CS207196B1 - Zapojení generátoru pomocných vzorkovacích impulsů v řídicích jednotkách pro magnetopáskové paměti - Google Patents

Description

(54) Zapojení generátoru pomocných vzorkovacích impulsů v řídicích jednotkách pro magnetopáskové paměti

Předmětem vynálezu je zapojení generátoru pomocných vzorkovacích impulsů v řídicích jednotkách pro magnetopáskové paměti, který vytváří impulsy vhodné pro vzorkování úseků média prostých záznamu.

Téměř při všech způsobech záznamu na magnetická pásková media je informace dělena na tzv. záznamové bloky obsahující určitý minimální počet řádků neboli znaků. Tyto bloky jsou od sebe odděleny tzv. meziblokovou mezerou, jejíž minimální, nominální i maximální délka je obyčejně určena normou. Záznamový blok obsahuje vždy řádky, tj. znaky vlastní informace, tzv. datové řádky neboli datové znaky a obyčejně také ještě jeden nebo více řádků či znaků kontrolních. Jednotlivé datové řádky jsou od sebe odděleny tzv. meziřádkovou mezerou, kontrolní řádky jsou obyčejně umisťovány za poslední datový řádek bloku a to ve vzdálenosti rovnající se několikanásobku nominální délky meziřádkové mezery. Kromě toho se uvnitř některých meziblokových mezer může vyskytovat ještě tzv. šum, což je neregulérní záznam, který vzniká například při vypínání magnetizačního proudu zápisovou nebo mazací hlavou. Správné zpracování informace čtené z magnetického pásku je tudíž podmíněno dokonalým roztříděním všech přečtených znaků na datové, šumové a různé druhy kontrolních, přičemž toto roztřídění lze provést většinou pouze na základě informací o šířce mezer mezi tříděnými znaky. Obvody, které provádějí třídění čtených znaků, jsou obyčejně částí řídicí jednotky. V současné době používané řídicí jednotky magnetopáskových pamětí jsou většinou hardware-ové. Jako perspektivnější se však jeví řídicí jednotky mikroprogramované, které poskytují výhodu velké adaptability jak vůči změnám v připojované magnetopáskové paměti, tak i vůči změnám ve způsobu využívání celého zařízení. V řídicích jednotkách hardware-ového typu se třídění znaků provádí průběžně během čtení záznamového bloku a to na základě měření časových intervalů mezi tzv. vzorkovacími impulsy odvozenými od čtených znaků. Také ve všech známých mikroprogramovaných řídicích jednotkách se třídění znaků provádí průběžně během čtení bloku. Průběžné provádění rozboru čtené informace má však velkou nevýhodu v tom, že značně zaměstnává mikroprocesor a podstatně snižuje možnosti jeho využití k dalším činnostem. Mnohem větší efektivnost ve využívání mikroprocesoru by vykazovalo takové řešení mikroprogramované řídicí jednotky, které by umožňovalo provádět celý rozbor čtené informace, včetně třídění znaků, teprve po skončení čtení bloku. Celý rozbor informace je však možno provést až po skončení čtení bloku pouze za předpokladu, že během čtení bloku jsou do vyhrazené části paměti mikroprocesoru nahrány nejen jednotlivé čtené znaky, ale i údaje o mezerách mezi nimi. Žádné z dosud známých zapojení řídicích jednotek magnetopáskových pamětí však tento předpoklad nesplňuje.

Velmi jednoduchý a snadno zpracovatelný způsob záznamu údajů o mezerách mezi znaky na ! pásku lze uskutečnit pomocí impulsů generovaných generátorem pomocných vzorkovacích im• pulsů zapojeným podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje zdroj synchronních bránových impulsů, invertor, n-stupňový binární čítač a souči| nové hradlo, přičemž zdroj synchronních bránoí vých impulsů je napojen svým spouštěcím vstupem na výstup zdroje sumárního čtecího signálu, svým i výstupem na nulovací vstup n-stupňového binárního čítače a svým hodinovým vstupem na výstup zdroje hodinových impulsů, ke kterému je rovněž připojen i vstup invertoru a hodinový vstup n-stupňového binárního čítače, přičemž výstup invertoru je připojen k prvému vstupu součinového hradla, výstupy prvého až n-tého stupně n-stupňového binárního čítače jsou připojeny k druhému až 1+n-tému vstupu součinového hradla a výstup i součinového hradla je výsledným výstupem.

