Турбомастер 2.0 - это система на кристалле (СнК). В данном случае, СнК - это электронная схема,
записываемая в ПЛИС. В Турбомастер 2.0 реализован ряд оригинальных схемных решений, позволяющих эффективно использовать
недорогие малоресурсные ПЛИС. СнК предназначена для построения измерительно-вычислительных модулей и контроллеров
АСУТП и систем автоматизированного учета энергоносителей.
Использование СнК позволяет с меньшими затратами получать более качественные изделия, облегчает
и упрощает их разработку, изготовление, наладку и эксплуатацию, что в конечном счете снижает стоимость
промышленной автоматизации для потребителя.
СнК построена из следующих функциональных блоков.
1. Блок аналоговых входов
Содержит блок управления 4-х канальным мультиплексором и 9-ти канальный блок измерения частоты.
Предназначен для работы с преобразователями напряжение-частота (ПНЧ). Может измерять значения сигналов по
36-ти аналоговым входам.
Измеренные значения частот в виде 4-х байтных кодов запоминаются в специально выделенной области ОЗУ.
Может использоваться как блок дискретных входов.
2. Блок частотных входов
Содержит 9-ти канальную схему измерения частоты и периода входного сигнала. Измерение периода
производится с помощью тактовой частоты 10 МГц. Нижнее значение измеряемой частоты - 2 Гц, верхнее - 65 кгц.
Измеренные значения частот и периодов в виде 4-х байтных кодов запоминаются в специально выделенной области ОЗУ.
Может использоваться как блок дискретных входов.
3. Блок дискретных входов
Содержит 12-ти канальную схему фиксации состояния дискретных входов.
Состояния входов в виде 4-х байтных кодов запоминаются в специально выделенной области ОЗУ.
4. Блок импульсных входов
Содержит две схемы, каждая из которых измеряет длительность интервала между двумя последовательными
импульсами на импульсных входах и подсчитывает число импульсов по частотному входу, уложившихся в измеренный
интервал. Измерение числа импульсов по частотному входу производится с долями периода. Результаты измерений в
виде 4-х байтных кодов запоминаются в специально выделенной области ОЗУ.
5. Блок дискретных выходов
Содержит 8-ми канальную триггерную схему фиксации состояния дискретных выходов. Управление
триггерами осуществляется путем записи в соответствующие им ячейки ОЗУ значений 0 или 1.
6. Блок частотных выходов
Содержит схему формирования 2-х частотных выходных сигналов. Каждому выходному сигналу
соответствует своя ячейка ОЗУ, в которую записывается цифровой код, пропорциональный периоду формируемого
выходного частотного сигнала.
7. Блок аналоговых выходов
Содержит схему управления 2-мя цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП). Каждому ЦАП соответствует
своя ячейка ОЗУ, в которые и записываются цифровые коды, обеспечивающие формирование нужного выходного
аналогового сигнала.
8. Основной процессор
Роль основного процессора, т.е. процессора, работающего с прикладной программой пользователя,
возложена на 32-х разрядный вычислитель с плавающей точкой. В его адресное пространство входят все области
ОЗУ, соответствующие блокам входов и выходов. Процессор работает по прикладной программе, записанной во внешней
по отношению к ПЛИС энергонезависимой памяти.
9. Процессор дисплея и клавиатуры
Это 16-ти разрядный процессор со своим адресным пространством, но имеющий доступ к адресному
пространству основного процессора. Он обеспечивает управление клавиатурой, дисплеем и принтером, причём его
функции ограничиваются записью необходимых значений в буферы специализированных аппаратных блоков, реализующих
непосредственное взаимодействие с клавиатурой, дисплеем и принтером. Процессор работает по программе,
записанной во внешней по отношению к ПЛИС энергонезависимой памяти.
10. Процессор порта RS-232
Это 8-ми разрядный процессор, работающий по программе, записанной во внутренней памяти ПЛИС, и
имеющий доступ ко всему адресному пространству ядра. Обеспечивает обмен с внешними устройствами (например, с
ПК) по протоколу MODBUS RTU в режиме ведомого устройства. Через него обеспечивается запись прикладной программы
пользователя.
11. Процессор порта ETHERNET
Это 8-ми разрядный процессор, работающий по программе, записанной во внутренней памяти ПЛИС, и
имеющий доступ ко всему адресному пространству СнК. Обеспечивает уровень транспортного протокола UDP. При
обмене используются посылки, сформированные по правилам протокола MODBUS, но без контрольной суммы.
Предназначен для работы с микросхемами, обеспечивающими физический (PHY) и канальный (MAC) уровни протоколов
обмена.
12. Блок архивной энергонезависимой памяти с последовательным доступом
Содержит схемы записи данных основным процессором в микросхемы последовательной памяти по протоколу
SPI и считывания данных из нее через порты RS-232 и ETHERNET внешним устройством.
13. Блок часов реального времени
Содержит схему, обеспечивающую последовательный обмен по протоколу SPI с микросхемой календаря/таймера
реального времени.
14. Блок измерения внутренней температуры
Содержит схему, обеспечивающую обмен по интерфейсу I2C с микросхемой-измерителем температуры.
Используется для измерения температуры платы контроллера.
Для данной СнК имеется программный пакет разработчика прикладных и сервисных программ, работающих
в операционной системе Windows, а также ОРС-сервер.
Комплект исходных файлов, позволяющих самостоятельно воспроизвести систему на кристалле, продаётся. Цена договорная.