Цифровая сейсмическая станция sdas



страница5/22
Дата22.06.2019
Размер1.56 Mb.
ТипИнструкция по эксплуатации
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22

Список сокращений


ПО – программное обеспечение;

СО – система обработки;

СС – система сбора;

ЦСС (SDAS) – цифровая сейсмическая станция (seismic digital acquisition station);

ПДП (DMA) – прямой доступ к памяти (direct memory access);

ЦП – центральный процессор;

ОС – операционная система;

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь;

ЖКИ – жидкокристаллический индикатор.



ГЛАВА  1. Программное обеспечение системы сбора


Программное обеспечение Цифровой сейсмической станции (ЦСС) SDAS v3.2 состоит из двух частей – ПО системы сбора (собственно цифровой станции) и ПО системы обработки. Далее дается краткое описание этих частей.

1.1. Общая концепция ПО СС


Цифровая станция представляет собой законченную систему сбора сейсмических данных, которая может функционировать автономно в течении длительного времени. Для этого ЦСС выполнена в виде герметичного модуля, включающего в себя все необходимое для приема сигналов от датчиков, их предварительной обработки, оцифровки с привязкой к шкале единого мирового времени с высокой точностью, анализа полученных данных на предмет наличия события и сохранения данных в течении длительного времени. В зависимости от варианта исполнения (базовая или расширенная версия, версия для экстремальных климатических условий и др.) в качестве устройства накопления данных может использоваться жесткий или электронный диск. При этом время сохранения данных колеблется от 3-х часов до 30 суток. ЦСС обеспечена автономным блоком питания, позволяющим работать от аккумуляторов напряжением 12 В, системой приема сигналов точного времени, средствами коммуникации, позволяющими производить удаленный доступ к ЦСС как для управления станцией, так и для получения данных, собранных ЦСС, в компьютер системы обработки для анализа.

Для обеспечения максимальной автономности ЦСС в качестве элементной базы были выбраны наименее потребляющие компоненты. Станция построена на модульном принципе, позволяющем с наименьшими затратами и проблемами производить ремонт и расширение оборудование, с применением наиболее распространенных комплектующих. Так, в качестве центрального процессора (ЦП), управляющего работой всей станции, был выбран процессор на базе Intel 286/386 серии C (низкопотребляющий).

В связи с этим, ПО разработанное для ЦСС ориентировано на решение задач приема данных, привязки к шкале точного времени, анализа данных на наличие события, сохранения данных во внутреннем буфере и организации связи с компьютером системы обработки при обеспечении максимальной автономности ЦСС. В качестве управляющей операционной системы (ОС) была выбрана система MS-DOS v6.22 как наиболее распространенная, имеющая встроенную поддержку файловой системы, модули организации межкомпьютерной связи на основе MS LAN, пригодная для эксплуатации на ЭВМ с ограниченным набором ресурсов (машины класса PC 286). Для управления разнородными процессами ЦСС силами специалистов НПП «Геотех+» была написана многозадачная оболочка (модуль MLTTSK), реализующая вытесняюще-согласующий принцип межзадачного переключения с организацией межпроцессных каналов передачи информации, семафоров, полей разделяемой памяти – все, что присуще «большим» многозадачным ОС. Оболочка реализована в виде резидентного драйвера, имеющего точки входа (коммуникационные прерывания) для взаимодействия с задачами и процессами. Остальное ПО разработано так же с учетом принципа модульности и представляет собой набор резидентных процессов-драйверов, организующих реализацию конкретного процесса во взаимодействии с конкретным «железом». Для управления этими процессами используется основная программа DASSNT.

1.2. Основные модули ПО СС


Модульный принцип построения аппаратуры ЦСС обусловил организацию ПО также по модульному принципу. Это позволяет разделить ПО на аппаратно-зависимую и аппаратно-независимую части. Аппаратно-зависимая часть реализована в виде модулей (резидентных драйверов), обслуживающих конкретный тип аппаратуры. Аппаратно-независимая часть реализована в виде управляющей программы DASSNT.