Podstatou zapojení zdroje synchronních bránových impulsů podle vynálezu je, že obsahuje prvý, i druhý a třetí bistabilní klopný obvod, prvý a druhý i invertor, m-stupňový binární čítač a součinové i hradlo, přičemž prvý bistabilní klopný obvod je svým nastavovacím vstupem napojen na výstup zdroje sumárního čtecího signálu a svým výstupem na datový vstup druhého bistabilního klopného obvodu, výstup druhého bistabilního klopného obvodu je spojen s datovým vstupem třetího bistabilního klopného obvodu a se vstupem prvého invertoru, jehož výstup je připojen k nulovacímu vstupu třetího bistabilního klopného obvodu, hodinové vstupy druhého a třetího bistabilního klopného obvodu jsou společně s hodinovým vstupem m-stupňového binárního čítače napojeny na výstup j • zdroje hodinových impulsů, výstupy prvého až i m-tého stupně m-stupňového binárního čítače jsou připojeny k prvému až m-tému vstupu součinového hradla, jehož výstup je spojen s nulovacím vstupem prvého bistabilního klopného obvodu, a nulovací vstup m-stupňového čítače je napojen na výstup druhého invertoru, přičemžvstup druhého invertoru je napojen na výstup třetího bistabilního klopného obvodu, který je současně výsledným výstupem zdroje synchronních bránových impulsů.

Jednou z výhod zdroje synchronních bránových · impulsů provedeného podle vynálezu je to, že může současně sloužit jako zdroj bránových impulsů řídicích průchodnost hradel zařazených do datových vstupů deskew-registru a táké jako zdroj vzorkovacích impulsů, které řídi přesun čtených znaků z deskew-registru do data-registru nebo do paměti; bránovací impulsy je možno odebírat z výstupu prvého bistabilního klopného obvodu a vzorkovací impulsy z výstupu součinového hradla.

Jak je z výše popsaného zapojení patrno, je perioda T_p pomocných vzorkovacích impulsů generovaných obvodem zapojeným podle vynálezu 2 X větší než perioda T_h hodinových impulsů, tj. T_p = T_h. 2ⁿ, přičemž n je počet stupňů použitého binárního čítače. Jestliže Th an jsou zvoleny např. tak, že Th. 2ⁿ = To, kde T_o je průměrná perioda vzorkovacích impulsů odvozených od sumárních čtecích signálů během čtení datové části záznamového bloku, bude opakovači frekvence pomocných vzorkovacích impulsů shodná s průměrnou opakovači frekvencí vzorkovacích impulsů. V případě, že zdrojem vzorkovacích impulsů je zdroj synchronních bránových impulsů zapojený podle vynálezu, přičemž počet stupňů m-stupňového binárního čítače tvořícího součást tohoto zapojení je roven číslu η—1, bude šířka synchronních bránových impulsů rovna právě Τθ/2. Pomocné vzorkovací impulsy Budou přitom plynule navazovat na soustavu vzorkovacích impulsů, a to tak, že prvý pomocný vzorkovací impuls bude generován vždy I za dobu T_o po posledním ze skupiny vzorkovacích ' impulsů a prvý vzorkovací impuls za dobu T_o/2 až 3/3T_o po posledním ze skupiny pomocných vzor- i kovacích impulsů. V mikroprogramových řídicích jednotkách lze sloučené soustavy vzorkovacích· a pomocných vzorkovacích impulsů výše uvedených vlastností s výhodou použít pro přehrávání obsahu deskew-registru do paměti. Jestliže je deskew-registr po každém přehrání okamžitě znulován, pak v obsahu paměti je dvojnásobná meziznaková mezera znázorněna jedním prázdným znakem, tj. znakem, jehož všechny bity mají nulovou hodnotu, trojnásobná meziznaková mezera dvěma prázdnými znaky atd., přičemž umístění prázdných znaků v paměti odpovídá umístění mezer v záznamu na pásku. Rozbor takto uspořádané informace , lze snadno provést až po skončení čtení bloku ! pomocí poměrně jednoduchého mikroprogramu. Avšak i v řídicích jednotkách hardware-ového typu lze vzorkovacích a pomocných vzorkovacích impulsů generovaných obvody podle vynálezu s výhodou použít a to jak pro průběžné třídění čtených znaků, tak pro synchronizaci činnosti těch logických a sekvenčních obvodů, které řídí činnost · během čtecích a posunových operací. Vhodný způsob použití obvodů podle vynálezu v hardwareOvých řídicích jednotkách přinese přinejmenším zjednodušení třídicích a kontrolních obvodů.

