TEMPS DE REPONSE D UNE CHAINE FONCTIONNELLE

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1 I NOTION D TMP D RPON : Le emps de réponse Tr de la chaîne foncionnelle es le emps nécessaire enre le momen où une cible es déecée e le momen où l effeceur agi sur la maière d œuvre. Cee représenaion insise sur la relaion causale enre une informaion e son effe sur la parie opéraive. Deux élémens imporans déerminen les performances de cee chaîne foncionnelle : La rapidié qui se mesure par le emps de réponse TR. La durée pendan laquelle l informaion es effecivemen disponible, c es à dire son emps de mainien TM. II TRAITMNT D NTR UR API : Les consiuans programmables els que les API doiven foncionner en emps réel afin de pouvoir assurer un emps de réponse accepable, an sur le plan des performances dynamiques que sur le plan de la sécurié. On disingue 4 grands principes de base permeen de respecer le crière TMP RL : Traiemen combinaoire : ce raiemen donne lieu aux réalisaions câblées. Le emps de raiemen es foncion de l archiecure des circuis e des emps de commuaion des composans. 1 Aendre événemen Traiemen numérique sur inerrupion : le processeur numérique programmable exécue un programme résiden en mémoire à l appariion d un événemen exérieur. Deux cas son à disinguer selon que l événemen es unique ou que plusieurs événemens peuven survenir «simulanémen» (c es à dire si un nouvel événemen peu survenir pendan la phase de raiemen du précéden). i l événemen es unique le foncionnemen du processeur peu êre décri par le Grafce ci-conre. i plusieurs événemens peuven survenir il fau alors envisager soi une foncion de gesion des inerrupions (avec définiion de niveaux de priorié), soi une srucure muliprocesseurs parallèles. 2 3 Traiemen de l événemen fin de raiemen Affecaion des sories sories affecées Traiemen numérique cyclique asynchrone : c es le mode de foncionnemen de beaucoup d auomaes don le TX Ce mode inègre 3 conceps : acquisiion globale des enrées, cycle e asynchronisme : o Acquisiion globale des enrées : oues les enrées son lues sur les mémoires d enrées des différens modules (TOR, analogiques, numériques) e sockées en mémoire. Le raiemen s effecue ainsi à parir de ces valeurs, qui resen donc figées pendan le cycle de raiemen. o Traiemen cyclique : le cycle ype de raiemen compore 3 phases principales que l on peu décrire par le Grafce ci-après : Temps de réponse d une chaîne foncionnelle - 1

2 o Asynchronisme du raiemen : l asynchronisme fai référence à l enchaînemen des cycles de raiemen : un nouveau cycle débue dès le précéden erminé, c es-à-dire qu à une affecaion des sories succède, sans emps d arrê l acquisiion de enrées pour le cycle suivan. On consae que le emps de cycle es variable. 1 2 Acquisiion globale des enrées (ou cruaion ou Mise à jour ) enrées mise à jour Traiemen des enrées Calcul de l évoluion e des sories fin de raiemen 3 Affecaion des sories sories affecées xécuion raiemen (n-1) xécuion raiemen n xécuion raiemen (n+1) Cycle (n-1) Cycle n Cycle (n+1) Traiemen cyclique synchrone : la différence fondamenale enre ce mode e le précéden réside dans le cadencemen des cycles à période consane Tc. Ce cadencemen es assuré par une horloge emps réel. Le emps de cycle Tc es fixé par des considéraions : o De aille mémoire dans les API (durée suffisane pour exécuer au moins le raiemen d un programme occupan la capacié mémoire maxi) o De dynamique e de performances dans les commandes numériques : le emps de cycle es alors appelé période d échanillonnage, il doi êre compaible avec la dynamique de l asservissemen. La durée du raiemen n éan pas fixe, il en résule du emps libre enre les raiemens successifs ( sur le schéma) uilisé pour des auo-ess du foncionnemen inerne. xécuion raiemen (n-1) xécuion raiemen n xécuion raiemen (n+1) Cycle (n-1) Cycle n Cycle (n+1) Durée Tc Durée Tc Durée Tc Le emps de réponse de la PC à un événemen correspond à la durée séparan l insan où ce événemen es apparu sur le circui d enrée e l insan où l évoluion correspondane des sories es effecive. n logique câblée le emps de réponse ne dépend que de la complexié des circuis (le nombre de commuaions de composans sur le chemin de sorie) e de sa echnologie. n logique programmée, le emps de réponse es foncion du principe de raiemen, de la aille du programme à exécuer e de la echnologie du processeur (nombre de bis, fréquence de l horloge inerne). Minimum avec un raiemen par inerrupion, il es maximum (pour une même durée de raiemen TT) avec un raiemen cyclique synchrone. Temps de réponse d une chaîne foncionnelle - 2

