Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем

По подключению микросхемы

· Параллельный.

· Внутрисхемный.

Параллельные программаторы содержат разъём, в который и вставляется программируемая микросхема. Внутрисхемные пригодны только для тех микросхем, в которых поддерживается внутрисхемное программирование, но позволяют прошивать микросхему, не вынимая её из устройства.

При покупке параллельного программатора стоит обратить внимание на качество разъёма, в который устанавливается микросхема. Обычный одноразовый разъём долго не прослужит; программатор должен иметь цанговые разъёмы-- а ещё лучше ZIF. В дорогих программаторах есть несколько разъёмов-- под разные виды корпусов.

По подключению к компьютеру

· Последовательный порт.

· Параллельный порт.

· Специализированная интерфейсная плата (ISA или PCI).

· USB.

· Ethernet.

Стоит заметить, что в самых простых параллельных и последовательных программаторах управляющему ПО приходится напрямую управлять логическим уровнем на выводах порта (на жаргоне электронщиков «дрыгоножество» или bitbang). Такое прямое управление в Windows NT запрещено, это обходится установкой специализированного драйвера; через адаптеры USB>COM bitbang-программаторы работают крайне медленно (единицы-десятки байт в секунду). Микроконтроллерные программаторы полностью поддерживают протокол COM- или LPT-порта и поэтому свободны от этих недостатков.

Специализированные платы изредка применялись до появления USB, так как позволяли достичь максимальных скоростей обмена данными. Впрочем, одновременно они делали программатор стационарным.

Современные программаторы подключаются через USB (лишь простые дешёвые конструкции используют COM- или LPT-порты). Высокопроизводительные промышленные программаторы используют Ethernet .

По дополнительным функциям

· Наличие программного обеспечения под распространённые платформы (обычно под Windows и Linux; остальные ОС среди разработчиков непопулярны).

· Проверка правильности подключения ещё до попытки стереть микросхему.

· Проверка исправности программатора.

· JTAG-адаптеры, пригодные одновременно как для программирования, так и для отлаживания прошивок.

· Полевые программаторы имеют компактные размеры и содержат внутреннюю память для хранения прошивки. Такие программаторы предназначены для обслуживания техники прямо в местах её установки (подчас труднодоступных).

· Встроенный HEX-редактор, позволяющий откорректировать записанную в микросхеме информацию.

· Возможность самостоятельного обновления прошивки самогом программатора.

· Возможность одним нажатием кнопки выполнить некоторую последовательность действий-- например, стереть, проконтролировать стёртость, записать, проверить правильность записи и установить конфигурационные биты (так называемое автоматическое программирование).

o В программаторах для массового программирования может применяться скриптовый язык, на котором можно реализовать, например, автоинкремент серийных номеров-- таким образом, каждая микросхема будет иметь уникальный номер.

При ремонте электронной аппаратуры нередко приходится заменять микросхемы энергонезависимой памяти (EEPROM). Как правило, работоспособность электронного устройства восстанавливается только после предварительного программирования микросхемы определенной информацией, характерной для данной модели.

В настоящее время в аппаратуре различного назначения используются EEPROM с внешним интерфейсом I2С, в частности, микросхемы серии 24сХХ различных производителей.

Существует много программаторов, управляемых персональным компьютером, позволяющих программировать EEPROM и PIC-контроллеры. В качестве примера можно привести программаторы PonyProg, IcProg, EasyProg и другие. Аппаратная часть программатора представляет собой устройство, осуществляющее согласование между портом персонального компьютера и программируемой микросхемой. Различные схемные реализации отличаются друг от друга в основном лишь большей или меньшей избыточностью и типом используемого интерфейса компьютера -- параллельным или последовательным.

Программирование большинства микросхем трудностей не вызывает. Однако при программировании микросхем типа PCF8582 фирмы PHILIPS SEMICONDUCTORS, использующих интерфейс I2С, иногда микросхема не программируется.

