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1. CNC装置软件硬件的界面 |
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三种典型的软硬件界面关系 |
2. 系统软件的内容及结构类型
系统软件的组成：（管理和控制）
管理部分：输入、I/O处理、通讯、显示、诊断以及加工程序的编制管理等程序。
控制部分：译码、刀具补偿、速度处理、插补和位置控制等软件。
管理方式：
单微处理机数控系统：前后台型和中断型的软件结构。
多微处理机数控系统：将微处理机作为一个功能单元。
3. 多任务并行处理 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
（1）CNC装置的多任务性
数控加工时，CNC装置要完成许多任务。在多数情况下，管理和控制的某些工作必须同时进行。例如：为使操作人员能及时地了解CNC装置的工作状态，管理软件中的显示模块必须与控制软件同时运行。当在插补加工运行时，管理软件中的零件程序输入模块必须与控制软件同时运行。而当控制软件运行时，其本身的一些处理模块也必须同时运行，例如，为了保证加工过程的连续性，即刀具在各程序之间不停刀，译码、刀具补偿和速度处理模块必须与插补模块同时运行，而插补程序又必须与位置控制程序同时进行。 |
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CNC装置软件任务分解 |
软件任务的并行处理 |
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（2）并行处理 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
并行处理：
是指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。并行处理的优点是提高了运行速度。
并行处理的分类：
“资源重复”，“时间重叠”和“资源共享”。
资源共享：
根据“分时共享”的原则，使多个用户按时间顺序使用同一套设备。
时间重叠：
根据流水线处理技术，使多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用同一套设备的几个部分。
1）资源分时共享并行处理（对单一资源的系统）
在单CPU结构的CNC系统中，可采用“资源分时共享”并行处理技术。
资源分时共享——在规定的时间长度（时间片）内，根据各任务实时性的要求，规定它们占用CPU的时间，使它们分时共享系统的资源。
“资源分时共享”的技术关键： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
其一：各任务的优先级分配问题。
其二：各任务占用CPU的时间长度，即时间片的分配问题。 |
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资源（CPU）分时共享图 |
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各任务占用CPU时间示意图 |
资源分时共享技术的特征
在任何一个时刻只有一个任务占用CPU；
在一个时间片（如8ms或16ms）内，CPU并行地执行了两个或两个以上的任务。
因此，资源分时共享的并行处理只具有宏观上的意义，即从微观上来看，各个任务还是逐一执行的。 本文来自www.eadianqi.com
2)并行处理和流水处理（对多资源的系统）
在多CPU结构的CNC系统中，根据各任务之间的关联程度，可采用以下两种并行处理技术：
若任务间的关联程度不高，则可让其分别在不同的CPU上同时执行—— 并行处理；
若任务间的关联程度较高，即一个任务的输出是另一个任务的输入，则可采取流水处理的方法来实现并行处理。
流水处理技术的涵义：
流水处理技术是利用重复的资源（CPU），将一个大的任务分成若干个子任务(任务的分法与资源重复的多少有关)，这些小任务是彼此关系的，然后按一定的顺序安排每个资源执行一个任务，就象在一条生产线上分不同工序加工零件的流水作业一样。 |
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顺序处理 |
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流水处理 |
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并发处理和流水处理的特征 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
在任何时刻（流水处理除开始和结束外）均有两个或两个以上的任务在并行执行。
并行处理和流水处理的关键是时间重叠，是以资源重复的代价换得时间上的重叠，或者说以空间复杂性的代价换得时间上的快速性。
3）并行处理中的信息交换和同步
在CNC装置中信息交换主要通过各种缓冲区来实现。
各缓冲区数据交换和更新的同步是靠同步信号指针来实现的。 |
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CNC装置通过缓冲区交换信息框图 |
4. 实时中断处理
（1）CNC系统的中断类型
1）外部中断：外部监控中断和键盘操作面板输入中断。
2）内部定时中断：插补周期定时中断和位置采样定时中断。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
3）硬件故障中断 种硬件故障检测装置发出的中断。
4）程序性中断 程序中出现的异常情况的报警中断。
（2）CNC系统中断结构模式
1）前后台软件结构中的中断模式
2）中断型软件结构中的中断模式 |
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前后台软件结构 |