Д.т.н., професор Лукашенко В.М.,

аспірант Чичужко М.В., к.т.н., Уткіна Т.Ю.

Черкаський державний технологічний університет (ЧДТУ), Україна

МОДЕЛЬ КЛАСИФІКАЦІЇ СУЧАСНИХ СУПЕРВІЗОРІВ ЖИВЛЕННЯ

Актуальність Сучасні моделі супервізорів є ефективним засобом для контроля і забезпечення високої надійності роботи мікропроцесорної системи (МПС). Застосування супервізорів живлення дозволяє усунути такі проблеми:

· некоректне виконання кодів команд мікроконтролера при подачі і відключенні живлення в інтервали часу, коли напруга живлення знаходиться на недостатньому рівні;

· пошкодження змісту енергонезалежної пам'яті при недостатньому рівні напруги живлення для коректного завершення процесу запису.

Вагомий внесок у розвиток супервізорів для мікроконтролерної техніки внесли роботи А. Євстигнєєва, М. Потапчука, В. Дьяконова, А. Нефедова, А. Бєлова, В. Трамперта та ін. Але в цих роботах недостатньо висвітлені питання систематизації супервізорів живлення, що значно прискорило б вибір потрібної моделі при проектуванні МПС. Отже розробка моделі класифікації супервізорів живлення (СЖ) є задачею актуальною.

Мета роботи Створення моделі класифікації сучасних супервізорів живлення за рахунок систематизації основних ознак та їх звʼязків.

Постановка задачі Для виконання поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

· провести системний аналіз і синтез сучасних супервізорів живлення, сфер їх застосування, фірм виробників, режимів роботи та архітектури;

· побудувати модель класифікації супервізорів живлення.

Рішення задачі Класифікація сприяє рухові науки і техніки з рівня евристичного накоплення знань на рівень теоретичного синтезу і системного підходу. Розробка схем класифікації є науковою і економічно важливою задачею [1-3].

В даний час існує безліч фірм, які почали серійне виробництво спеціальних мікросхем супервізорів живлення. Сучасні СЖ застосовуються в різних сферах, таких як комп’ютерна техніка, пристрої зв’язку, вбудовані пристрої управління, побутова техніка, інтелектуальні вимірювальні пристрої та портативні пристрої з батарейним живленням [7]. Найбільш відомими виробниками є фірми Altera, Maxim, Analog Devices, Dallas Semiconductor та ін. Наступною рисою, що підлягає класифікації є режими роботи: автономний, не автономний та енергозберігаючий. За архітектурою супервізори живлення поділяють на стандартні, внутрішні модулі POR i BOR, зовнішні супервізори, що, в свою чергу, впливає на їх продуктивність, надійність та вартість [4,5].

Всі супервізори живлення діляться на два типи: біполярний і КМОП-тип. Найменування першого типу означає не двуполярність, а виконання інтегральної схеми на основі біполярної технології, тобто на основі біполярних транзисторів. Відповідно, КМОП-тип означає виконання супервізора по КМОП-технології і, як наслідок, має знижене, в порівнянні з біполярним типом енергоспоживання. Наступною рисою, що розрізняє супервізори живлення є схемотехніка виходу: відкритий стік/колектор і двотактний КМОП-вихід. Використання супервізорів живлення з відкритим стоком/колектором виправдано в тому випадку, якщо керована лінія організована за принципом монтажного «І», логічна 1 в якій формується за рахунок зовнішнього резистора. Такий резистор містять більшість входів скидання сучасних мікроконтролерів. Якщо ж керована лінія є високоімпедансною, то необхідно використовувати супервізор з КМОП-виходом, що представляє собою двотактний ключ і забезпечує формування як логічного 0, так і логічну 1.