Причину этого можно объяснить следующим: внутренняя архитектура микросхемы PCF8582 несколько отличается от архитектуры микросхем серии 24сХХ и требует при проведении операции записи в ячейки памяти дополнительного сигнала синхронизации (выв. 7 микросхемы РТС). Разработчиками данной микросхемы предусмотрено 2 способа синхронизации узла стирания/записи микросхемы:

o использование внешней синхронизации циклов стирания/записи путем подачи внешнего тактирующего сигнала на выв. 7;

o использование встроенного тактового генератора, для активизации которого к выв. 7 микросхемы подключается внешняя RC-цепочка (см. рисунок).

Нет необходимости подробно рассматривать работу внутренних узлов микросхемы. Следует лишь отметить, что для нормальной работы микросхемы PCF8582 во всех режимах с использованием внутреннего тактового генератора, производителем рекомендуется выдерживать длительность цикла записи/стирания от 7 до 10 мс.

Для этого параметры RC-цепи должны быть следующими: R = 22 кОм, С = 2200 пф.

Следует отметить, что многие программируют микросхему PCF8582, выбирая ее в меню,как 24сО2, причем при установке ее в панель программатора выв. 7 оставляют свободным. Но, как уже упоминалось, результат при этом не всегда оказывается положительным.

Подключение же внешней RC-цепи с указанными параметрами обеспечивает формирование внутренних тактовых сигналов стирания/записи, гарантирующих стабильную работу многих программных оболочек программатора с микросхемами данного типа.

Таким образом, для доработки существующих программаторов, предназначенных для программирования микросхем 24с02, необходимо отсоединить выв. 7 установочной панели от общего провода и подключить к нему RC-цепь согласно рисунку. Кроме того, между выв. 7 и общим проводом необходимо установить выключатель В1 (см. рис.). В замкнутом состоянии переключателя В1 программатор обеспечивает программирование микросхем 24сХХ, а в разомкнутом - PCF8582.

Целесообразность, простота и полезность данного технического решения подтверждается положительными отзывами специалистов по ремонту аппаратуры.

В первую очередь коснемся той детали программатора, с которой Вам придется взаимодействовать больше всего -- это колодка, куда помещается программируемая микросхема. Эта одна из самых важных деталей программатора, от качества и надежности которой зависит способность программатора выполнять свои функции. Как показал наш многолетний опыт, любой программатор вне зависимости от его сложности, стоимости и функциональных возможностей обязательно должен быть снабжен специальной тестовой колодкой, обеспечивающей многократный надежный контакт с программируемой микросхемой. Фирмы, выпускающие такие сокетки, гарантируют надежный контакт при десятках тысячей операций установки в нее микросхем. Наиболее удобными для пользователя являются специальные сокетки с нулевым усилием (ZIF socket). Если программатор не снабжен специальными тестовыми сокетками, предназначенными для многократных установок микросхем, а вместо них стоят дешевые одноразовые колодки, то считайте, что Вы просто зря потратили свои деньги. Вы быстро сможете в этом убедиться, когда безвозвратно испортите микросхемы с однократным программированием из-за отсутствия контакта в колодке. В недорогих программаторах обычно устанавливаются универсальные (рассчитанные как на узкий, так и на широкий тип корпуса) ZIF DIP сокетки. В более дорогих образцах программаторов могут устанавливаться одновременно несколько видов ZIF сокеток, рассчитанных на разные типы корпусов микросхем (LCC, QFP и т. д.). Иногда программаторы снабжаются универсальными сменными головками под различные типы корпусов. Для программирования микросхем с корпусами, отличными от DIP и с большим числом выводов, программаторы снабжаются специальными адаптерами под соответствующий тип корпуса. В связи с тем, что на этих адаптерах также должны устанавливаться высоконадежные тестовые сокетки, стоимость таких адаптеров может оказаться довольно существенной.

