CS220032B1 - Zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů pro jednotky styku počítačů nebo mikropočítačů s průmyslovým prostředím - Google Patents

Abstract

Vynález řeší problém zjednodušené synchronizace a odstranění rušivých signá­ lů při přenosu dvouhodnotových asynchronních signálů v prostředí se silným rušením. Je určen pro jednotky styku počítačů či mikropočítačů s průmyslovým prostředím a pro zpracování signálů v automatizační technice. Zapojení dle vynálezu nahrazuje obvykle používané RC filtry a synchronizační obvody.

Description

Vynález se týká 'zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů pro jednotky styku počítačů nebo mikropočítačů s průmyslovým prostředím. Zapojení je vhodné zejména v prostředí se silným rušením a všude tam, kde je velký počet nezávisle se měnících vstupních dvouhodnotových signálů.

Nevýhodou dosud známých zapojení pro přenos nezávisle se měnících signálů z průmyslového prostředí je, že zapojení musí obvykle obsahovat RC filtr proti rušení magnetickými a elektrostatickými poli, Schmidtův klopný obvod a dále synchronizační obvod, který musí zabezpečit, aby při přenosu asynchronních signálů z prostředí do počítače se v okamžiku přenosu informace neměnila, což by mohlo způsobit tak zvané metastabilní stavy v systému a tyto pak molhou vést i k chybným výsledkům.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů pro jednotky styku počítačů nebo mikropočítačů s průmyslovým prostředím podle vynálezu, jehož podstatou je, že blok přímého přístupu DMA je svou vstupně výstupní svorkou spojen s komunikační sběrnicí počítače. Přes tuto sběrnici je spojen i se vstupní svorkou bloku taktovacích signálů, s výstupní svorkou bloku digitálního filtru a se vstupně výstupní svorkou bloku přidělovaě sběrnice. Blok taktovacích signálů je svou výstupní svorkou spojen s první vstupní svorkou bloku digitálního filtru, výstup z procesu je spojen s druhou vstupní svorkou bloku digitálního filtru.

Pokrok dosažený vynálezem je charakterizován užitím pouze jednoho synchronizačního obvodu, tj. přidělovač sběrnice, pro libovolný počet asynchronních dvouhodnotových vstupů iz procesu, odstraněním těžce diagnostlkovatelnýoh a obtížně nastavitelných RC filtrů.

Na výkresech je znázorněno zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů podle vynálezu.

Na obr. 1 je schéma obvodu a na obr. 2 je znázorněna vnitřní struktura bloku digitálního filtru.

Zapojení na obr. 1 sestává z bloku 1 přímého přístupu, který je svou vstupně výstupní svorkou 2 připojen na komunikační sběrnici 10 počítače, zároveň na tutéž komunikační sběrnici 10 je připojen svou vstupní svorkou 4 bloik 3 taktovacích signálů, svou výstupní svorkou 9 blok 6 digitálního filtru a svou vstupně výstupní svorkou 23 blok 22 přidělovač sběrnice. Výstupní svorka 5 bloku 3 taktovacích signálů je spojena s první vstupní svorkou 7 bloku 6 digitálního filtru, jehož druhá vstupní svorka 8 je spojena s výstupem 18 procesu. V obr. 1 je čárkovaně znázorněno připojení bloku 24 počítače a bloku 25 pamětí počítače ke komunikační sběrnici 10 a zároveň připojení dalšího bloku 28 digitálního filtru, které slouží pouze pro lepší pochopení činnost obvodu.

Výstup 18 z procesu je připojen na druhou vstupní svorku 8 bloku 6 digitálního filtru. Tato svorka je spojena se vstupní svorkou 20 bloku 19 optotronu, jehož výstupní svorka 21 je spojena s první vstupní svorkou 12 bloku 11 paměti posledních N stavů, jehož druhé vstupní svorka 13 je spojena s první vstupní svorkou 7 digitálního filtru 6. Výstupní svorka 14 bloku 11 paměti posledních N stavů je spojena přes vstupní svorku 16 s blokem 15 majoritního obvodu M z N, jehož výstupní svorka 17 je spojena s výstupní svorkou 9 bloku 6 digitálního filtru.

Blok 1 přímého přístupu DMA svou vstupně výstupní svorkou 2 žádá přes komunikační sběrnici 10 blok 22 přidělovač sběrnice o přidělení komunikační sběrnice 10. Po přidělení komunikační sběrnice 10 bloku 1 DMA tento místo obvyklého adresování a přenosu informace do paměti počítače adresuje na komunikační sběrnici svou vstupně výstupní svorkou 2 blok 3 taktovacích signálů, tento blok v okamžiku svého adresování generuje taktovacl signál na svou výstupní svorku 5, která je spojena s první vstupní svorkou 7 bloiku 6 digitálního filtru. Zde je třeba si uvědomit, že v okamžiku, kdy se vytváří taktovaní signál na výstupní svorce 5 bloku 3 taktovacích signálů, nemůže být komunikační sběrnice 10 přidělena blokem 22 přidělovač sběrnice jinému bloku na této sběrnici, např. bloku počítače, ke čtení informace z bloku 6 digitální filtr. Blok 6 digitální filtr zpracuje v okamžiku taktovacího signálu informaci z procesu způsobem, jak je popsáno dále a v okamžiku přidělení sběrnice jinému bloku nabízí již ustálenou informaci z procesu.

