Reattivit` a della funzione di interrupt

Lo scopo di questo test `e quello di indagare sulle potenzialit`a della funzione di interrupt, per individuare un valore di minimo per il parametro tI⁸ e parallelamente determinare una relazione tra t_I ed il valore di soglia (espresso come V_SI/V_I) per cui la routine di interrupt viene lanciata con certezza. Nell’ottica dell’acquisizione dei segnali RF occorre infatti essere certi che in cor-rispondenza ad ogni impulso del segnale di sincronismo per il PLC (o segnale di interrupt), vi sia il lancio della routine.

Con altre prove si `e valutato il limite inferiore per il periodo τ_I, e si sono elaborate ulteriori considerazioni sul funzionamento dell’interrupt.

La configurazione utilizzata per questi test prevede:

Un segnale di test (o segnale di interrupt) costituito da una serie di impulsi di ampiezza V_I = 1.5V , di durata t_I = 300, 420, 500 o 840 µs e periodo τ_I = 1, 2, 10 ms o 1s. Saranno i valori relativi a questo stesso segnale ad essere acquisiti ogni qual volta si attiva la funzione di interrupt. La configurazione della scheda high speed per il controllo del superamento del valore di soglia sul canale relativo all’ingresso di interrupt. La soglia `e stata fissata al 66.7% di V_I, ovvero V_SI = 1 V . Un programma di test che a differenza del caso precedente, effettua il trasferimento dei dati dalla scheda alla CPU, la loro scalatura e l’incremento del conteggio degli impulsi rilevati, nel blocco organizzativo OB40 mandato in esecuzione dall’evento di interrupt.

Il resto delle funzioni `e del tutto analogo a quanto implementato nel caso precedente.

Una tabella dati per visualizzare online tutti i parametri necessari a monitorare l’andamento del test.

Fig. 7.4: Segnale di test utilizzato per la determinazione di tI minimo

8Si ricorda che tI `e definito come: durata dell’impulso in ingresso al canale per il quale `e stata abilitata la funzione di interrupt sul superamento di un valore di soglia

7.1 Test sull’utilizzo della scheda high speed 99

Nel primo test (risultati in Tab.7.1) si sono mantenuti periodi di ripetizione τ_I tali da essere ininfluenti ai fini della prova, per poter valutare esclusivamente l’effetto della diminuzione di t_I.

Periodo Durata Intervallo di Tempo di ciclo Impulsi rilevati

τ_I t_I valori acquisiti T_C in 10 s 1 s 840 µs 1.483 ÷ 1.5 V 610 µs 10/10 1 s 500 µs 1.33 ÷ 1.5 V 610 µs 10/10 1 s 420 µs 1.25 ÷ 1.5 V 610 µs 9 ÷ 10/10 1 s 300 µs 1.1 ÷ 1.5 V 610 µs 3 ÷ 10/10 10 ms 840 µs 1.483 ÷ 1.5 V 637 µs 1000/1000 10 ms 500 µs 1.33 ÷ 1.5 V 637 µs 1000/1000 10 ms 420 µs 1.22 ÷ 1.5 V 635 µs 966 ÷ 976/1000 10 ms 300 µs 1.05 ÷ 1.5 V 631 µs 675 ÷ 680/1000

Tab. 7.1: Riassunto dei dati riferiti al test sulla durata dell’impulso

Dall’esame dei risultati riportati si nota per prima cosa che al diminuire della durata dell’im-pulso t_I aumenta il numero di eventi non rilevati. `E evidente che le comparazioni non sono svolte da un comparatore hardware direttamente sul canale di ingresso, bens`ı sul valore quantizzato salvato nella memoria della scheda.

Molto significativa `e l’informazione sull’intervallo di valori di tensione acquisiti: il valore minimo tende a diminuire concordemente con t<sub>I</sub>, ma rimane sempre sopra la soglia di 1 V . Da questo si deduce che i valori di tensione acquisiti si riferiscono effettivamente a quelli del periodo di aggiornamento t<sub>A</sub> che ha dato origine all’interrupt e non ad un intervallo successivo. Questo fatto, di fondamentale importanza per garantire la coerenza temporale, `e una condizione neces-saria su cui si basano tutti i ragionamenti che seguono, ed `e confermato dall’uguaglianza, sempre verificata nel corso delle prove,

numero di accessi alla routine di interrupt ≡

numero di valori acquisiti che superano il conf ronto via sof tware con il livello di soglia

Tali valori sono riassunti nella colonna numero di impulsi rilevati in Tab.7.1.

Il legame tra valore minimo acquisito e t_I `e spiegabile considerando che pi`u stretto `e l’inter-vallo t<sub>I</sub>, maggiore `e la possibilit`a che il periodo di aggiornamento t<sub>A</sub>, in cui `e acquisito il valore che supera la soglia (e conseguentemente attiva l’interrupt), non sia interamente compreso in t_I. Si osservi per esempio la Fig.7.4e si immagini di diminuire simmetricamente la durata degli impulsi t_I, mantenendone invariati i centri. La conseguenza di questo fatto `e che il livello di tensione acquisito nel periodo tAsar`a minore di quello effettivo.