Супервізори також відрізняються схемами обробки виконавчого сигналу. Найпростіші супервізори не містять ніякої обробки і вихід компаратора у них управляє безпосередньо вихідним ключовим транзистором. Їх недоліком є нестійкість поведінки на порозі спрацьовування. Для усунення цього недоліку в інших серіях вбудований тригер Шмітта, що володіє гістерезісною характеристикою. У тих випадках, де допускається короткочасне зниження рівня живлення, необхідна тимчасова затримка виконавчого сигналу, інакше це призведе до небажаного скидання мікроконтролера. Деякі фірми виробники випускають декілька серій супервізорів з функцією затримки виконавчого сигналу. При цьому використовуються два принципи формування тимчасової затримки. Перший заснований на заряді зовнішнього конденсатора С через внутрішній резистор з фіксованим номіналом. Особливістю даного способу є можливість отримання бажаної тимчасової затримки шляхом підбору номіналу зовнішнього конденсатора. В іншому випадку використовується вбудований генератор, який тактує цифровий лічильник. Вихід компаратора в цьому випадку є сигналом дозволу рахунку. Дані супервізори відрізняються фіксованими значеннями тимчасових затримок (50, 100 і 200 мс) і, як наслідок, мінімальним числом зовнішніх компонентів [6].

Запропонована одна з можливих класифікацій, що представлена на рисунку 1, яка систематизує основні ознаки та їх звʼязки. Запропонована класифікація полегшує вивчення предмету дослідження, впорядковує термінологію і виявляє нові залежності. Крім того, на сучасному етапі розвитку інформаційних технологій ця модель сприяє визначенню напрямку дослідження в різних сферах застосування.

Висновки Створена модель класифікації сучасних супервізорів живлення на основі запропонованих ознак (технологія побудови, режими роботи, архітектура, сфери застосування та ін.), яка дає наукове обґрунтування і дозволяє чітко визначити місце супервізора живлення в системі, що проектується.

В подальшому планується провести дослідження енергозберігаючих супервізорів КМОП-типу, які використовуються в інтелектуальних вимірювальних пристроях для проведення довгострокових моніторингових робіт.

251661312251676672251675648251664384251663360251665408251666432251668480251667456251672576251671552251669504251670528251674624251673600251677696

Рисунок 1 – Модель класифікації супервізорів живлення

Література:

1. Лукашенко В.М. Многокритериальная качественная оценка фирм изготовителей микроконтроллеров / В. М. Лукашенко, М. В. Чичужко, В. А. Лукашенко // Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – Кіровоград : КНТУ, 2013. – Вип. 26. – С. 155–160.

2. Lukashenko V.M. Determination method of efficiency units for conditional similarity criterion / M.V. Chichuzhko, D.A. Lukasheneko, V.A. Lukasheneko // Вісник Черкаського державного технологічного університету. Серія: технічні науки. – Черкаси : ЧДТУ, 2013. – № 2. – С. 44–47.

3. Creation of multicriteria qualitative evaluation method of microcontroller manufacturers / V. M. Lukashenko, M. V. Chichuzhko, A. G. Lukasheneko, V. A. Lukasheneko // Nauka i studia. – Przemysl, 2013. – № 17 (85). – P. 97–102.

4. Лукашенко В.М. Системний аналіз сучасних моделей супервізорів та визначення напрямку їх вдосконалення / В. М. Лукашенко, М. В. Чичужко, А.Г. Лукашенко // Вісник ЧДТУ. – 2013. – № 4. – С. 44–47.

5. Чичужко М. В. Алгоритм визначення резервів за енергетичними та швидкісними показниками супервізорів на основі теорії неповної подібності та розмірностей / М. В. Чичужко // Perspektywiczne opracowania są nauką i technikami – 2013 : materiаły IX Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji : (07-15 listopada 2013 roku, Przemyśl, Польша). – Przemyśl : Nauka i studia, 2013. – Т. 34. – c. 14–18.

6. Классификация супервизоров питания фирмы ROHM [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rtcs.ru/article_printable.asp?id=253.

7. Микросхемы супервизоров питания компании ON Semiconductor [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.kit-e.ru/articles/chip/2011_7_80.php.