RU2498400C1 - Associative identifier of events, technological - Google Patents

Associative identifier of events, technological Download PDF

Info

Publication number
RU2498400C1
RU2498400C1 RU2012118988/08A RU2012118988A RU2498400C1 RU 2498400 C1 RU2498400 C1 RU 2498400C1 RU 2012118988/08 A RU2012118988/08 A RU 2012118988/08A RU 2012118988 A RU2012118988 A RU 2012118988A RU 2498400 C1 RU2498400 C1 RU 2498400C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
product
comparison
control
recording
Prior art date
Application number
RU2012118988/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Юрьевич Вербицкий
Александр Владленович Бурдинский
Original Assignee
Владимир Юрьевич Вербицкий
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Юрьевич Вербицкий filed Critical Владимир Юрьевич Вербицкий
Priority to RU2012118988/08A priority Critical patent/RU2498400C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2498400C1 publication Critical patent/RU2498400C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: associative Identifier of Events, Technological, implements a circuit of identification of expected design events/conditions of a control system, determined readings of primary sensors of process control, and whenever such occur, it generates alternative design data for direct control of process without application of software and processor resources in asynchronous mode and at the moment of control data arrival, at the same time it includes a multi-layer architecture of an item, organising address-free space of memory and providing for equal and asynchronous access of input information to each layer, in respect to input data, all layers are interconnected memory cells with elements of data comparison and control of recording procedure.
EFFECT: increased indices of reliability, trustworthiness and validity.
3 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области электронной техники, сочетает в себе функции вычислительной техники, в части обработки информации потока данных, и к способу идентификации первичных данных. Изделие является универсальным устройством, ориентированным и адаптированным для создания систем автоматического управления технологическими процессами. Изделие не относится к области вычислительной техники, так как не осуществляет вычислительных процедур и не имеет в своем составе элементов для их осуществления и синхронизации. В то же время в изделии используются функциональные возможности процессорных систем, в плане организации ассоциативного поиска информации и построения безадресного пространства памяти одновременного доступа.The invention relates to the field of electronic technology, combines the functions of computer technology, in terms of processing information of a data stream, and to a method for identifying primary data. The product is a universal device, oriented and adapted to create automatic process control systems. The product does not belong to the field of computer technology, since it does not carry out computational procedures and does not include elements for their implementation and synchronization. At the same time, the product uses the functionality of processor systems in terms of organizing an associative information search and building an addressless memory space for simultaneous access.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В плане построения безадресной памяти, на которой базируется построение структуры изделия, информации нет.In terms of building a non-addressable memory on which to build the structure of the product, there is no information.

Решения в плане ассоциативного поиска информации вычислительных систем, управляемых потоком данных, известны давно и наиболее близким (по функции идентификации) является известная система ЕР 0295876 А2 от 21.12.1988, построенная на основе ассоциативной памяти, позволяющая почти мгновенно выявлять данные путем их сравнения с хранимыми в памяти данными на основе одной или нескольких баз данных.Solutions in terms of the associative search for information of computer systems controlled by the data stream have been known for a long time and the closest (by identification function) is the well-known system EP 0295876 A2 of 12/21/1988, built on the basis of associative memory, which allows almost instantly revealing data by comparing it with stored in memory data based on one or more databases.

Данная система содержит в себе, как минимум, два коммутатора, один из которых обеспечивает передачу данных из модулей ассоциативной памяти в исполнительные устройства, другой коммутатор - из исполнительных устройств в модули ассоциативной памяти (см. Optical associative memory for high performance digital computers with nontraditional architectures, V.S.Burtsev and V.B.Fyodorov, Optical Computing and Processing, 1991, volume 1, number 4, pages 275-288). Система предполагает централизованное управление и синхронизацию процессов идентификации и выдачи кодов управления.This system contains at least two switches, one of which provides data transfer from associative memory modules to executive devices, and the other from executive devices to associative memory modules (see Optical associative memory for high performance digital computers with nontraditional architectures , VSBurtsev and VBFyodorov, Optical Computing and Processing, 1991, volume 1, number 4, pages 275-288). The system involves centralized management and synchronization of identification processes and the issuance of control codes.

Применение множества модулей ассоциативной памяти позволяет увеличить скорость выполнения операций поиска, так как поиск в различных модулях ассоциативной памяти осуществляется одновременно. Недостатком известной вычислительной системы и реализованного в ней способа является относительно высокая потребляемая мощность и сложность системы, необходимость иметь ассоциативную память большого объема для хранения промежуточных результатов вычислений и эксплуатационная ненадежность, и низкая защищенность от негативного влияния внешних условий. Для обеспечения работоспособности данного изделия необходимо проведение специальных мероприятий по созданию определенных «комфортных» условий эксплуатации: климат-контроль, фиксированное заземление, экранирование, источник питания и т.д.The use of many associative memory modules allows you to increase the speed of search operations, since the search in various modules of associative memory is carried out simultaneously. A disadvantage of the known computing system and the method implemented therein is the relatively high power consumption and complexity of the system, the need to have a large associative memory for storing intermediate calculation results and operational unreliability, and low security from the negative impact of external conditions. To ensure the operability of this product, special measures must be taken to create certain “comfortable” operating conditions: climate control, fixed grounding, shielding, power supply, etc.

