10.2 架构设计在线视频

在确定系统的需求之后

我们就可以进行系统设计了

这个阶段我们主要要做的工作

是根据系统需求

把它的功能分配到具体的硬件和软件上

为了降低系统的复杂度

在进行系统设计之前

通常要对系统进行分解

按照功能把它分解成若干的子系统

比如说控制子系统、数据采集自系统等等

每个子系统对应一个特定的功能

在分解成子系统之后

我们可以对子系统进行细分

把它划分成更细的动作集合

这些动作是指为了完成子系统的功能所需要执行的一些特定的语句

若干顺序执行的语句，或者说动作，就构成一个线程

若干线程协作

就可以完成一个特定的功能

或者说是任务

任务就是线程的发起者

在计算机控制系统当中

我们可以使用状态图表示任务

也可以使用状态图直接设计程序

尤其是在LabVIEW当中

我们可以把状态图直接部署到硬件上

完成软件程序的设计

计算机控制系统的任务当中

最主要的有三种

一种是设备接口任务

一种是控制任务

另外一种是周期性任务

设备接口任务主要是和外部的I/O组件进行环境信息交互

读入或者是发出信息

控制任务主要是进行控制决策

周期性任务是完成各种周期性动作

比如说采样等等

这三种任务是计算机控制当中最主要的一些任务

它们通常是由各自对应的软件来实现的

与硬件抽象成组件类似

我们可以把软件抽象成构件

构件实际上是一种抽象化的软件程序

它是二进制可替换的

同时，在系统当中，只是在特定的时刻存在

本身可以完成一个特定的任务

在物理现实当中

构件必须依赖于一定的组件

把构件分配到组件上的过程我们称为系统配置

它实际上是构件的实例化过程

主要是把构件分配到若干独立的物理设备上

同一个构件可以分配到不同的物理设备上

也可以在一个物理设备上分配多个不同的构件

这种分配主要包括两个内容

一个是选择计算平台

另外一个是选择系统的物理节点

选择计算平台的方法主要是考虑任务的复杂度

对于硬件，通常是根据消息的具体情况来选择

包括选择通信介质、通信协议等等

而软件，除了考虑计算平台（或者说处理器）的用途之外

还要考虑它的功耗

它可以使用的开发工具

以及开发人员对这种工具的熟悉程度和第三方对这种工具的支持程度等等

选择物理节点的时候

我们通常是根据节点的性质来加以选择

对于输入节点，我们更多的是考虑它的精度和速度

同时还要考虑它的信号类型和所在环境条件

节点的精度必须满足控制器的控制要求

速度也应该满足我们的实时性要求

在这些因素得以满足的条件之下

我们可以考虑它对电压、时钟频率具体的要求

考虑它的接口逻辑和驱动能力等等

输出节点的选择与之类似

但是，对控制节点，（或者说）对输出节点的转换速度，要求不是很高

因为我们把控制命令发出之后

到下一次控制命令来到之前

这个速度对于整个控制决策的影响并不是特别大