3 Pour les raiemens cycliques asynchrone e synchrone, l enrée i es apparue rop ard pour êre acquise au cycle (n- 1). lle sera donc prise en compe au cycle n. n conclusion : Mode de raiemen sur inerrupion cyclique asynchrone cyclique synchrone Mini emps de réponse Moyen Maxi III COMPORTMNT D UN CONTITUANT : Chaque consiuan de la chaîne du capeur à l effeceur inrodui un reard que l on représene ainsi : = nrée =orie Tm Td Tm : Reard à la monée Td : Reard à la descene Temps de réponse d une chaîne foncionnelle - 3

4 IV DUR MINIMUM D PRNC D LA CIBL N FONCTIONNMMNT CYCLIQU : m 01 d 10 d 01 e 10 e T c m = 01 d + 01 e + c - 10 e - 10 d m = Temps mini de présence obje. T01d = Temps de reard à la déecion de l obje. T10d = Temps de reard à la dispariion de l obje. T01e = Temps de reard à l acquisiion du signal ( capeur vers care d enrées). T10e = Temps de reard de l émission du signal (care d enrées vers api). Tc = Temps de cycle de l auome. Temps de réponse d une chaîne foncionnelle - 4

5 V : 01 d 01 e T T 2c 10 s 10 p a Tr= 01 d + 01 e + 2c + 10 s + 10 p + a Le emps de réponse global compore 3 composanes : une composane «maériel», foncion des caracérisiques echnologiques des composans consécuifs de la chaîne, égale à la somme des emps de monée ; une composane «logicielle», foncion du mode de raiemen e du volume de raiemen, (égale au emps de cycle Tc avec un raiemen cyclique) une composane aléaoire, foncion du reard à l acquisiion de l événemen de changemen d éa sur l inerface d enrée. Praiquemen nulle en mode câblé ou un raiemen par inerrupion elle peu aeindre un emps de cycle en raiemen cyclique. VI PROBLM INHRNT AU TMP RL : Le chien de garde : un problème imporan du raiemen emps réel es le risque d appariion de boucles inempesives dans le raiemen. Ces boucles allongen la durée d un raiemen au-delà de la limie admissible pour le bon foncionnemen de l applicaion. Pour évier cela, les API son équipés d une foncion Chien de Garde qui compore : une surveillance de la durée du raiemen au moyen d une emporisaion lancée à chaque débu de raiemen un seuil de durée admissible enan compe du volume maxi du programme, de la rapidié du processeur : ex : 150 ms pour le TX e le TX 07 une procédure d acion ; le plus souven une mise à zéro de oues les sories e une signalisaion exerne du défau. Les enrées événemenielles : cerains événemens ayan un emps de mainien rop faible, il es possible d uiliser des enrées à filrage diminuée ou enrées événemenielles La âche rapide : associée à une enrée événemenielle, le consruceur garani un emps de réponse inférieur à 2 ms pour cee âche rapide qui es lancée, avec inerrupion du programme en cours, dès l appariion d un changemen d éa sur cee enrée. Temps de réponse d une chaîne foncionnelle - 5

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