Рассматриваемое изделие позволяет сохранить функциональные возможности процессорных систем (включая вышерассмотренные) и устранить недостатки систем управления в плане живучести, надежности и доверительности.This product allows you to save the functionality of processor systems (including those discussed above) and eliminate the disadvantages of control systems in terms of survivability, reliability and trust.

Изделие является универсальным продуктом для систем, предусматривающих идентификацию показаний внешних параметров состояния контролируемого объекта с одновременной (и мгновенной) выработкой проектных решений по управлению без использования программно-процессорных ресурсов, где предусмотрен автоматический запуск/останов исполнительных устройств (без использования средств вычислительной техники) при достижении граничных, контролируемых значений (либо комплекса значений) внешних параметров.The product is a universal product for systems providing for the identification of indications of the external state parameters of the controlled object with the simultaneous (and instantaneous) development of design solutions for control without using software and processor resources, where automatic start / stop of executive devices (without using computer equipment) is provided upon reaching boundary, controlled values (or a set of values) of external parameters.

Изделие позволяет эффективно решать задачи, связанные с построением автоматических систем защиты и блокировок технологических процессов и оборудования, решать задачи управления и идентификации в системах управления при отсутствии технического обслуживания и возможности создания «комфортных» условий эксплуатации. Позволяет создавать пассивные системы с высокой степенью защиты от вмешательства извне (климатическое воздействие, экстремистские и хакерские атаки) с минимальным энергопотреблением с гарантированной реализацией всех проектных решений.The product allows you to effectively solve problems associated with the construction of automatic protection systems and blocking of technological processes and equipment, to solve control and identification problems in control systems in the absence of maintenance and the possibility of creating "comfortable" operating conditions. It allows you to create passive systems with a high degree of protection against outside interference (climate impact, extremist and hacker attacks) with minimal power consumption with guaranteed implementation of all design decisions.

Технический результат по обеспечению высоких показателей живучести изделия и соответственно систем управления, повышение показателей надежности, доверительности и достоверности, неуязвимости от внешнего вмешательства как по объективным, так и субъективным факторам внешнего воздействия, включая климатические и хакерские атаки, удешевление проектирования системы, производство и ее обслуживание, достигается следующим:The technical result is to ensure high survivability of the product and, accordingly, control systems, increase reliability, trust and reliability, invulnerability from external interference on both objective and subjective factors of external influence, including climate and hacker attacks, cheaper system design, production and maintenance is achieved as follows:

- изделие является абсолютно пассивным, асинхронным элементом системы управления и не содержит в себе устройства синхронизации и тактирования внутренних процессов;- the product is an absolutely passive, asynchronous element of the control system and does not contain a device for synchronizing and clocking internal processes;

- изделие абсолютно независимо от программных и вычислительных процессов и не содержит их в себе;- the product is absolutely independent of software and computing processes and does not contain them in itself;

- изделие адаптировано для работы в вычислительной среде, способно принимать и выдавать цифровые коды для дальнейшей процессорной обработки;- the product is adapted to work in a computing environment, capable of receiving and issuing digital codes for further processor processing;

- изделие предназначено только для идентификации наступления определенных событий и выработки кода управления, в соответствии с проектными решениями по управлению;- the product is intended only to identify the occurrence of certain events and generate a control code, in accordance with the design decisions for management;

- изделие не хранит, в явном виде, информации о том, где и на каком блоке (секторе) сравнения расположена та или иная информация и тем самым обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа.- the product does not store, in explicit form, information about where and on which block (sector) of comparison this or that information is located and thereby ensures the protection of information from unauthorized access.

Данные решения достигаются тем, что изделие: «Ассоциативный идентификатор событий (технологический)» представляет собой устройство, архитектура и схемотехнические решения реализуют следующие свойства:These decisions are achieved by the fact that the product: “Associative event identifier (technological)” is a device, architecture and circuitry solutions implement the following properties:

- архитектура обеспечивает создание безадресного пространства памяти, обеспечивает одновременный доступ входящей информации ко всем проектным решениям управления без использования средств коммутирования, мультиплексирования и синхронизации;- the architecture provides the creation of an addressless memory space, provides simultaneous access of incoming information to all design management solutions without the use of switching, multiplexing and synchronization;

- схемотехническое решение обеспечивает ассоциативное сравнение поступающей информации с хранимыми проектными решениями по факту абсолютного совпадения (физического совпадения исходной с хранимой информацией) и по факту «теневого» (логического) сравнения, когда значимые показания первичных датчиков завуалированы общим массивом поступающей информации.- a circuitry solution provides an associative comparison of incoming information with stored design decisions on the fact of absolute coincidence (physical coincidence of the original with the stored information) and on the fact of a “shadow” (logical) comparison, when the significant readings of the primary sensors are veiled by a common array of incoming information.