Příklad provedení generátoru pomocných vzorkovacích impulsů podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 je zobrazeno blokové schéma celého generátoru pomocných vzorkovacích impulsů a na obr. 2 principiální schéma zapojení té části generátoru pomocných | vzorkovacích impulsů podle vynálezu, která je v popisu označována jako zdroj synchronních i bránových impulsů.

i Generátor 1 pomocných vzorkovacích impulsů ! obsahuje kromě zdroje 4 synchronních bránových j impulsů ještě n-stupňový binární čítač 6, invertor 5 a součinové hradlo 7. Pomocné vzorkovací impulsy jsou odebírány z výstupu 74 součinového hradla 7 a mají tvar impulsů přiváděných na jeho prvý vstup 71 z výstupu 52 invertoru 5, tj. impulsů vzniklých inversí mezer mezi hodinovými impulsy, které jsou na vstup 51 invertoru 5 přiváděny z výstupu 31 zdroje 3 hodinových impulsů. Průchodnost součinového hradla 7 řídí signály přiváděné na jeho 2. až (n+ l)-ní vstup 72 až 73 z prvého až n-tého výstupu 63 až 64 n-stupňového binárního čítače 6. Tento čítač je nulován širokými impulsy přiváděnými na jeho nulovací vstup 62 z výstupu 43 zdroje 4 synchronních bránových impulsů. Po celou dobu nulové logické úrovně na nulováním vstupu 62 čítač 6 čítá impulsy přiváděné na jeho hodinový vstup 61 ze zdroje 3 hodinových impulsů. Součinové hradlo 7 je tedy průchodné vždy v časovém úseku jedné periody T_h hodinových impulsů, nejdříve za dobu (2ⁿ-l)T_h po skončení nulování čítače 6 synchronním bránovým impulsem. Protože tento impuls má stejně jako signály na všech výstupech čítače 6 obě hrany synchronní s nástupnými hranami hodinových impulsů, je zaručeno, že každý pomocný vzorkovací impuls na výstupu ze součinového hradla 7 bude mít plnou šířku. Začátek generace každého ze synchronních bránových impulsů je vždy odvozen od nástupné hrany signálu, který na spouštěcí vstup 41 zdroje 4 Synchronních bránových impulsů přijde jako prvý po skončení předchozího synchronního bránového impulsu. Tento signál je přiváděn z výstupu 21 ; zdroje 2 sumárního čtecího signálu a vytvářen obvykle logickým sčítáním signálů z výstupů všech zesilovačů napojených na čtecí hlavičky v jednotlivých stopách. Změny logické úrovně na výstupů 43 zdroje 4 jsou synchronizovány nástupnými hrahami hodinových impulsů přiváděných na hodinový vstup 42, přičemž doba trvání jednotkové úrovně je pevná a je dána vnitřním zapojením zdroje 4.

Jak je patrno z obr. 2, obsahuje zdroj 4 synchronních bránových impulsů podle vynálezu tři bistabilní klopné obvody 8,9 a 10, dva invertory 11' a 12, m-stupňový binární čítač 13 a součinové' hradlo 14. Prvý bistabilní klopný obvod 8 je nahazován signály přicházejícími na jeho nastavovací vstup 81 ze zdroje 2 sumárního čtecího signálu a signál na jeho výstupu 83 zůstává v jednotkové logické úrovni vždy do okamžiku vzniku nástupné hrany impulsu přiváděného na nulovací vstup 82 z výstupu 143 součinového hradla 14. Všechny tři bistabilní klopné obvody jsou zapojeny v kaskádě, takže výstup 83 prvého bistabilního klopného obvodu 8 je napojen na datový vstup 91 druhého bistabilního klopného obvodu 9 a výstup 93 druhého bistabilního klopného obvodu 9 je napojen na datový vstup 101 třetího bistabilního klopného obvodu 10, přičemž hodinové vstupy 92 a 102 druhého a třetího bistabilního klopného obvodu jsou společně s hodinovým vstupem 131 čítače 13 napojeny na výstup 31 zdroje 3 hodinových impulsů. Druhý bistabilní klopný obvod 9 je tedy;