1.2.1.Модуль управления аппаратурой приема сигналов от датчиков


Программный модуль ACARDV80 предназначен для управления коэффициентами усиления аналоговой платы предварительной обработки сигнала и управления жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) на панели индикации. Коэффициент варьируется в пределах 1 до 256 и задается как степень по основанию 2 (0 – соответствует коэффициенту усиления 1, 1 – 2, 2 – 4 и т.д.). Подробное описание коэффициентов усиления приведено в Приложении 4, работа ЖКИ описана в Приложении 3.

Пример командной строки для загрузки этих драйверов приведен ниже.

acardv80 B0 B9

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию B0 (hex) для управления коэффициентами усиления и B9 (hex) для управления ЖКИ.


1.2.2.Модуль контроля за работоспособностью станции


Для обеспечения устойчивой работоспособности станции и исключения «зависания» ПО сбора в ЦСС предусмотрена система контроля (WatchDog – «сторожевая собака»). При прекращении обращения в течении 1,5–3 мин ПО к аппаратуре «сторожевой собаки» происходит принудительная перезагрузка компьютера с последующей инициализацией всех компонент. Драйвер работы с системой контроля WDOG позволяет производить программное управление аппаратурой «сторожевой собаки». Пример командной строки для загрузки драйвера приведен ниже.

wdog B6


Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию B6 (hex).

1.2.3.Многозадачная оболочка


Для организации взаимодействия процессов внутри станции, синхронизации между ними, организации переключения между задачами разработана многозадачная оболочка MLTTSK. Она реализует вытесняюще-согласующий принцип межзадачного переключения с организацией межпроцессных каналов передачи информации, использование семафоров (при взаимодействии с модулем SEMAPHOR), полей разделяемой памяти. Для исключения возможных проблем, связанных с нереентерабельностью (отсутствие повторно-входимости процедур) ОС MS-DOS, создан драйвер (модуль SSTMSRV), выполняющий по запросу обращения к ядру ОС. При этом исключается вероятность одновременного выполнения запросов к одной и той же процедуре. Пример командной строки для загрузки драйвера приведен ниже (см. рис. 1).

mlttsk


semaphor

sstmsrv


Рис. 1. Запуск многозадачной оболочки

Для общения с программой модули используют коммуникационное прерывание F5 (hex) и F6 (hex).


1.2.4.Модуль обслуживания внутренней системы ведения времени


Для обеспечения точной аппаратной привязки всех отсчетов ЦСС имеет встроенную систему ведения времени, которая сопровождается при наличии внешней системы времени с точностью до 10 мкс, а при ее отсутствии – до единиц мсек. Система инициализуется при старте и синхронизируется к односекундному импульсу, который выдается внешней системой времени. При отключении внешней системы система переводится в автономный режим, обеспечивая ЦСС оцифровку данных с заданной точностью. Для обслуживания данной системы используется модуль CLOCKCNT. Пример командной строки для загрузки драйвера приведен ниже.

clockcnt BA

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию BA (hex).

1.2.5.Модуль обслуживания системы ведения времени RTC


Для гарантированного запуска ЦСС в режиме отсутствия внешней системы ведения времени и при незапущенной внутренней системе ведения времени имеется модуль RCLOCK, позволяющий привязать поток цифровых данных к часам реального времени (RTC), встроенным в станционный компьютер. Пример командной строки для загрузки драйвера приведен ниже.

rclock AF

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию AF (hex).

1.2.6.Модуль обслуживания приемника системы точного времени


Аппаратура является законченным модулем, который подключается к ЦСС через последовательный порт по интерфейсу RS-422C и имеет специальный протокол общения с компьютером. Общение производится по второму последовательному порту. При старте система опрашивает модуль о времени последнего включения, при положительном ответе сравнивает данные с установленными в системе и, при не совпадении, производит реинициализацию. Пример командной строки для загрузки этих драйверов приведен ниже (см. рис. 2).

bnu /P=2


Рис. 2. Запуск модулей обслуживания системы точного времени

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию AE (hex).