Ассоциативный идентификатор событий, технологический включает в себя следующие электронные и архитектурные компоненты:The associative identifier of technological events includes the following electronic and architectural components:

многослойную (с числом i слоев) архитектуру изделия, организующую безадресное пространство памяти и обеспечивающую равный и асинхронный доступ входной информации к каждому слою, по отношению к входящим данным;multilayer (with the number of i layers) product architecture, organizing an addressless memory space and providing equal and asynchronous access of input information to each layer, in relation to incoming data;

все слои изделия реализуют единое схемотехническое и конструкторское решение и представляют собой взаимосвязанные ячейки памяти с элементами сравнения данных и контроля процедуры записи;all product layers implement a single circuitry and design solution and are interconnected memory cells with elements of data comparison and recording procedure control;

каждый слой изделия содержит в себе следующие электронные компоненты:Each product layer contains the following electronic components:

схему защиты от нагрузок, связанную с приемом входных данных;load protection circuitry associated with receiving input data;

блок памяти хранения первичных (проектных) данных, N-разрядный регистр входных данных (N - целое);a memory block for storing primary (design) data, an N-bit input data register (N is an integer);

схему физического сравнения, осуществляющую поразрядное сравнение известных данных с входными данными, связанную с блоком памяти входных данных и содержащую электронный вентиль, открывающий доступ изделия к данным, находящимся в регистре физических данных;a physical comparison circuit performing bitwise comparison of known data with input data associated with an input data memory unit and comprising an electronic valve that allows the product to access data in the physical data register;

схему логического сравнения, осуществляющую поразрядное сравнение известных данных с входными данными, связанную с блоком памяти входных данных и содержащую электронный вентиль, открывающий доступ изделия к данным, находящимся в регистре логических данных;a logical comparison circuit performing bitwise comparison of known data with input data associated with the input data memory block and containing an electronic valve that allows the product to access data in the logical data register;

схему сравнения на «0» входной информации, предназначенную для осуществления контроля корректной процедуры записи новых данных;a comparison circuit to “0” input information designed to control the correct procedure for recording new data;

схему разрешения и блокировки записи, обеспечивающую корректность записи новых данных в свободный от данных сектор с электронным вентилем, блокирующим запись нулевых данных и данных, ранее записанных,a recording permission and blocking scheme that ensures the correct recording of new data in a data-free sector with an electronic valve blocking the recording of zero data and data previously recorded,

при условии положительной идентификации входных данных устройство вырабатывает выходные данные непосредственного управления и диагностики контролируемого технологического процесса.subject to a positive identification of the input data, the device generates output data of direct control and diagnostics of the controlled technological process.

При этом схема защиты от нагрузок выполнена в виде триггеров Шмитта и диодных сборок, а электрические характеристики поразрядных сигналов данных регистров достаточны для открытия электронных вентилей (тиристоров) для активизации силовой автоматики и обработки вычислительными системами.In this case, the load protection circuit is made in the form of Schmitt triggers and diode assemblies, and the electrical characteristics of the bit signals of these registers are sufficient to open electronic gates (thyristors) to activate power automation and processing by computer systems.

В данном документе понятия физического и логического сравнения подразумевают:In this document, the concepts of physical and logical comparison mean:

- результат логического сравнения вырабатывается при условии совпадения значимых разрядов (ЛОГИЧЕСКАЯ «1»), хранимых в памяти изделия, с соответствующими разрядами данных внешней информации, вне зависимости от состояния и значения других разрядов поступающей информации, т.е. входная информация содержит разряды, соответствующие логической «1», и хранимая информация им соответствует. В этом случае изделие выдает сигнал (и соответственно код управления) логического совпадения независимо от значений прочих разрядов входной информации;- the result of a logical comparison is generated provided that the significant bits (LOGIC “1”) stored in the product’s memory coincide with the corresponding bits of the external information data, regardless of the state and value of other bits of the incoming information, i.e. input information contains bits corresponding to logical "1", and the stored information corresponds to them. In this case, the product gives a signal (and, accordingly, a control code) of a logical match, regardless of the values of other bits of the input information;

- сигналы физического сравнения вырабатываются при условии физического и абсолютного совпадения значений сигналов, поступающих от внешних датчиков, комбинация которых соответствует комбинации ранее запомненной проектной информации.- signals of physical comparison are generated under the condition of physical and absolute coincidence of the values of the signals coming from external sensors, the combination of which corresponds to the combination of previously stored design information.

Устройство поясняется следующими чертежами.The device is illustrated by the following drawings.

- Фиг.1 - структурная схема Ассоциативного Идентификатора Событий (Технологический) (АИС(Т)), имеющая «I» блоков сравнения (на фиг. обозначены слоями).- FIG. 1 is a structural diagram of an Associative Event Identifier (Technological) (AIS (T)) having “I” comparison blocks (indicated by layers in FIG.).

- Фиг.2 - общая схема выполнения одного из слоев (блока сравнения) Ассоциативного Идентификатора Событий (Технологического).- Figure 2 is a General diagram of one of the layers (comparison block) of the Associative Event Identifier (Technological).

- Фиг.3 - пример использования изделия в автоматических системах управления.- Figure 3 is an example of the use of the product in automatic control systems.

Структурная схема построения ассоциативного идентификатора событий (технологического), показанная на Фиг.1, представляет собой «шахтную» организацию с наличием i слоев (где i - целое). Каждый слой представляет собой блок сравнения и блок контроля записи новых данных, структурная схема которого представлена на Фиг.2. Все слои изделия имеют одинаковое схемотехническое и конструкторское решения и содержат в себе следующие узлы.The structural diagram of the construction of an associative event identifier (technological), shown in Figure 1, is a "mine" organization with the presence of i layers (where i is an integer). Each layer is a comparison unit and a control unit for recording new data, the structural diagram of which is presented in Fig.2. All product layers have the same circuitry and design solutions and contain the following nodes.