nahozen vždy nástupnou hranou hodinového impulsu, který byl zdrojem 3 hodinových impulsů generován jako prvý po nahození prvého bistabilního klopného obvodu 8, a třetí bistabilní klopný obvod 10 nástupnou hranou následujícího hodinového impulsu. Výstup 104 třetího bistabilního klopného obvodu 10 je současně výstupem synchronních bránových impulsů. Šířku těchto impulsů určuje počet stupňů m čítače 13, délka periody T_h hodinových impulsů přiváděných na jeho hodinový vstup 131 a způsob napojení jeho výstupů 133—134 na vstupy 141—142 součinového hradla 14. V popisovaném příkladu zapojení uvedeném na obr. 2 jsou všechny výstupy čítače 13 napojeny na vstupy hradla 14 přímo. Čítání hodinových impulsů čítačem 13 je zahájeno vždy okamžitě po nahození třetího bistabilního klopného obvodu 10, jehož výstup 104 je napojen na nulovací vstup 132 čítače 13 přes invertor 12. Po načítání 2^m—1 hodinových impulsů přechází signál na výstupu 143 součinového hradla 14 do jednotkové logické úrovně a je tedy znulován prvý bistabilní klopný obvod 8. Nástupná hrana následujícího hodinového impulsu znuluje druhý bistabilní klopný obvod 9 a. vzápětí je znulován i třetí bistabilní klopný obvod 10, neboť výstup 93 klopného obvodu 9 je přes invertor 11 napojen na jeho nulovací vstup 103. Znulováním třetího bistabilního klopného obvodu 10 se zdroj 4 synchronních bránových impulsů dostává opět do výchozího stavu a je připraven k dalšímu spuštění čtecím signálem z výstupu 21 zdroje 2 sumárního čtecího signálu. Výhodou zdroje 4 synchronních bránových impulsů je zejména to, že současně slouží i jako zdroj dalších dvou důležitých signálů. Impulsů z výstupu 83 prvého bistabilního klopného obvodu 8 lze použít jako bránových impulsů pro ovládání hradel na vstupech do deskew-registru a impulsů z výstupu 143 součinového hradla 14 jako vzorkovacích ; impulsů určujících dobu, kdy je obsah deskew-registru v ustáleném stavu. Zdroj 4 synchronních bránových impulsů zapojený podle vynálezu má dále tu přednost, že jako celek je odolný vůči vzniku metastabilních stavů, které by měly vliv na tvar nebo opakovači periodu kteréhokoliv z výše zmíněných výstupních signálů.

Zapojení znázorněné na připojených výkresech není jediným možným provedením vynálezu. Zapojení generátoru pomocných vzorkovacích impulsů podle obr. 1 lze doplnit o další obvody, které buď upravují nebo rozšiřují jeho funkci. Tak například do spoje mezi výstupem 43 zdroje 4 synchronních bránových impulsů a nulovacím vstupem 62 čítače 6 je možno vložit několikavstupové součtové hradlo, na jehož prvý vstup je přiváděn signál z výstupu 43 zdroje 4 synchronních bránových impulsů a na další vstupy signály, pomocí nichž lze libovolně omezit dobu generace pomocných vzorkovacích impulsů. Jinou takovou Úpravou může být například rozšíření součinového hradla 7 o vstupy pro další hodinové impulsy, pomocí kterých lze změnit šířku pomocných vzor‘207196 kovacích impulsů apod. Také příklad zapojení zdroje 4 synchronních bránových impulsů, uvedených na obr. 2, není jediným možným způsobem zapojení podle vynálezu. Zapojení znázorněné na obr. 2 je vhodné zejména pro případ, že pro šířku bránového impulsu je zvolena nejčastěji používaná hodnota T_o/2, kde T_o je průměrná hodnota periody vzorkovacích impulsů během čtení datové části záznamového bloku. Perioda T_h hodinových impulsů má pak hodnotu T_o/2ⁿ a počet stupňů m binárního čítače 13 je roven číslu n-1, kde n je počet stupňů binárního čítače 6. Jestliže má mít i šířka bránového impulsu hodnotu větší než T_o/2, musí být počet stupňů v obou čítačích týž, m = n,