Заглянем внутрь программаторов и в общих чертах попытаемся понять, чем же они отличаются друг от друга. Принципиально существует две концепции построения программаторов. Первая, и наиболее очевидная, заключается в построении программаторов на базе массива универсальных аппаратных драйверов. Универсальные драйверы подводятся к выводам тестовой сокетки и должны удовлетворять ряду специфических аппаратных требований по программированию микросхем. В перечень таких требований входят: способность подавать и считывать логические уровни, способность подавать сложные тактовые последовательности, способность подводить напряжение в диапазоне 0…27 В с точностью 0.1 В и т. д. и т. п. Удовлетворение всем этим требованиям приводит к колоссальным аппаратным затратам и избыточности всего устройства в целом. Количество драйверов универсального программатора должно соответствовать количеству выводов тестовой сокетки, например, 40 драйверов для сокетки DIP-40, или 84 драйвера для сокетки LCC-84. В результате, устройство становится очень сложным и дорогостоящим, но при этом абсолютно универсальным. Имея 40 универсальных драйверов и универсальную тестовую сокетку DIP-40 можно с уверенностью сказать, что удастся поддержать все существующие, а также любые новые, микросхемы в корпусе DIP (с числом выводов до 40) без дополнительных адаптеров. Именно по такой схеме строятся дорогие универсальные программаторы.

Вторая концепция заключается в том, что аппаратура программатора оптимизируется под предполагаемый перечень поддерживаемых микросхем. Программаторы этого класса, как правило, значительно дешевле универсальных программаторов, но такие изделия в известной степени теряют универсальные свойства. Добавление новых типов поддерживаемых программатором микросхем может быть сопряжено со значительными трудностями, а часто и с невозможностью расширения списка программируемых устройств.

Использую многолетний опыт разработки и производства программаторов, нами разработана и внедрена компромиссная концепция построения программаторов -- универсальный драйвер разбивается на два функциональных блока: универсальный логический драйвер и устройство коммутации «высокого» напряжения. Такая архитектура программатора позволила в значительной степени сохранить преимущества универсального драйвера и существенно сократить аппаратные затраты и, как следствие, уменьшить себестоимость и цену конечных изделий.

Рассмотрим способ подключения программаторов к компьютеру. Наиболее распространенными способами подключения являются:

· подключение к принтерному порту;

· подключение к последовательному порту;

· установка специальной платы в компьютер.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Использование специальных плат, устанавливаемых в компьютер, значительно упрощает схемотехнику программатора. В этом случае, как правило, удается отказаться от специального, довольно мощного источника питания, воспользовавшись источником питания компьютера, а также использовать центральный процессор компьютера в качестве управляющего процессора программатора. При способе подключения программатора к компьютеру посредством встраиваемых в компьютер плат удается достигнуть довольно значительных скоростей обмена между компьютером и программатором за счет непосредственного управления последним. Но такая реализация программатора имеет и существенные недостатки. Во-первых, значительно снижается мобильность программатора, то есть возможность использования одного программатора на разных компьютерах (например, в приделах одной лаборатории), во-вторых, использование таких устройств с портативными компьютерами notebook сопряжено с необходимостью использования специальных карт сопряжения.

Другой вариант сопряжения программатора с компьютером -- последовательный канал компьютера. Это вполне допустимый вариант сопряжения, допускающий работу программатора с компьютерами всех типов. К существенным недостаткам такого варианта сопряжения можно отнести невысокую пропускную способность канала. Максимальная скорость последовательного канала RS-232 ограничена значением 115 кБод, что существенно ограничивает обмен между компьютером и программатором, и, следовательно, снижает производительность последнего.

Подключение программатора к принтерному порту компьютера нам видится наиболее предпочтительным вариантом. Этот способ сочетает в себе достаточно высокую пропускную способность канала и не требует серьезных аппаратных затрат. При использование этого способа удается воспользоваться центральным процессором компьютера в качестве управляющего процессора программатора.

Теперь обратим внимание на ряд "второстепенных мелочей ", которые при активной работе с программатором могут либо серьезно попортить Вам жизнь, либо, при удачной реализации, значительно облегчат Вашу работу. К таким «мелочам» мы бы отнесли способ обновления версий программатора, способность программатора определять правильность установки микросхемы в колодке и проведение процедуры самотестирования при включении питания.