1. Блок контроля записи (на фиг.2 - схема разрешения и блокировки записи), который определяет состояние блока сравнения (свободен/занят), вырабатывает сигнал записи новых данных одновременно во все регистры свободного сектора (так как, по сути, изделие является безадресным устройством). Блок построен на принципе использования одноразрядной ячейки памяти, выполняющей роль «флажка». Открытый «флажок» обозначает сектор свободный для записи. После процедуры записи «флажок» закрывается и переводит в открытое состояние «флажок» следующего сектора.1. The recording control unit (Fig. 2 is a recording permission and blocking circuit), which determines the state of the comparison unit (free / busy), generates a signal for recording new data simultaneously to all registers of the free sector (since, in fact, the product is addressless device). The block is based on the principle of using a single-bit memory cell that acts as a “flag”. An open “flag” indicates a sector that is free for writing. After the recording procedure, the “flag” closes and puts the “flag” of the next sector into the open state.

2. Блок памяти входных данных, предназначенный для хранения значимых и ожидаемых комбинаций сигналов входной информации. Ожидаемые значения определяются проектными решениями.2. An input data memory unit for storing meaningful and expected combinations of input information signals. Expected values are determined by design decisions.

3. Схема физического сравнения - поразрядное сравнение проектных данных с входными. Положительный результат сравнения - выдача разрешающего сигнала сброса данных из регистра Ф на соответствующую общую шину Ф и выдача сигнала для блокировки сигнала "записи". Данная блокировка исключает возможность записи дополнительных, новых данных, если таковые уже были запомнены ранее.3. Scheme of physical comparison - bitwise comparison of design data with input. A positive comparison result is the issuance of an enable signal for data reset from the register Ф to the corresponding common bus Ф and the issuance of a signal to block the "write" signal. This lock excludes the possibility of recording additional, new data, if any, have already been remembered before.

4. Схема логического сравнения - поразрядное сравнение проектных данных с входными. Положительный результат сравнения - выдача разрешающего сигнала сброса данных из регистра Л на соответствующую общую шину Л.4. Logical comparison scheme - bitwise comparison of design data with input data. A positive result of the comparison is the issuance of a data reset enable signal from register L to the corresponding common bus L.

5. Схема сравнения на «0» входной информации. Положительный результат сравнения - блокировка сигнала "запись", блокировка физической и логической схем сравнения, выполненная по логическому элементу &(И). Данная схема запрещает производить все операции, если входная информация является не значимой.5. Comparison scheme for “0” input information. A positive result of the comparison is the blocking of the “record” signal, the blocking of the physical and logical comparison circuits performed according to the logical element & (I). This scheme prohibits all operations if the input information is not significant.

6. К - разрядный регистр физических данных, осуществляющий хранение альтернативной информации, соответствующей проектным решениям управления.6. K - bit register of physical data, carrying out storage of alternative information corresponding to the design decisions of the management.

7. J - разрядный регистр логических данных, осуществляющий хранение альтернативной информации, соответствующей проектным решениям управления.7. J - bit register of logical data, carrying out storage of alternative information corresponding to the design decisions of the management.

Регистры памяти выполнены на ячейках с функциями, соответствующими функциям S триггера. Энергонезависимость ячеек памяти обеспечивается за счет использования технологий от «пережога перемычек» до использования FROM.The memory registers are made on cells with functions corresponding to the functions of the S trigger. The non-volatility of memory cells is ensured through the use of technologies from “jumper burn” to the use of FROM.

Схемы сравнения реализуют следующие состояния карт Карно.Comparison schemes implement the following states of Carnot cards. Физическое сравнениеPhysical comparison Логическое сравнениеLogical comparison Сравнение на «0»Comparison at "0" Входentrance ХранениеStorage РезультатResult Входentrance ХранениеStorage РезультатResult Входentrance ХранениеStorage РезультатResult 00 00 1one 00 00 1one 0--00-0 XXXX 1one 00 1one 00 00 1one 1one x---xx --- x XXXX 00 1one 00 00 1one 00 00 1one 1one 1one 1one 1one 1one

Каждый сектор (слой) изделия реализует одинаковые функции, одновременно получает доступ к внешней информации, хранит ее, анализирует (сравнивает) в асинхронном режиме и выполнят следующие процедуры:Each sector (layer) of the product implements the same functions, simultaneously gets access to external information, stores it, analyzes (compares) in asynchronous mode and performs the following procedures:

- хранение известных (проектных) данных, предназначенных для последующего сравнения;- storage of known (design) data intended for subsequent comparison;

- хранение кодов управления, соответствующих проектным решениям;- storage of control codes corresponding to design decisions;

- выделение из внешнего потока массовых входных данных информации, идентифицированной как соответствующая известным (проектным) данным;- allocation of information identified from the external stream of mass input data that is identified as corresponding to known (design) data;

- выработка результирующего сигнала совпадения/идентификации внешней и хранимой информации и выдача на общие шины альтернативных кодов;- development of the resulting signal coincidence / identification of external and stored information and the issuance of alternative codes on common buses;

- формирование сигнала доступа для записи новых/первичных данных на конкретный блок сравнения, свободный для записи.- formation of an access signal for recording new / primary data to a specific comparison unit, free for recording.

