интеграция спектрометра ионной подвижности с...

Студент: Тайдаков Л.О.Руководитель: доц. Беляков В.В.

ИНТЕГРАЦИЯ СПЕКТРОМЕТРА ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИВ СОВРЕМЕННУЮ ИНФОРМАЦИОННУЮ СРЕДУ

Москва, 2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

Кафедра № 27

Традиционная система

Микроконтроллерная система

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

клавиатураLCD

x86 DOS

IMS

PascalPascal

Mera

11

Традиционная система Новая система


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


PC Windows

IMS.DesktopC#

ARM Linux

DaemonC

IMS C Mera C++

USB, Ethernet, Wi-Fi

x86 DOS

IMS

PascalPascal

Mera

11

Традиционная система Новая система


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


PC Windows

IMS.DesktopC#

ARM Linux

DaemonC

IMS C Mera C++


x86 DOS

IMS

PascalPascal

Mera

11

Задачи дипломного проекта:1. Разработать архитектуру системы;2. Провести анализ интерфейсов передачи данных;3. Реализовать программу-отладчик микроконтроллерных систем;4. Спроектировать пользовательский интерфейс;

Разработка новой программной архитектуры системы.

•Микроконтроллер с ядром ARM926,

работающий на частоте 400MHz•Используется только POSIX-совместимые методы•Одновременно разрешается

только одно подключение к прибору•До 5 параллельных потоков выполнения

программы•Независимость от архитектуры процессора

и операционной системы

ARM LinuxИнтерфейсы связи

TCP UDP USB

IMSFileShell

ТрансляторИнтерпретатор

Вывод

Daemon Linux Mera IMS

Валидатор/Коммутатор

Mera

Прибор

22

Разработка новой программной архитектуры системы.

•Кроссплатформенное ядро программы•Используются библиотека .NET Framework 3.5•До 5 параллельных потоков выполнения

программы•Поиск доступных для подключения приборов

(по LAN и USB)•Масштабируемый пользовательский

интерфейс реализуется на технологии WPF

•Микроконтроллер с ядром ARM926,

работающий на частоте 400MHz•Используется только POSIX-совместимые методы•Одновременно разрешается

только одно подключение к прибору•До 5 параллельных потоков выполнения

программы•Независимость от архитектуры процессора

и операционной системы

IMS.DesktopIMS Tab Mera Tab File Tab

Conn Tab

Shell Tab

Ядро

IMS MeraFile/Shell

Интерфейсы связи

TCP UDP USB

x86 Windows ARM LinuxИнтерфейсы связи

TCP UDP USB

IMSFileShell

ТрансляторИнтерпретатор

Вывод

Daemon Linux Mera IMS

Валидатор/Коммутатор

Mera

Рабо

чее

мес

то Прибор


22

Анализ интерфейсов передачи данных

Требования к интерфейсу передачи данных исходя из

потребности

в передаче 25 пакетов в секунду по 5 Кбайт:•Скорость передачи от 1 Mbit/sec•Задержка до 40 msec

33





Интерфейс Характеристики Достоинства Результат анализа

USB Скорость до 8 Mbit/secЗадержки от 1msec

•Высокая скорость•Низкие задержки•Локализованность линии

Наиболее простой в использовании конечным пользователем интерфейс. Предоставляет высокую скорость передачи данных.

33









Ethernet Скорость до 6 Mbit/secЗадержки от 0.5 msec

•Высокая скорость•Низкие задержки•Дальность не ограничена

Позволяет производить удаленное управление, но требуется дополнительная настройка конечным пользователем.

33












Wi-Fi Скорость до 5 Mbit/secЗадержки от 5 msec

•Беспроводная связь•Высокая скорость•Дальность до 100 м.

Не требует физического доступа к прибору, но необходимо дополнительное оборудование для подключения.

33












Wi-Fi Скорость до 5 Mbit/secЗадержки от 5 msec

•Беспроводная связь•Высокая скорость•Дальность до 100 м.

Не требует физического доступа к прибору, но необходимо дополнительное оборудование для подключения.

Bluetooth Скорость до 1 Mbit/secЗадержки от 50 msec

•Беспроводная связь Требованиям к интерфейсу передачи данных не удовлетворяет.

33

Реализация программы отладчика микроконтроллерных систем

Прибор(ARM Linux)

Рабочее место(x86 Windows)

“Скрипт” – командная последовательность44


•Размер скрипта не ограничен•Стандартный интерфейс редактора

в IMS.Desktop



Linux

Редактирование скрипта

Запрос на чтение файла

Содержимое файла

РедакторСохранение файла



•Размер скрипта не ограничен•Стандартный интерфейс редактора

в IMS.Desktop•Размер таблицы результатов 10 x 1000



Linux

Mera

Редактирование скрипта

Выполнение скрипта

Запрос на чтение файла

Содержимое файла

РедакторСохранение файла

Сохранение скрипта во временный файл

Запуск Mera

Передача результатов

•Анализ скрипта на наличие ошибок•Остановка выполнения скрипта в любое время•Добавление новой логики в Mera

без перекомпиляции

Отображениерезультата


Проектирование пользовательского интерфейса

•Загрузка/сохранение скриптов непосредственно в приборе•При наведении указателя мыши на кнопку появляется описание кнопки•При вставке команды в код появляется окно с описанием аргументов команды

55

•Изменение ширины столбцов в таблицы результатов•Обновление таблицы 25 раз в секунду

Проектирование пользовательского интерфейса66

Заключение

В результате выполнения дипломного проекта приобретен практический опыт разработки

взаимодействующих гетеросистем, работающих под разными операционными системами и на

разных архитектурах процессора.

Выполнены задачи:•Разработана новая архитектура системы•Проведен анализ интерфейсов передачи данных•Реализована программа-отладчик микроконтроллерных систем•Спроектирован пользовательский интерфейс

Объем кода:•Daemon – 3072 строки•Mera – 6085 строк•Вклад в IMS – 353 строки•Кроссплатформенное ядро IMS.Desktop – 3367 строк•Логика взаимодействия с пользователем IMS.Desktop – 2641 строка•Итого – 15518 строк

В дальнейшем планируется продолжение работы над совершенствованием системы. В планах

передача спектра и значения датчиков с прибора на персональный компьютер в реальном

времени, а также перевод микроконтроллерной системы прибора на новую архитектуру ARM.

77

интеграция спектрометра ионной подвижности с...

Documents