Способ обновления версии -- это довольно существенный вопрос эксплуатации программаторов. Необходимость обновления версии может возникнуть по ряду причин, во-первых, при выявление ошибки работы программатора (увы, такое тоже встречается, все мы грешны), либо при расширение списка поддерживаемых программатором микросхем. Способ обновления версии программатора зависит от его аппаратного устройства. В одних изделиях алгоритмы программирования жестко «зашиты» в аппаратуру, в других -- они являются загружаемыми. В первом случае для модификации версии требуется модификация самого устройства программатора (например, перепрограммирование ПЗУ самого программатора), а это сопряжено с рядом дополнительных неудобств по доставке изделия производителю или в региональный сервисный центр. Другое дело, если обновление версии осуществляется только обновлением программного обеспечения программатора. Именно по такой схеме построены программаторы с загружаемыми алгоритмами программирования. В таких программаторах Вы обновляете только программное обеспечение и работаете уже с новой версией. Второй способ видится нам наиболее удобным в эксплуатации, и именно по такой схеме строится обновление версий всех выпускаемых фирмой «Фитон» программаторов

Теперь обратим внимание на такую «мелочь», как способность программатора определять правильность установки микросхемы в тестовую колодку. При кажущейся незначительности этой опции, мы начинаем понимать всю ее важность только после выхода из строя микросхемы при неверной установки ее в колодку (а такое рано или поздно случается). И винить в этом случае некого -- сами виноваты. Именно для предотвращения таких ситуаций и служит эта опция. Здесь необходимо указать, что полноценная реализация такой возможности требует от разработчика больших усилий и, порой, изобретательности. Дело в том, что необходимо протестировать микросхему в колодке в самом щадящем для нее режиме, при этом ни в коем случае не допуская выхода микросхемы из строя.

И в заключение обсуждения аппаратного устройства программаторов, на наш взгляд, необходимо упомянуть о настоятельной необходимости проведения программаторами процедуры самотестирования. Обычно эта процедура проводится после инициализации аппаратуры программатора. Цель этой процедуры -- встроенными средствами провести проверку работоспособности всего оборудования устройства и принять решение о возможности полноценной работы программатора. К сожалению, встроенными средствами не всегда удается однозначно убедится в работоспособности всех узлов устройства, но тем не менее эта процедура обязательно должна проводится с целью минимизации вероятности эксплуатации неработоспособного оборудования.

Программное обеспечение программатора

· возможность редактирования данных не только в шестнадцатеричном формате, но и в двоичном,

восьмеричном и десятичном представлении;

· заполнение массива строкой данных;

· поиск и замена строки данных;

· инвертирование данных;

· копирование массива данных как внутри одного буфера, так и между разными буферами;

· подсчет контрольной суммы;

· конвертирование шин адреса и данных.

Еще одна особенность ПО программаторов, на которой стоит остановится отдельно, -- это пакетный режим работы. Очень в немногих программаторах такой режим реализован. А преимущество такого режима просто очевидно -- это автоматизация работы. Использую пакетный режим работы, можно создавать сценарии работы с программатором, автоматизируя всю рутинную работу. Наиболее интересны устройства, где пакетный режим работы практически не имеет ограничений, в нем доступны все ресурсы программатора. В пакетном режиме можно загружать файлы, запускать программирование, манипулировать параметрами программирования, окнами на экране, выводить графические данные и т. д., и т. п. В качестве иллюстрации использования пакетного режима работы программатора можно привести задачу программирования партии микросхем, в каждой из которых должен быть запрограммирован серийный номер. На специальном языке создается сценарий работы программатора, который заключается в следующем: оператор указывает начальное значение серийного номера партии микросхем и запускает процедуру программирования, программатор программирует микросхему с текущим серийным номером и вычисляет серийный номер следующей микросхемы, помещая его в соответствующий раздел памяти, далее процедура циклически повторяется. В приведенном примере пакетный режим работы значительно облегчает работу оператора и исключает свойственные оператору ошибки.

В заключении хотелось бы отметить, что фирмой «Фитон» разработано новое семейство программаторов. В настоящий момент предлагается два члена этого семейства -- ChipProg-2 и ChipProg+. Новое семейство характеризуется аппаратной архитектурой универсальных логических драйверов, что наряду с применением современных технологий на базе перепрограммируемых логических матриц большой степени интеграции, позволило создать недорогие и надежные устройства с расширенными функциональными возможностями. Новое семейство работает под управлением операционной системы Windows, имеет дружественный, интуитивно понятный интерфейс. Все программаторы снабжены расширенным двоичным редактором и пакетным режимом работы. Программаторы подключаются к принтерному порту компьютера. Сотрудниками фирмы активно ведется разработка старшего члена нового семейства -- универсального программатора, построенного по архитектуре универсальных драйверов.