Внешний поток данных воспринимается АИС(Т) (и каждым блоком (сектором) сравнения соответственно) как поразрядная информация в параллельном цифровом коде, соответствующая логическому «0» или логической «1».The external data stream is perceived by AIS (T) (and by each unit (sector) of comparison, respectively) as bitwise information in a parallel digital code corresponding to logical “0” or logical “1”.

Результирующим сигналом идентификации может быть как единичный сигнал результата сравнения, так и комплекс управляющих сигналов, которые должны быть сформированы и переданы в, по меньшей мере, одно исполнительное устройство.The resulting identification signal can be either a single signal of the comparison result, or a set of control signals that must be generated and transmitted to at least one actuating device.

Изделие АИС(Т) представляет собой безадресное ассоциативное запоминающее устройство, в котором запись первичных данных осуществляется не управляемо по принципу определения первого свободного сектора - блок (сектор) сравнения заполнен и блок сравнения открыт для записи. Подготовка каждого сектора к процедуре записи и его блокировка от записи осуществляются автоматически по принципу бегущей строки без использования процессорных и программных ресурсов и контролируются блоком контроля записи в каждом блоке сравнения отдельно.The AIS (T) product is a non-addressing associative storage device in which the recording of primary data is not controlled by the principle of determining the first free sector - the comparison block (sector) is filled and the comparison block is open for recording. The preparation of each sector for the recording procedure and its blocking from recording are carried out automatically according to the running line principle without using processor and software resources and are controlled by the recording control unit in each comparison unit separately.

Новые входные данные для идентификации могут быть записаны только в свободный блок сравнения (при наличии такового) как непосредственно оператором управления конкретным технологическим процессом, так и средствами компьютерных систем.New input data for identification can be recorded only in a free comparison unit (if any) both directly by the operator of control of a specific technological process, and by means of computer systems.

Управляющей командой «записи» для изделия является только одна команда - запись новых входных данных, все прочие операции сравнения, формирование сигнала результатов идентификации и т.д. выполняются автоматически в асинхронном режиме без внешнего управления и синхронизации.The control command of the “record” for the product is only one command - recording new input data, all other comparison operations, generating a signal of identification results, etc. performed automatically in asynchronous mode without external control and synchronization.

Для исключения возможности внешнего вмешательства в работу изделия все схемы блоков (секторов) сравнения выполнены таким образом, что не позволяют производить операции с изменением, корректировкой и удалением записанных данных. Корректировка хранимых известных данных для идентификации возможна только при условии полного уничтожения всех данных в изделии и формирования нового блока идентификационной информации для всего устройства либо физического уничтожения устройства.To exclude the possibility of external interference in the product operation, all comparison schemes (blocks) of the comparison are made in such a way that they do not allow operations with changing, adjusting, and deleting recorded data. Correction of the stored known data for identification is possible only under the condition of complete destruction of all data in the product and the formation of a new block of identification information for the entire device or physical destruction of the device.

Общие технические характеристики изделия АИС(Т) приведены ниже:The general technical characteristics of the AIS (T) product are given below:

- вид обработки информации: асинхронный, нетактируемый, код обработки -параллельный;- type of information processing: asynchronous, non-tactable, processing code-parallel;

- число одновременно обрабатываемых данных: определяется целесообразностью решения технологических задач и возможностями современного производства микросхем, но не менее 16 разрядов;- the number of simultaneously processed data: it is determined by the feasibility of solving technological problems and the capabilities of modern production of microcircuits, but not less than 16 bits;

- число одновременно вырабатываемых идентификационных данных: определяется целесообразностью решения технологических задач и возможностями современного производства микросхем, но не менее 16;- the number of simultaneously generated identification data: it is determined by the feasibility of solving technological problems and the capabilities of modern production of microcircuits, but not less than 16;

- время идентификации входной информации, в условиях считывания информации: не более 100 нс;- time of identification of input information, in terms of reading information: not more than 100 ns;

- потребляемая мощность: не более 100 мВт;- power consumption: no more than 100 mW;

- условия эксплуатации: соответствуют условиям эксплуатации пассивных логических микросхем;- operating conditions: correspond to the operating conditions of passive logic circuits;

- техническое сопровождение: не обслуживаемое на протяжении всего срока службы;- technical support: not serviced throughout the entire service life;

- срок службы: не менее 30 лет;- service life: not less than 30 years;

- зависимость от программных и процессорных ресурсов: независимо;- Dependence on software and processor resources: independently;

- возможность совместной работы с компьютерными системами: предусмотрено;- the ability to work with computer systems: provided;

- вид исполнения: микросхема.- type of execution: microcircuit.

Новизна потребительских качествNovelty of consumer qualities

В ряде электронных устройств, предусматривающих обработку входных сигналов контроля технологического процесса и выработку управляющих воздействий, изделие АИС(Т) занимает промежуточное место между релейными логическими схемами и системами, основанными на программно-процессорной обработке данных. Изделие сочетает в себе все положительные характеристики релейной техники (надежность, неприхотливость к условиям эксплуатации и обслуживанию, высокое быстродействие, автономность и т.д.) и функциональность процессорных систем в части задания параметров идентификации первичных данных, их идентификации и выработки сигналов управления. Отличительной чертой АИС(Т) является его универсальность и наличие минимальных электрических связей и радиоэлементов, что делает устройство высоконадежным, быстродействующим и серийно изготавливаемым.In a number of electronic devices that provide for processing input signals of process control and generating control actions, the AIS (T) product occupies an intermediate place between relay logic circuits and systems based on software-processor data processing. The product combines all the positive characteristics of relay technology (reliability, unpretentiousness to operating and maintenance conditions, high speed, autonomy, etc.) and the functionality of processor systems in terms of setting parameters for identifying primary data, identifying them and generating control signals. A distinctive feature of AIS (T) is its versatility and the presence of minimal electrical connections and radioelements, which makes the device highly reliable, fast-acting and mass-produced.

