Приводится ортогональный план размещения АСНИ в монтажном пространстве:
Рис.20
В соответствии с выбранной метрикой рассчитывается длина магистрали lмаг ., проверяется: является ли она допустимой для выбранного интерфейса. Рассчитывается стоимость магистрали Qмаг..
В нашем примере выбран интерфейс с древовидной магистралью и соединение между устройствами следующее: УСД1- ЭВМ,УСД2- ЭВМ, УСД3-ЭВМ. Расчет длины магистрали выполняется следующим образом:
Для нашего интерфейса длина магистрали не должна превышать 30 м, однако это условие не выполняется.
Передвинем УСД1, УСД2 и УСД3 по направлению к ЭВМ так, чтобы условие выполнялось:
Проверим выполнение условия:
Рассчитаем стоимость магистрали:
Qмаг.=10*50,5=505 руб.
Рассчитывается длина линии связи между датчиками и УСД, а также между ВУ и ЭВМ, и ее стоимость Qл.св
Совместим расчет длины линии связи и ее стоимости в одном выражении:
Вычисляется конечная стоимость сети связи в АСНИ:
Qсети=Qмаг.+Qл.св. [руб]
Qсети=505+4888=5393 руб.
6. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ АСНИ
Указывается перечень аппаратных и программных средств оптимальной АСНИ и стоимость последней:
Qs=Qусд+Qэвм+Qбп+Qос+Qсети
Здесь Qусд - стоимость всех УСД в АСНИ;
Qэвм, Qбп - стоимость ЭВМ и блоков оперативной памяти соответственно;
Qос - стоимость операционной системы;
Qсети - стоимость сети связи.
Перечень аппаратно-программного обеспечения:
* 3-ий вариант УСД tусд=25 мкс
* 7-ой вариант ЭВМ
* 2-й вариант интерфейса (параллельно-последовательный)
tинт=60 мкс
* 2-й вариант алгоритма ЗСД tпо=28,2 мкс
* 3-ий вариант ОС rп(С)= 1-14×10-6×С-196×10-12×С2
|
|
* 8 блоков памяти по 16 кб h=8
Расчет стоимости АСНИ:
Qусд=3*2000=6000 руб.
Qэвм=50×103=50000 руб.
Qозу=500×8=4000 руб.
Qос=3000 руб. (с настройкой)
Qсети=5393 руб.
Таким образом стоимость АСНИ:
Qs=6000+50000+4000+3000+5393 =68393 у.е.
Параметры временной диаграммы работы АСНИ на этапе сбора данных сводятся в Таблицу 12
Таблица 12
| Параметры временной диаграммы | |||||
| № задачи | Параметры циклограммы | Частота вызова, Гц | Избыточность по загрузке | ||
| I | ri | ji | foi | fi | Dri=t(fi-foi) |
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,013 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 0,0051 | |||||
| 23,5 | 0,0012 | ||||
| 23,5 | 0,0012 | ||||
Параметр Dr характеризует избыточную загрузку процессора выполнением i-ой задачи в следствии запуска последней с избыточной частотой fi. Избыточная загрузка зависит от качества заполнения циклограммы, которое оценивается показателем:
Кц=r0 / rрт
Здесь 
- нижний теоретический предел загрузки процессора в РТ.
Информационная избыточность, вносимая при работе по временной диаграмме, оценивается коэффициентом:
|
|
Здесь 
- суммарная частота запуска прикладных задач на этапе сбора данных.
Производительность АСНИ в РТ вычисляется по формуле:
Резерв АСНИ по нагрузке в рабочей точке на этапе сбора данных:
, где Сs – производительность системы в РТ.
Информационная производительность АСНИ в РТ на этапе сбора данных (скорость записи информации в ОЗУ) не превышает величины:
Bs=8n0C / Kсж [бит/сек]
Здесь n0 - коэффициент определяемый по формуле n0=[nацп / 8], где = []–значение выражения в скобках, дополненное до большего целого;
Ксж - средний коэффициент сжатия данных в системе (с учетом датирования).
Объем оперативной памяти, требуемый для регистрации измерительной информации на этапе сбора данных, равен:
Vозу=BsTсб / 8 [байт]
Информационная избыточность, вносимая при записи данных в ОЗУ, оценивается коэффициентом:
hд= 8n0 / nацп - 1
Информационная избыточность АСНИ в целом равна:
hs=(hусд+1)(hвд+1)(hд+1)-1
Стоимостной дисбаланс АСНИ характеризует асимметрию загрузки системы и рассчитывается по следующей формуле:
Здесь Qi - стоимость i-ой компоненты АСНИ;
ri - загрузка (или коэффициент использования) i-ой компоненты.
Компонентами АСНИ являются УСД, ЭВМ, блоки памяти, сеть связи, ОС. Их стоимости соответственно: Qусд, Qэвм, Qбп, Qсети, Qос.
Загрузка компонент:
rусд = Срт / Сусд
rэвм = Срт / Сs
rбп = h без приведения к большему целому [h]
rсети = Кз.ц.
rос = 1
РАСЧЕТ:
r0=С0×(tпо+tинт+tусд)=4184 ×(28,2×10-6+60×10-6+25×10-6)=0,4736
rрт = 0,781
Кц = r0/rрт = 0,4736 / 0,781=0,606
С = 
11∙276+8∙48+2∙12+4∙188=6016
|
|
С0 = 4184
hвд = (С - С0) / С0 =(6016-4184) / 6016 = 0,304
rрт / С = 0,4827/6016= 0,0000852 сек = 85 мксек
Что при длительности такта:
t0 = 1 / f0 = 1 / 6016 =166,2 мксек
составляет более половины процессорного времени, затрачиваемого на выполнение полезной работы.
Сs = 7653
Rs = Cs / C - 1 = 7653/6016 - 1 = 0,2721
n0 = 1, Kсж = 2,6
Bs = 8×n0×С / Ксж = 8×1×6016 / 2,6 = 18510 бит/сек
Тсб = 50 сек
Vозу = Bs×Тсб / 8 = 18510×50/8=115687 байт
nацп = 6
hд = 8n0 / nацп - 1 = 8/ 6 -1 = 0,33
rусд = Срт / Сусд = 6016/ 40×103 = 0,15
rэвм = Срт / Сs = 6160/ 7653 = 0,805
rбп = 8 / 8 = 1
rсети = 0,94
rос = 1
hs = (hусд +1)(hвд +1)(hд +1) - 1 = (0,16098+1)(0,304+1)(0,33 +1) - 1 = =1,011
DQ= 
Структурная схема полученной АСНИ
УСД - устройство сбора данных;
УС - устройство сопряжения;
ПУ – периферийное устройство;
ПР - процессор;
БП - блок памяти.
Перечень аппаратно-программного обеспечения с калькуляцией стоимости АСНИ:
Таблица 13
| Тип и параметры устройства | Стоимость в условных единицах |
| 3-й вариант УСД tусд=25 мкс | |
| 7-й вариант ЭВМ | |
| 2-й вариант интерфейса tинт=60 мкс | |
| 2-й вариант алгоритма ЗСД tпо=28,2 мкс | |
| 3-й вариант ОС rп(С)= 1-14×10-6×С-196×10-12×С2 | |
| 8 блоков памяти по 16 кб | |
| Суммарная стоимость КТС АСНИ и ПО |
ЛИТЕРАТУРА
1. В. А. Виттих, В. А. Цыбатов. Оптимизация бортовых систем сбора и обработки данных. М. изд-во Наука. 1985г.
2. О.П.Валов. Автоматизация сбора и первичной обработки информации. Учебное пособие по дисциплине «Системы реального времени» для студентов спец. 230102(2202).РИО.КГТУ.2002
3. Е.С.Вентцель. Элементы динамического программирования. М. изд-во Наука. 1964г