Лабораторный практикум на базе SBC68K с
возможностью удаленного доступа
Мотин М.Н., Циделко В.Д. Кафедра
информационно-измерительной техники НТУУ «КПИ».
Для изучения программных и аппаратных средств разработки и отладки систем на базе микропроцессоров, кафедра информационно-измерительной техники НТУУ «КПИ» использует немалое количество специально спроектированных для этих целей лабораторных стендов и программно-аппаратных комплексов, одним из представителей которых, является «Учебно-отладочный комплекс на базе микропроцессора MC68000», структурная схема которого представлена на рисунке 1.
Рисунок 1.
Как видно из рисунка, в состав комплекса входят два устройства:
- Терминал (в роли которого выступает рабочая станция), обеспечивающий ввод директив и данных, а также отображение сообщений и различного рода информации;
- Учебный отладочный компьютер SBC68K (Single Board Computer) на основе микропроцессора MC68000, позволяющий загружать и выполнять программы, выполнять различные операции с памятью и регистрами процессора, а также многие другие функции.
Обобщенная архитектура работы комплекса представлена на рисунке 2.
Рисунок 2
Связь между терминалом и платой SBC68K осуществляется по последовательному интерфейсу RS-232. Управление диалогом осуществляет специальная программа-монитор TUTOR, записанная в ПЗУ SBC68K, которая выводит на экран терминала (терминальной программы) сообщения, воспринимает директивы с клавиатуры терминала и выполняет необходимые действия. Плата SBC68K имеет возможность использовать кросс-ассемблер для подготовки исходного текста программы, ассемблирования его и загрузки объектного кода в оперативную память платы, для последующего выполнения и анализа.
Выходя из вышеописанного, работа с комплексом, в его исходном виде, возможна лишь в локальном режиме, а соответственно требует организации однотипных рабочих мест в специализированных лабораториях. Такой подход, является весьма ресурсоемким, хотя бы по той причине, что каждое рабочее место требует наличия персонального компьютера и платы SBC68K. Задача по решению этой проблемы, находит свое решение в организации удаленного доступа к данному комплексу.
Как показано на рисунке 2, управление обменом данными с отладочной платой на стороне рабочей станции осуществляется терминальной программой, откуда можно сделать вывод, что задача организации удаленного доступа к SBC68K, сводится к задаче организации удаленного доступа к самому терминальному приложению с соответствующей модификацией архитектуры комплекса.
Таким образом, были разработаны следующие два типа архитектуры системы:
1. Клиент-серверная архитектура (рисунок 3);
2. Архитектура с веб-доступом (рисунок 4);
Рисунок 3
Рисунок 4
Как показано на рисунке 3, в случае выбора клиент-серверного типа
архитектуры, необходимо создание серверного и клиентского обеспечения и
разработка алгоритма их взаимодействия. На рисунке 4 показан веб-серверный тип
архитектуры комплекса, в котором, пользователь получает доступ к терминальной
программе посредством подключения через WEB-браузер. В свою очередь серверная
сторона содержит сайт, который и представляет собой терминальное приложение.
Так как обычные html страницы размещенные на WEB-сервере не могут реализовать
функции необходимые для обработки данных, то сайт должен содержать специальные
скрипты (php, java и т.д). В свою очередь, WEB-броузер удаленного пользователя
должен поддерживать отображение скриптов сайта WEB-сервера посредством установки
соответствующих плагинов. Данная архитектура является наиболее удачной,
поскольку не требует установки специального программного обеспечения на
удаленном компьютере (в отличие от клиент-серверной архитектуры) и была выбрана
для построения комплекса с удаленным доступом. При анализе пакетов программного
обеспечения, с помощью которого можно реализовать терминальное приложение для
серверной части, был выбран пакет Lab View по причине наличия в этом пакете уже
реализованных функции обмена данными по последовательному интерфейсу RS-232, и возможности публикации своих приложений в WEB
(Web Publishing tool). Таким образом, с
помощью средств пакета Lab View была создана программа, обеспечивающая все
функции необходимые для обеспечения работы с комплексом SBC68K. Для обеспечения
удаленного доступа к данному приложению с помощью средств Lab View Web
Publishing tool была создана страница, которая отображает интерфейс клиентского
приложения (терминальной программы) в браузере пользовательского ПК.
Структурно, работа комплекса в режиме удаленного доступа показана на рисунке 5.
Рисунок 5
Как видно из рисунка, на серверной стороне, запускается терминальная программа, доступ удаленного пользователя к которой организуется с помощью Web-браузера, интерфейс пользователя терминального приложения изображен на рисунке 6.
Для использования комплекса в учебном процессе на кафедре информационно-имерительной техники было разработан лабораторный практикум включающий шесть лабораторных работ.
Рисунок 3
Литература
1.
Tsidelko V.D., Karpa V.M., Rybchuk S.I.. System of the Remote Access via
Internet/Intranet to the digital signal processor DSP56307 to debug programs,
learn the peripherals and realize different experiments // International
Journal of Computing Vol. 6, Issue 2, 2007.