Claims (2)

PŘEDMĚT

1. Zapojení generátoru pomocných vzotrkova cích impulsů v řídicích jednotkách pro magnetopáskové paměti, vyznačující se tím, že obsahuje zdroj (4) synchronních bránových impulsů,¹ invertor (5), n-stupňový binární čítač (6) a součinové hradlo (7), přičemž zdroj (4) synchronních bránových impulsů je napojen svým spouštěcím vstupem (41) na výstup (21) zdroje (2) sumárního čtecího signálu, svým výstupem (43) na nulovací vstup (62) n-stupňového binárního čítače (6) a svým hodinovým vstupem (42) na výstup (31) zdroje (3) hodinových impulsů, ke kterému je rovněž připojen i vstup (51) invertoru (5) a hodinový vstup (61) n-stupňového binárního čítače (6), přičemž výstup (52) invertoru (5) je připojen k prvému vstupu (71) součinového hradla (7), výstupy (63, ...64) prvého až n-tého stupně n-stupňového binárního čítače (6) jsou připojeny ke druhému až 1 -l-n-tému vstupu (72,... 73) součinového hradla (7) a výstup (74) součinového hradla (7) je výsledným výstupem.

2. Zapojení generátoru pomocných vzorkovacích impulsů v řídicích jednotkách pro magnetopáskové paměti podle bodu 1, vyznačující se tím, že zdroj (4) synchronních bránových impulsů obsahuje prvý, druhý a třetí bistabilní klopný obvod (8, 9 a 10), prvý a druhý invertor (11a 12), m-stupňový binární čítač (13) a součinové hradlo (14), a spojení mezi čítačem 13 a součinovým hradlem 14 upraveno vložením invertorů do některých výstupů čítače 13. Také šířka vzorkovacích impulsů může být upravena rozšířením součinového hradla 14 o další vstupy napojené na další výstupy zdroje 3 hodinových impulsů. Za účelem získání dalších impulsů, vhodných svým umístěním na časové ose např. k nulování deskew-registru apod., je rpožno zapojení zdroje 4 synchronních bránových iiripulsů rozšířit o další součinová hradla napojená svými vstupy jak na výstupy čítače 13, tak na další výstupy zdroje 3 hodinových impulsů a případně i na výstup 143 součinového hradla 14.

VYNÁLEZU '] přičemž prvý bistabilní klopný obvod (8) je svým nastavovacím vstupem (81) napojen na výstup (21) zdroje (2) sumárního čtecího signálu a svým výstupem (83) na datový vstup (91) druhého bistabilního klopného obvodu (9), výstup (93) druhého bistabilního klopného obvodu (9) je spojen s datovým vstupem (101) třetího bistabilního klopného obvodu (10) a se vstupem (111) prvého invertoru (11), jehož výstup (112) je připojen k nulovacímu vstupu (103) třetího bistabilního klopného obvodu (10), hodinové vstupy (92, 102) druhého a třetího bistabilního klopného obvodu (9,10) jsou společně s hodinovým vstupem (131) m-stupňového binárního čítače (13) napojeny na výstup (31) zdroje (3) hodinových impulsů, výstupy (133, ...134) prvého až m-tého stupně m-stupňového binárního čítače (13) jsou připojeny k prvému až m-tému vstupu (l4l,... 142) součinového hradla (14), jehož výstup (143) je spojen s nulovacím vstupem (82) prvého bistabilního klopného obvodu (8), a nulovací vstup (132) m-stupňového binárního čítače (13) je napojen na výstup (122) druhého invertoru (12), přičemž vstup (121) druhého invertoru (12) je napojen na výstup (104) třetího bistabilního klopného obvodu i (10), který je současně výsledným výstupem zdroje (4) synchronních bránových impulsů.