Кроме того, системы, построенные на данном элементе, практически не требуют осуществление новых разработок и соответственно проведений дополнительных испытаний, сертификации и т.д., сокращают сроки проведения пусконаладочных работ на объектах внедрения системы, повышают ремонтопригодность и сроки эксплуатации изделия. Все это значительно снижает стоимость системы в целом.In addition, systems built on this element practically do not require the implementation of new developments and, accordingly, additional tests, certification, etc., reduce the time for commissioning at the implementation sites of the system, increase the maintainability and life of the product. All this significantly reduces the cost of the system as a whole.

Основное отличие предложенного изделия перед аналогами в стране и за рубежом состоит в том, что многообразие комбинаций входных сигналов не обрабатывается, не анализируется на предмет возможных перекрытий, дрейфов и т.д. Кроме того, изделие не имитирует проектные решения ни на техническом, ни на программном уровнях, а принимает их как факт, ранее установленный. И на каждый факт совершения конкретного события существуют определенные решения, которые также определены заранее.The main difference between the proposed product and its analogues in the country and abroad is that the variety of combinations of input signals is not processed, not analyzed for possible overlaps, drifts, etc. In addition, the product does not simulate design decisions at either the technical or software levels, but accepts them as a fact previously established. And for each fact of a particular event, there are certain decisions that are also predefined.

Изделие одновременно идентифицирует всю значимую и ранее зафиксированную информацию в массовом потоке внешних поступающих данных, вне зависимости от их объема, не требует предварительной процессорной обработки каждого поступающего сигнала и его анализа по взаимодействию и зависимости от смежных данных.The product simultaneously identifies all significant and previously recorded information in the mass flow of external incoming data, regardless of their volume, does not require preliminary processor processing of each incoming signal and its analysis of the interaction and dependence on related data.

Изделие предусматривается для использования в системах, где выработка внешних сигналов контроля определенного технологического объекта жестко связана с конкретным набором и последовательностью выработки управляющих сигналов, и в системах, где важно выделить из неопределенного и массового потока информации составляющую, ранее определенную как эталон.The product is intended for use in systems where the generation of external control signals of a specific technological object is rigidly connected with a specific set and sequence of generating control signals, and in systems where it is important to isolate a component that was previously defined as a reference from an indefinite and massive flow of information.

Пример построения системы идентификации данныхAn example of building a data identification system

Технологический процесс управления подразумевает два варианта управления: управление при нормальном протекании технологического процесса и управление/принятие решений при нарушении нормальных условий эксплуатации. Нормальное условие эксплуатации однозначно определяет соответствие значений первичных датчиков контроля процесса и алгоритма принятия решений по управлению. Нарушение процесса предполагает возможность скрытия закономерности показаний первичных датчиков с сигналами управления механизмов. В этом случае предусматривается механизм выявления значимых «теневых» сигналов контроля на общем фоне неопределенности показаний датчиков.The control technological process implies two control options: control during the normal course of the technological process and management / decision-making in violation of normal operating conditions. The normal operating condition unambiguously determines the correspondence of the values of the primary sensors of the process control and the management decision-making algorithm. Violation of the process suggests the possibility of hiding the patterns of the readings of primary sensors with control signals of mechanisms. In this case, a mechanism is provided for identifying significant “shadow” control signals against a general background of uncertainty in sensor readings.

Рассмотрим простой пример автоматизации заполнения жидкостью некоторой емкости с использованием изделия АИС(Т).Consider a simple example of automating the filling of a container with a liquid using an AIS (T) product.

В данном случае контролируемыми являются следующие параметры:In this case, the following parameters are controlled:

- высокий уровень жидкости в емкости;- high level of fluid in the tank;

- низкий уровень жидкости в емкости;- low liquid level in the tank;

- аварийно низкий уровень жидкости;- abnormally low liquid level;

- питательный насос включен (контролируется либо по давлению, либо по напряжению);- the feed pump is on (controlled either by pressure or by voltage);

- питательный насос выключен.- the feed pump is off.

Для управления данным процессом требуется всего две команды:To control this process, only two commands are required:

- включить питательный насос;- turn on the feed pump;

- выключить питательный насос.- turn off the feed pump.

Для диагностики обозначаем параметры, которые должны диагностироваться вне зависимости от протекания технологического процесса:For diagnostics, we designate the parameters that should be diagnosed regardless of the process flow:

- выход из строя датчиков уровня;- failure of level sensors;

- аварийная ситуация: низкий уровень жидкости и питательный насос выключен.- emergency: low fluid level and the feed pump is off.

Задаем параметры управления в табличной форме.We set the control parameters in tabular form.