1.2.7.Модуль управления системой автоподстройки частоты


Для синхронизации всех процессов внутри ЦСС и привязки оцифровки данных с максимальной точностью к шкале мирового времени в системе сбора используется дополнительная подстройка частоты по односекундному импульсу, выдаваемому внешней системой времени. Модуль работы с системой автоподстройки частоты SYNCV3_2 обеспечивает непрерывное слежение за фазой поступающего импульса и синхронизацию внутренних генераторов. Пример командной строки для загрузки этих драйверов приведен ниже:

syncv3_2 B1

setvys 0xB1 %SYSTEM%\syncr.vys

sncfst 0xB1

Программы SETVYS и SNCFST проверяют текущую настройку констант системы синхронизации и, при необходимости, корректируют их.

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию B1 (hex).


1.2.8.Модуль приема оцифрованных данных


После предварительной обработки аналоговой платой сигналов датчиков производится их оцифровка. Результаты оцифровки в режиме DMA (Direct Memory Access – прямой доступ к памяти) заносятся в память процессора для дальнейшей обработки. Данные снабжаются заголовком, содержащим информацию от всех 3-х систем ведения времени, коэффициентами усиления и другой служебной информацией. Это позволяет точно идентифицировать блоки данных в модулях последующей обработки. Далее модуль подготовки данных DIGITV1 отправляет блоки данных в основную программу для анализа на наличие события и другую обработку. Пример командной строки для загрузки драйвера приведен ниже.

digitv1 B2

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию B2 (hex).

1.2.9.Модуль управления системой калибровки датчиков


Для проведения проверки работоспособности маятников и полного сейсмического канала используются тестовые калибровочные сигналы, подаваемые в калибровочные катушки маятников. Для этих целей в ЦСС встроен ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), позволяющий под управлением программы сформировать практически любой калибровочный сигнал. Модуль управления калибровкой CALIBDRV принимает из программы блоки сформированных сигналов и передает их на калибровочные катушки маятников. Описание формата калибровочных файлов приведено в Приложении 6. Пример командной строки для загрузки драйвера приведен ниже.

calibdrv B4

Модуль общается с программой по коммуникационному прерыванию B4 (hex).

1.2.10.Модули управления жидкокристаллическим индикатором


Жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) входит в состав ЦСС версий 3.1 и старше. Он предназначен для отображения состояния станции во время загрузки ПО и во время штатного режима. Подробно описание его работы приведено в Приложении 3. Работой ЖКИ на этапе загрузки ПО управляют два программных модуля:

ttstring – для отображения строки, набранной в качестве параметра;

ttfileдля отображения содержимого файла.

После загрузки ПО и выхода станции на штатный режим управлением ЖКИ занимается основная программа DASSNT. Взаимодействие происходит по коммуникационному прерыванию B9 (hex).


1.2.11.Модуль проверки кольцевого дискового буфера


Цифровые данные, собираемые системой сбора, накапливаются в файловом кольцевом буфере. Он представляет собой множество файлов, имеющих одинаковые признаки для одного из потоков – непрерывного (PERMANENT) и триггерного (TRIGGER). Для удобства работы с набором файлов каждого потока в системе организованы дополнительные файлы-списки, содержащие справочную информацию о файлах потока (LFREQ.LAT – для непрерывного потока и HIFREQ.HAT – для триггерного). Для проверки соответствия данных, содержащихся в этих файлах, текущему состоянию файлового кольцевого буфера, используется программа DDATCALL. Программа сравнивает содержимое файлов-описателей с содержимым каталога данных и при нахождении несоответствия удаляет записи в файлах описателях, для которых в каталоге данных нет соответствующих файлов данных, и файлы данных, для которых нет соответствующих записей в файлах описателях.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница