Загл. с экрана.
6. Теория подобия и размерностей. Mоделирования [Текст]
/ П. M. Алабужев, В. Б. Геронимус, Л. M. Mинкевич, Б. А. Шеховцов. - M. : Высш. шк., 19б8. - 20б с.
7. Классификация и структура микроконтроллеров [Элек-
тронный ресурс] / Электроника просто и понятно - Режим доступа : \WWW/ URL: http://naf-st.ru/articles/ mpmc/m011/ - 20.03.2010 г. - Заглавие с экрана.
УДК б81.3:378.14б
КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ(АСПЕКТ СТРУКТУРИЗАЦИИ)
Н. О. Ризу н
Кандидат технических наук, доцент Кафедра экономической кибернетики и математических методов в экономике Днепропетровского университета экономики и права им. А. Нобеля наб. Ленина, 18, г. Днепропетровск, Украина, 49000 Контактный тел.: (056) 713-43-99 Е-mail: п fedo@mail.ru
Е