Датчики контроляControl sensors Комбинации входных/выходных сигналовInput / Output Combinations Номер контакта изделияProduct Contact Number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 Контролируемые входные параметрыControlled input Блок 1Block 1 Высокий уровень жидкости в емкостиHigh fluid level in the tank 1one 1one И т.д.Etc. 1one Низкий уровень жидкости в емкостиLow fluid in tank 1one 1one 1one 1one И т.д.Etc. 22 Аварийно низкий уровень жидкостиExtremely low fluid 1one 1one И т.д.Etc. 33

Питательный насос включенFeed pump on 1one И т.д.Etc. 4four Питательный насос выключенFeed pump off 1one 1one 1one И т.д.Etc. 55 И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. Используемый регистрRegister used ФF ФF ФF ЛL ЛL И т.д.Etc. Ячейки регистра физического сравненияPhysical Comparison Register Cells Блок 2Block 2 Исполнительные механизмыExecutive mechanisms Включить питательный насосTurn on the feed pump 1one 1one 1717 ВыключитьSwitch off 1one 18eighteen Ячейки регистра логического сравненияLogical Comparison Register Cells Блок 3Block 3 Выход из строя датчиков уровняFailure of level sensors 1one И т.д.Etc. 3333 Аварийная ситуацияEmergency situation 1one И т.д.Etc. 3434 И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc. И т.д.Etc.

Блок 1 определяет контролируемые показания первичных датчиков, предназначенных для нормального управления процессом и диагностики системы. В нашем примере к нормальному управлению относятся следующие показания:Block 1 determines the controlled readings of primary sensors designed for normal process control and system diagnostics. In our example, the following indications relate to normal control:

- высокий уровень в емкости и насос включен;- a high level in the tank and the pump is on;

- низкий уровень в емкости и насос выключен.- low level in the tank and the pump is off.

Данные параметры требуют принятие решений, которые отражены в блоке 2. В первом случае выключить насос, во втором - включить.These parameters require decisions that are reflected in block 2. In the first case, turn off the pump, in the second - turn on.

Однако даже при отказе одного из датчиков контроля, случайного или закономерного, вся хронология событий управления процессом может быть нарушена. Для предотвращения последствий этого фактора в изделии предусмотрена функция отслеживания фоновых/теневых событий. Данная функция реализуется в конструкции изделия и исполняется параллельно с заданной программой управления изделия (логическое соответствие).However, even if one of the control sensors fails, random or natural, the entire chronology of process control events may be violated. To prevent the consequences of this factor, the product has a function for tracking background / shadow events. This function is implemented in the product design and is executed in parallel with the specified product management program (logical correspondence).

Логическое соответствие предполагает выявления значимых либо критических параметров (либо комплекса параметров), предопределяющих отклонение протекания технологического процесса, вне зависимости от общих показаний первичных датчиков. Задание критических комбинаций входных сигналов осуществляется при вводе первичных данных и кодов управления (отражено в столбцах 6, 7 блока 1, данного примера). Столбец 6 определяет диагностическую операцию, столбец 7 - аварийную. Принятие решений по данным показаниям определяется значениями, заданными в логическом регистре (блок 3), которые могут быть переданы на пульт оператора либо в систему компьютерной диагностики, либо на вход аналогичного изделия АИС(Т) для автоматической обработки.Logical matching involves identifying significant or critical parameters (or a set of parameters) that determine the deviation of the process, regardless of the general readings of the primary sensors. Critical combinations of input signals are set when primary data and control codes are entered (reflected in columns 6, 7 of block 1, of this example). Column 6 defines the diagnostic operation, column 7 - emergency. Making decisions according to these indications is determined by the values specified in the logical register (block 3), which can be transferred to the operator console or to a computer diagnostic system, or to the input of a similar AIS (T) product for automatic processing.

По данной схеме реализованы все системы управления, начиная от релейных схем и кончая процессорными системами. Предложенный вариант удешевляет систему, повышает ее надежность, снижает энергозависимость и затраты на обслуживание системы.According to this scheme, all control systems are implemented, ranging from relay circuits to processor systems. The proposed option reduces the cost of the system, increases its reliability, reduces the volatility and maintenance costs of the system.

Все функции изделия реализуются в едином конструкторском исполнении, выполненном в виде микросхемы, соответствующей принятым ГОСТам.All product functions are implemented in a single design, made in the form of a microcircuit corresponding to the accepted GOST.

Claims (3)