По типу микросхем

· Программирующие микросхемы ПЗУ (ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, ППЗУ, флэш-память).

· Программирующие внутреннюю память микроконтроллеров.

· Программирующие ПЛИС.

Универсальные программаторы могут поддерживать все вышеперечисленные типы.

По сложности

Если нужно единожды запрограммировать микроконтроллерное устройство, радиолюбители обходятся простейшим программатором [источникнеуказан151день], подключаемым к COM- или LPT-порту. Например, самый простой программатор для микросхем AVR-- это кабель из шести проводов и четырёх резисторов (так называемый программатор PonyProg).

Те любители, которые занимаются разработкой микропрограмм или производят свои схемы в больших количествах, используют программаторы посложнее -- такие устройства часто содержат свой микроконтроллер. Подобные программаторы удобны тем, что после работы переводят свои выходы в Z-состояние, и запрограммированное устройство можно испытывать, не отключая программатора. Такие программаторы, как правило, работают с одним-двумя семействами микросхем.

Самодеятельным конструкторам программаторов известна «проблема курицы и яйца» -- если в схеме программатора присутствует микроконтроллер, то и его необходимо запрограммировать при отсутствии готового программатора. В таких случаях обычно отдают микросхему профессионалам, либо строят простейший программатор для подключения к COM- или LPT-порту компьютера

В конструкторских бюро и лабораториях применяются универсальные программаторы. Поскольку в таких устройствах каждый из выводов разъёма (а этих выводов может быть до сотни) может подавать на микросхему напряжения от 0 до 27 В с точностью в 0,1 вольт и частотами до 40 МГц, универсальные программаторы бывают очень дороги-- до нескольких тысяч долларов. Зато при появлении новой микросхемы достаточно добавить её поддержку на программном уровне.

По подключению микросхемы

· Параллельный.

· Внутрисхемный.

Параллельные программаторы содержат разъём, в который и вставляется программируемая микросхема. Внутрисхемные пригодны только для тех микросхем, в которых поддерживается внутрисхемное программирование, но позволяют прошивать микросхему, не вынимая её из устройства.

При покупке параллельного программатора стоит обратить внимание на качество разъёма, в который устанавливается микросхема. Обычный одноразовый разъём долго не прослужит; программатор должен иметь цанговые разъёмы-- а ещё лучше ZIF. В дорогих программаторах есть несколько разъёмов-- под разные виды корпусов.

По подключению к компьютеру

Первые программаторы были автономными-- для набора прошивки имелась клавиатура или коммутационная панель. С распространением ПК такие программаторы были полностью вытеснены подключаемыми к компьютеру -- специальная программа (которая также называется программатором) передаёт прошивку с компьютера, а программатору остаётся только записать её в память микросхемы.

Для подключения программаторов могут применяться:

· Последовательный порт.

· Параллельный порт.

· Специализированная интерфейсная плата (ISA или PCI).

· USB.

· Ethernet.

Стоит заметить, что в самых простых параллельных и последовательных программаторах управляющему ПО приходится напрямую управлять логическим уровнем на выводах порта (на жаргоне электронщиков «дрыгоножество» или bitbang). Такое прямое управление в Windows NT запрещено, это обходится установкой специализированного драйвера; через адаптеры USB>COM bitbang-программаторы работают крайне медленно (единицы-десятки байт в секунду). Микроконтроллерные программаторы полностью поддерживают протокол COM- или LPT-порта и поэтому свободны от этих недостатков.

Специализированные платы изредка применялись до появления USB, так как позволяли достичь максимальных скоростей обмена данными. Впрочем, одновременно они делали программатор стационарным.

Современные программаторы подключаются через USB (лишь простые дешёвые конструкции используют COM- или LPT-порты). Высокопроизводительные промышленные программаторы используют Ethernet

По дополнительным функциям

· Наличие программного обеспечения под распространённые платформы (обычно под Windows и Linux; остальные ОС среди разработчиков непопулярны).

· Проверка правильности подключения ещё до попытки стереть микросхему.

· Проверка исправности программатора.