Considerando solo gli impulsi con t_I ≤ 500 µs si ha che nel peggiore dei casi la sovrappo-sizione temporale minima tra t_I ed uno dei due t_Atemporalmente corrispondenti `e λt<sub>min</sub> = t<sub>I</sub>/2. Dai dati raccolti, si deduce che una condizione sufficiente a far s`ı che il valore acquisito superi sempre la soglia fissata del 66.7% `e di avere una sovrapposizione λt_min ≥ 250 µs. Tale

ragiona-100 7.1 Test sull’utilizzo della scheda high speed

mento si pu`o estendere fino a t<sub>I</sub> < 840 µs, aumentando di conseguenza il livello di soglia. Queste considerazioni fanno pensare che ci sia un legame di proporzionalit`a tra il valore di soglia V_SI/V_I ed il rapporto λt_min[µs]/420 = t_I[µs]/840. Infatti, dai dati rilevati, `e confermato che per acquisire un segnale di tensione con la massima precisione e di conseguenza anche con un valore di soglia V<sub>SI</sub>/V<sub>I</sub> → 1 `e necessario che la durata dell’impulso tI → 840 µs.

Trasferendo questo ragionamento al problema di determinare i parametri t_I e V_SI/V_I per cui si `e certi del lancio della funzione di interrupt, si ha che fissato t<sub>I</sub> < 840 µs all’aumentare della soglia V<sub>SI</sub>/V<sub>I</sub>, aumenta il valore di sovrapposizione λt∗ necessario per raggiungere tale soglia (Fig.7.5). Tenendo presente che, nel caso peggiore, la sovrapposizione pu`o essere λt_min = t_I/2, allora se λt∗ > λt_min si perde la certezza della generarazione dell’evento di interrupt in cor-rispondenza ad ogni impulso.

Fig. 7.5: Relazione tra la soglia VSI/VI e la sovrapposizione temporale necessaria λ∗ t

Il ragionamento esposto pu`o essere sintetizzato in due modi: il primo in cui

f issato t_I < 840 µs , se V_SI/V_I ↑ ⇒ λt∗↑ ;

se λt∗diventa tale che λt∗ > λt_min = t_I/2 ⇒ ^{si perde la certezza} di rilevare l′impulso

(7.1)

ed il secondo in cui

f issata la soglia V_SI/V_I

e di conseguenza λt∗ se t_I ↓ ⇒ λtmin ↓ ;

se λt_min = t_I/2 diventa tale che λt_min < λt∗ ⇒ ^{si perde la certezza} di rilevare l′impulso

(7.2)

Entrambi i modi di procedere sono validi per determinare i parametri tI e VSI/VI che garan-tiscono l’intervento dell’interrupt, ma volendo minimizzare t_I si pu`o fare un’ulteriore

conside-7.1 Test sull’utilizzo della scheda high speed 101

razione. Appare infatti ragionevole porre t_A= 420 µs come limite minimo per t_I. Infatti sotto questa soglia si perde addirittura la certezza che per il canale d’ingresso a cui `e collegato il segnale di interrupt sia stato acquisito un valore per lo meno diverso da zero.

Scegliendo di utilizzare il procedimento nella (7.1) `e possibile valutare sperimentalmente, per ogni 420 < t_I < 840 µs, il rapporto di soglia V_SI/V∗

I oltre il quale si iniziano a perdere degli impulsi. Il valore indicativo da cui iniziare le prove si pu`o ottenere dalla relazione:

V_SI/V_I ≈ λt_min[µs]/420 = t_I[µs]/840 Individuato tale valore, si deve scegliere V_SI/V_I < V_SI/V∗

I con un certo margine di sicurezza, margine che deve tener conto di un altro aspetto fondamentale per la realizzazione della sin-cronizzazione complessiva. Infatti abbassando la soglia si va ad allargare il range temporale in cui si pu`o verificare l’acquisizione che provocher`a l’avvio dell’interrupt (Sez.7.1.3). I valori di tI

e V_SI/V_I scelti su queste basi sono t_I = 420 ± 10 µs e VSI/V_I ≃ 50 ± 1.2%, ma tali scelte saranno di nuovo messe in discussione in fase di sincronizzazione.

Attraverso ulteriori testsi `e verificato che l’accesso alla routine di interrupt avviene una volta per ogni impulso rilevato, anche se questo ha durata t_I ben superiore a T_C. Questo fatto sta ad indicare che la funzione di sorveglianza su un valore di soglia si attiva solo in corrispondenza dei fronti di salita.

Un’altra prova `e stata effettuata allo scopo di verificare l’influenza del repetition rate degli impulsi sulla funzione di interrupt. Dalla Tab.7.2 si nota subito come la diminuzione di τ<sub>I</sub> fa perdere impulsi solo nel caso in cui questo diventi confrontabile con il tempo di ciclo T<sub>C</sub>, il che `e evidente nel caso di t_I = 500 µs. Si presuppone che la ragione di questa perdita di conteggi sia che nella logica del PLC possa essere trattato un solo evento di interrupt di processo per ciclo di programma. Tale ipotesi sar`a considerata vera anche nella scelta del fattore di decimazione D (4.27).

Periodo Durata Tempo di ciclo Impulsi rilevati

τI tI TC in 10 s 2 ms 500 µs 763 µs 4999 ÷ 5000/5000 2 ms 420 µs 743 µs 4810 ÷ 4840/5000 2 ms 300 µs 715 µs 3380 ÷ 3390/5000 1 ms 500 µs 977 µs 9870 ÷ 9980/10000 1 ms 420 µs 960 µs 9530 ÷ 9560/10000 1 ms 300 µs 839 µs 6690 ÷ 6720/10000

Tab. 7.2: Riassunto dei dati riferiti al test sul periodo di ripetizione

Si pu`o concludere che per la determinazione dei parametri t<sub>I</sub> e V<sub>SI</sub>/V<sub>I</sub>, che consentono di attivare con certezza la funzione di interrupt, valgono i due metodi in (7.1) e (7.2). Scegliendo di utilizzare il procedimento in (7.1), con t<sub>I</sub> = 420 µs, si `e ricavato un valore di soglia V_SI/V_I ≃ 50%.

102 7.1 Test sull’utilizzo della scheda high speed