Hardware and software architectures for reconfigurable time-critical control tasks

Abstract

The most popular configuration of the controlled laboratory test-rigs is the personal computer (PC) equipped with the I/O board. The dedicated software components allow to conduct a wide range of user-defined tasks. The typical configuration functionality can be customized by PC hardware components and their programmable reconfiguration. The next step in the automatic control system design is the embedded solution. Usually, the design process of the embedded control system is supported by the high-level software. The dedicated programming tools support multitasking property of the microcontroller by selection of different sampling frequencies of algorithm blocks. In this case the multilayer and multitasking control strategy can be realized on the chip. The proposed solutions implement rapid prototyping approach. The available toolkits and device drivers integrate system-level design environment and the real-time application software, transferring the functionality of MATLAB/Simulink programs to PCs or microcontrolers application environment.

Najbardziej popularną konfiguracją wykorzystywaną do sterowania systemami laboratoryjnymi jest komputer klasy PC, wyposażony w kartę wejść/wyjść. Dedykowane oprogramowanie pozwala na realizację wielu zadań definiowanych przez użytkownika. Typowa funkcjonalność karty może być dostosowana w sposob programowy do potrzeb użytkownika. Ta platforma sprzętowo-programowa pozwala na opracowanie i zweryfikowanie działania algorytmów sterowania. Kolejnym krokiem w projektowaniu układu sterowania jest wykorzystanie docelowego systemu dedykowanego. Dostępne oprogramowanie i sterowniki urządzeń pozwalają na wykorzystanie funkcjonalności pakietu MATLAB/Simulink podczas uruchomienia algorytmów na PC lub w jednostce mikrokontrolera.