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cNc装置的软件结构
日期：2010年06月18 来源：沈阳机床集团 关键字：数控机床
cNc装置作为一个独立的过程控制单元用于自动加工巾，其系统软件
必须能完成管理和控制。cNc软件的结构取决于cNc装置中软件和硬件
的分工，也取决于软件本身所应完成的管理和控制的工作内容。
1_cNc装置的软、硬件界面
cNc装置由软件和硬件组成，硬件为软件的运行提供了支持环境。
与一般计算机系统一样，由于软件和硬件在逻辑上是等价的t所以在
cNc装置中，由硬件完成的工作原则上也可以由软件来完成，但软硬件
各有其不同的特点。硬件处理速度较快，但价格贵；软件设计灵恬，适
应性强，但处理速度较慢。因此在cNc系统中，软硬件的分配比例通
常由其性能价格比决定。cNc装置的软硬件任务的分配界面随微电子
技术和计算机技术的发展而不断演变。随着计算机技术的发展，硬件
价格的持续下降，计算机参与了数控系统的工作，构成了计算机数控系
统(cNc)。
2．cNc装置的软件结构特点
cNc装置是一个专用的实时的多任务计算机系统，在它的的控制软件
中，融会了当今计算机软件技术中的许多先进技术，其中以多任务并行处
理、前后台型软件结构和中断型软件结构为三个主要特点。
(1)CNc装置的多任务并行地理
cNc装置的软件一般包括管理软件和控制软件两大部分。管理软件
包括输人、I／()处理、显示、诊断等，而系统控制软件包括译码、刀具补偿、速度处理、插补、位置补偿等。在许多情况下cNc的管理和控制工作必须同
时进行，即所谓的并行处理。
(2)前后台型软件结构
cNc装置的软件可以设计成不同的结构形式，不同的软件结构对各
任务的安排方式和管理方式也不同。常见的cNc软件结构形式有前后
台型软件结构和中断型软件结构。前后台型软件结构适合于采用集中控
制的单徽处理器cNc装置。在这种软件结构中，前台程序为实时中断程
序，承担了几乎全部实时功能，这些功能都与机床动作直接相关，如位置
控制、插补、辅助功能处理、面板扫描及输出等。后台程序主要用来完成
准备工作和管理工作，包括输入、译码、插补准备及管理等，通常称为背景
程序。背景程序是一个循环运行程序，在其运行过程中实时中断程序不
断插入，前后台程序相互配合完成加工任务。程序宿动后，运行完初始化
程序即进入背景程序环，同时开放定时中断，每隔一固定时间间隔发生一
次定时中断，执行一次中断服务程序。就这样，中断程序和背景程序有条
不紊地协同工作。
(3)中断型软件结构
中断型软件结构没有前后台之分，除了扔始化程序外，根据各控制模
块实时的要求不同，把控制程序安排成不同级别的中断服务程序，整个软
件是一个大的多重中断系统，系统的管理功能主要通过各级中断服务程序
之间的通信来实现。
为了进行系统管理，FANuc7M系统采取的中断程序间的通信方式有
以下几种。
①设置软件中断。
②中断服务程序自身的链接。
③设置标志。
(4)常用的软件设计技术
在加』_1：=中，cNc装置需要做多项工作，甚至要求在同一时间间隔完成
两项或两项以上的工作。为此，在cNc装置软件设计中，通常采用资源分
时共享和资源重叠的流水线处理技术。
对于单微处理器的cNc装置，主要采用对【IPu的分时共享(占用)来
解决多任务的并行处理，其关键是如何分配占用(、Pu的时间。一般多采用
循环轮流与中断优先相结合的方法来解决各任务对cPu的合理占用，亦即
采用前后台型的软件结构形式。
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