· JTAG-адаптеры, пригодные одновременно как для программирования, так и для отлаживания прошивок.

· Полевые программаторы имеют компактные размеры и содержат внутреннюю память для хранения прошивки. Такие программаторы предназначены для обслуживания техники прямо в местах её установки (подчас труднодоступных).

· Встроенный HEX-редактор, позволяющий откорректировать записанную в микросхеме информацию.

· Возможность самостоятельного обновления прошивки самогом программатора.

· Возможность одним нажатием кнопки выполнить некоторую последовательность действий -- например, стереть, проконтролировать стёртость, записать, проверить правильность записи и установить конфигурационные биты (так называемое автоматическое программирование).

o В программаторах для массового программирования может применяться скриптовый язык, на котором можно реализовать, например, автоинкремент серийных номеров-- таким образом, каждая микросхема будет иметь уникальный номер

6. Техника безопасности и пожарная безопасность

К первичным средствам пожаротушения относятся: огнетушители, кошма, пожарные рукава внутренней системы пожаротушения.

Огнетушители предназначены для использования в качестве первичных средств тушения в самой начальной стадии образования пожаров. Огнетушители классифицируются по ряду параметров: виду используемых огнетушащих средств, объему корпуса, способу подачи огнетушащего состава и виду пусковых устройств.

По объему корпуса огнетушители бывают ручные до 5л,ручные промышленные от 10 до 40 л, стационарные или передвижные от 50 до 100л.

По виду огнетушащих средств, находящихся в баллоне, огнетушители подразделяются на жидкостные, пенные, углекислотные, аэрозольные, порошковые и комбинированные. Порошковые огнетушители (ОП)-заряжены огнетушащим порошком и закачаны газом (воздухом, азотом, углекислым газом) до 16атм. На манометре огнетушителя имеется шкала, разделенная на 2 части - красную и зеленую. Пока стрелка находится в зеленой части огнетушитель работоспособен, если в красной- требуется перезарядка. Обязательно перезарядка 1 раз в5 лет.

Углекислотные огнетушители (ОУ)- огнетушащее средство двуокись углерода, находящееся в жидком состоянии, а его струя состоит из газовой и твердой (в виде снега) фаз. Несомненный плюс этих огнетушителей - щадящее воздействие на объект тушения, но в момент тушения нельзя прикасаться к раструбу голыми руками т.к. температура распыляемой углекислоты - 75 0 С . Перезарядка обязательна через 5 лет.

Огнетушители химические пенные (ОХП)- в настоящее времясняты с производства.

Огнетушители воздушно-пенные (ОВП)в 2 раза эффективнее ОХП, храниться приплюсовой температуре. Огнетушащее средство вних- это 6 % водный раствор пенообразователя ПО- 1. Перезаряжаются раз в 5 лет.

Кошма- это противопожарное полотно, которое изготовляется из асбеста или стекловолокна и служит для локализации пожара в начальной стадии. Размеры кошмы бывают до 1500 х 2000 мм.

Пожарные рукава- в настоящее время изготавливаются из синтетических прорезиненных материалов и хранится в пожарных ящиках в присоединенном виде к стволу и пожарному крану.

Основными поражающими факторами во время пожара являются продукты горения. Процесс горения - это не что иное, как реакция окисления, в результате которой происходит большое выделение тепла, угарных и токсичных газов ( в зависимости от продуктов горения).

Для защиты органов дыхания человека применяются индивидуальные средства - самоспасатели типа капюшон «Феникс», газо дымозащитный комплект ГДЗК, СПИ-20 и СПИ-50. Применяя самоспасатели можно не только надежно предохранить органы дыхания и глаза от дыма и токсичных газов, уберечь от искр и открытого огня голову, лицо и волосы, но и помочь другим людям покинуть горящее помещение.

Список использованной литературы

1. Шарон Б., Мэйбл Грэд «SQL Server 2000», “Энциклопедия программиста”.

2. Леонтьев В.А. “Сетевые технологии”, учебный курс.

3. “1С.Предприятие. Версия 7.7. Бухгалтерский учет.”

4. Фирма “1С” Москва.1999г. А.Алексеев, О.Дерут, В.Егоров.

Размещено на Allbest.ru