Zapojení na obr. 2 ukazuje vnitřní strukturu bloku 6 digitální filtr. Signál na výstupu 18 z procesu je izapojen na druhou vstupní svorku 8 bloku 6 digitální filtr, z této svorky je zapojen na vstupní svorku 20 bloku 19 optotronu. Tento blok odděluje galvanicky vysokofrekvenční zem počítačového systému a řízeného procesu a dále filtruje vysokofrekvenční rušení jako dolnopropustní filtr do frekvence cca 100 kHz. Signál z procesu takto filtrovaný se objeví na výstupní svorce 21 a přichází na první vstupní svorku 12 paměti 11 posledních N stavů. Taktovací signál z první vstupní svorky 7 přichází na druhou vstupní svorku 13 bloku 11 paměti posledních N stavů. Taktovací signál zapíše do bloku nejnovější stav své první vstupní svorky 12 a časově nejstarší stav, nyní již N -f- 1, se zapomene. N posledních stavů z výstupní svorky 14 bloku 11 paměti posledních N stavů přichází do vstupní svorky 16 bloku 15 majoritního obvodu M z N. Majoritní obvod Μ z N provede rozhodnutí o stavu signálu z procesu dle pravidla, že je-li minimálně M stavů z posledních N stavů shodných, platí pro hodnotu výstupní proměnné hodnota M sta220032 vů. Poznamenáváme, že N je vždy liché číslo. Majoritní obvod Μ z N filtruje nahodilé rušení středního a nízkofrekvenčního rozsahu. Rozsah filtrování je dán frekvencí taktovacích signálů 5 (viz obr. lj, což je vlastně frekvence žádosti bloku 1 přímého přístupu DMA o přidělení komunikační sběrnice 10. Majoritní obvod 15 Μ z N přenese na výstupní svorku 17 filtrovanou informaci (hodnota M stavů), tato výstupní svorka je spojena s výstupní svorkou 9 bloku 6 digitální filtr a tato dále s komunikační sběrnicí 10 (viz obr. 1). Popsaná činnost bloků 11 posledních N stavů a majoritní obvod 15 M z N pracuje velice rychle a v okamžiku přidělení komunikační sběrnice 10 jinému bloku na komunikační sběrnici 10 je informace na výstupní svorce 9 bloku 6 digitální filtr ustálená až do dalšího přidělení sběrnice bloku 1 DMA.

Claims (3)

1. pRedmět

   1. Zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů pro jednotky styku počítačů nebo mikropočítačů s průmyslovým prostředím, sestávající z bloku přímého přístupu DMA, bloku taktovacích signálů, bloku digitálního filtru a bloku přidělované sběrnice, vyznačené tím, že blok (1) přímého přístupu DMA je svou vstupně výstupní svorkou (2) spojen s komunikační sběrnicí (10) počítače, dále pak přes tuto sběrnici je spojen se vstupní svorkou (4) bloku (3) taktovacích signálů, s výstupní svorkou (9) bloku (6) digitálního filtru a se vstupně výstupní svorkou (23) bloku (22) přidělovač sběrnice, blok (3) taktovacích signálů je svou výstupní svorkou (5) spojen s první vstupní svorkou (7) bloku (6j digitálního filtru, výstup (18) z procesu je spojen s druhou vstupní svorkou (8) bloku (6) digitálního filtru.

   YNÁLEZU
2. 2. Zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů podle bodu 1, vyznačené tím, že v bloku (6) digitálního filtru je na druhou vstupní svorku (8) připojen svou vstupní svorkou (20) blok (19) optotronu, který je svou výstupní svorkou (21) spojen s první vstupní svorkou (12) bloku (11) paměti posledních N stavů, jehož výstupní svorka (14) je spojena se vstupní svorkou (16) bloku (15) majoritního obvodu M z N, výstupní svorka (17j bloku (15) majoritního obvodu Μ z N je spojena s výstupní svorkou (9) bloku (6j digitálního filtru, jehož první vstupní svorka (7) je spojena s druhou vstupní svorkou (13) bloku (11) paměti posledních N stavů.
3. 3. Zapojení pro přenos dvouhodnotových asynchronních signálů podle bodů 1 a 2 vyznačené tím, že blok (1) přímého přístupu DMA je tvořen blokem počítače či mikropočítače.