1. Ассоциативный идентификатор событий, технологический включает в себя следующие электронные и архитектурные компоненты:
многослойную (с числом i слоев) архитектуру изделия, организующую безадресное пространство памяти и обеспечивающую равный и асинхронный доступ входной информации к каждому слою, по отношению к входящим данным;
все слои изделия реализуют единое схемотехническое и конструкторское решение и представляют собой взаимосвязанные ячейки памяти с элементами сравнения данных и контроля процедуры записи;
каждый слой изделия содержит в себе следующие электронные компоненты:
схему защиты от нагрузок, связанную с приемом входных данных;
блок памяти хранения первичных (проектных) данных, N-разрядный регистр входных данных (N - целое);
схему физического сравнения, осуществляющую поразрядное сравнение известных данных с входными данными, связанную с блоком памяти входных данных и содержащую электронный вентиль, открывающий доступ изделия к данным, находящимся в регистре физических данных;
схему логического сравнения, осуществляющую поразрядное сравнение известных данных с входными данными, связанную с блоком памяти входных данных и содержащую электронный вентиль, открывающий доступ изделия к данным, находящимся в регистре логических данных;
схему сравнения на «0» входной информации, предназначенную для осуществления контроля корректной процедуры записи новых данных;
схему разрешения и блокировки записи, обеспечивающую корректность записи новых данных в свободный от данных сектор с электронным вентилем, блокирующим запись нулевых данных и данных, ранее записанных, при условии положительной идентификации входных данных устройство вырабатывает выходные данные непосредственного управления и диагностики контролируемого технологического процесса.
1. Associative event identifier, technological includes the following electronic and architectural components:
multilayer (with the number of i layers) product architecture, organizing an addressless memory space and providing equal and asynchronous access of input information to each layer, in relation to incoming data;
all product layers implement a single circuitry and design solution and are interconnected memory cells with elements of data comparison and recording procedure control;
Each layer of the product contains the following electronic components:
load protection circuitry associated with receiving input data;
a memory block for storing primary (design) data, an N-bit input data register (N is an integer);
a physical comparison circuit performing bitwise comparison of known data with input data associated with an input data memory unit and comprising an electronic valve that allows the product to access data in the physical data register;
a logical comparison circuit performing bitwise comparison of known data with input data associated with the input data memory unit and comprising an electronic valve that allows the product to access data in the logical data register;
a comparison circuit to “0” input information designed to control the correct procedure for recording new data;
a recording permission and blocking scheme that ensures the correct recording of new data in a data-free sector with an electronic valve blocking the recording of zero data and data previously recorded, provided that the input data is positively identified, the device generates direct control output and diagnostics of the controlled technological process.
2. Ассоциативный идентификатор событий, технологический по п.1, отличающийся тем, что схема защиты от нагрузок выполнена в виде триггеров Шмитта и диодных сборок.2. The associative event identifier, technological according to claim 1, characterized in that the load protection circuit is made in the form of Schmitt triggers and diode assemblies. 3. Ассоциативный идентификатор событий, технологический по п.1, отличающийся тем, что электрические характеристики поразрядных сигналов данных регистров достаточны для открытия электронных вентилей (тиристоров) для активизации силовой автоматики и обработки вычислительными системами. 3. The associative identifier of events, technological according to claim 1, characterized in that the electrical characteristics of the bitwise signals of these registers are sufficient to open electronic gates (thyristors) for activating power automation and processing by computer systems.
RU2012118988/08A 2012-05-10 2012-05-10 Associative identifier of events, technological RU2498400C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118988/08A RU2498400C1 (en) 2012-05-10 2012-05-10 Associative identifier of events, technological

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118988/08A RU2498400C1 (en) 2012-05-10 2012-05-10 Associative identifier of events, technological

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2498400C1 true RU2498400C1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49683329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012118988/08A RU2498400C1 (en) 2012-05-10 2012-05-10 Associative identifier of events, technological

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2498400C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060136697A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Tsao Gary Y Method, system, and program for updating a cached data structure table
US20100092073A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing Na System and method for object recognition and classification using a three-dimensional system with adaptive feature detectors
RU2412461C2 (en) * 2003-08-21 2011-02-20 Майкрософт Корпорейшн Systems and methods of interfacing application programs with article based storage platform

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2412461C2 (en) * 2003-08-21 2011-02-20 Майкрософт Корпорейшн Systems and methods of interfacing application programs with article based storage platform
US20060136697A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Tsao Gary Y Method, system, and program for updating a cached data structure table
US20100092073A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing Na System and method for object recognition and classification using a three-dimensional system with adaptive feature detectors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11860782B2 (en) Compensating for DRAM activation penalties
CN101303721B (en) Reducing information leakage between processes sharing a cache
US7529987B2 (en) Integrity control for data stored in a non-volatile memory
CN103946854A (en) Retention based intrinsic fingerprint identification featuring a fuzzy algorithm and a dynamic key
US9952579B2 (en) Control device
US8195946B2 (en) Protection of data of a memory associated with a microprocessor
US10095570B2 (en) Programmable device, error storage system, and electronic system device
CN100580637C (en) Method and system for preventing firmware defects from disturbing logic clocks
CN102043648A (en) Multi-core system and starting method thereof
CN104115125A (en) Secure error handling
CN105938460A (en) Memory management
WO2014120929A1 (en) Securing the contents of a memory device
US8843800B2 (en) Semiconductor integrated circuit
EP3203477B1 (en) Semiconductor apparatus and identification method of a semiconductor chip
RU2498400C1 (en) Associative identifier of events, technological
CN103136571A (en) Smart card system
Al Maruf et al. A timing-based framework for designing resilient cyber-physical systems under safety constraint
CN105279451A (en) Security domain prediction
US10095427B2 (en) Dynamic resilience in flash acceleration tiers
Chakraborty et al. A Good Anvil Fears No Hammer: Automated Rowhammer Detection Using Unsupervised Deep Learning
US9772897B1 (en) Methods and systems for improving safety of processor system
US20230395181A1 (en) Glitch detection redundancy
US9135110B2 (en) Method and device for enhancing the reliability of a multiprocessor system by hybrid checkpointing
US20210081569A1 (en) Puf-based data integrity
CN201364577Y (en) Program execution safety enhancement module based on hardware embedded system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140511