DE19650341C2

DE19650341C2 - A/D-Wandlervorrichtung

Info

Publication number: DE19650341C2
Application number: DE19650341A
Authority: DE
Inventors: Hideo Inoue
Original assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: JPH09297658A; CN1118138C; CN1164778A; DE19650341A1; US5760721A; KR970075825A; KR100273610B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine A/D- Wandlervorrichtung gemäß dem OB des PA1 zur periodischen und nicht-periodischen Auswahl eines analogen Signaleingangs aus einer Vielzahl analoger Signaleingänge, denen analoge Signale zugeführt werden, um mittels eines A/D-Wandlers eines Systems ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer herkömmlichen A/D-Wandlervorrichtung darstellt. In Fig. 11 bezeichnen die Bezugszahlen 101A₁ bis 101A_n, und 101B₁ bis 101B_n eine Vielzahl analoger Eingänge, denen analoge Signa le zugeführt werden; 102A, 102B nachfolgend als Kanalwähler bezeichnete Kanalauswahleinrichtungen zur Auswahl eines aus einer Vielzahl von Eingangskanälen; 103A, 103B Steuerschal tungen zur Steuerung eines Kanalwählers und eines A/D- Betriebs bzw. einer A/D-Funktion; 104A, 104B Betriebsart- Register zur Einstellung von Betriebsarten von A/D-Wandlern 105A, 105B auf der Basis eines Anweisungssignals, das über eine nachfolgend als Adressbus 110 bezeichnete Adressammel leitung und einen nachstehend als Datenbus 111 bezeichnete Datensammelleitung von einer nachstehend als CPU bezeichne ten Zentraleinheit 109 eingegeben wird; und 106A, 106B Wandlungsergebnis-Speicherregister zur Speicherung des ge wandelten Ergebnisses der A/D-Wandler 105A, 105B. Die Be triebsart-Register 104A, 104B können, zusätzlich zur Aus wahl eines Wandlungs-Start-Steuerimpulses, hinsichtlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit, Steuerbits zur Erzeugung von Unterbrechungssignalen 108A, 108B, Betriebsartauswahl einer Abtast-Betriebsart, Auswahl eines Eingangskanals zur Einga be eines analogen Signals und dergleichen eingestellt wer den.

Nachstehend ist die Funktionsweise beschrieben. Die Steuerschaltungen 103A, 103B wählen, wenn mit der A/D- Wandlung begonnen wird, unter Verwendung der von außen zu geführten Wandlungs-Start-Steuerimpulse 107A, 107B oder un ter Verwendung eines programmbasierten Startens anhand ei nes in den Betriebsart-Registern gespeicherten gesetzten Bits bzw. Bitmusters den Start bzw. die Betriebsaufnahme aus. Die Steuerschaltungen 103A, 103B steuern die Kanalwäh ler 102A, 102B, um den A/D-Wandlern 105A, 105B zum Zweck der A/D-Wandlung der Vielzahl analoger Eingänge 101A₁ bis 101A_n und 101B₁ bis 101B_n zugeführte analoge Signale aufein anderfolgend bzw. sequentiell einzugeben, wobei die gewan delten Ergebnisse bzw. Wandlungsergebnisse in den Wand lungsergebnis-Speicherregistern 106A, 106B gespeichert wer den.

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung einer weiteren herkömmlichen A/D-Wandlervorrichtung. In Fig. 12 bezeichnen die Bezugszahlen 121 ₁ bis 121 _n eine Vielzahl analoger Eingänge, denen analoge Signale zugeführt werden; 122 einen Kanalwähler zur Auswahl eines Eingangs aus einer Vielzahl analoger Eingänge; 123 eine Steuerschaltung zur Steuerung eines Kanalwählers und eines A/D-Betriebs; 124 ein Betriebsart-Register zur Einstellung einer Betriebsart eines A/D-Wandlers 125 auf der Grundlage eines Anweisungs signals, das von einer Zentraleinheit CPU 129 über einen Adressbus 130 und einen Datenbus 131 zugeführt wird; 126 ein Wandlungsergebnis-Speicherregister zur Speicherung des Wandlungsergebnisses des A/D-Wandlers 125; 127 eine Unter brechungs-Anforderungs-Steuerschaltung; und 132 ein Wand lungs-Anforderungssignal.

Nachstehend ist die Funktionsweise beschrieben. Die Steuerschaltung 123 steuert den Kanalwähler 122, um dem A/D-Wandler 125 zur A/D-Wandlung gemäß einer kontinuierli chen Abtast-Betriebsart sequentiell analoge Signale einzu geben, die der Vielzahl analoger Eingänge 121 ₁ bis 121 _n zu geführt werden, und speichert das Wandlungsergebnis in dem Speicherregister 126. Wenn der Unterbrechungs-Anforderungs- Steuerschaltung 127 während des Betriebs bzw. der Ausfüh rung der kontinuierlichen Abtast-Betriebsart ein asynchro nes Wandlungs-Anforderungssignal 132 zugeführt wird, wird ein Steuersignal von der Unterbrechungs-Anforderungs- Steuerschaltung 127 über den Adressbus 130 und den Datenbus 131 an die Zentraleinheit CPU 129 übermittelt. Daraufhin beendet die Zentraleinheit CPU 129 zuerst den Betrieb des in einer kontinuierlichen Abtast-Betriebsart betriebenen A/D-Wandlers 125 auf der Grundlage der Funktion eines aus einem (nicht gezeigten) Speicher ausgelesenen Programms und setzt eine in dem Betriebsart-Register eingestellte Abtast- Betriebsart auf eine Einzel-Betriebsart zurück, um einen erneuten Start bzw. die Betriebswiederaufnahme auszuführen.

Bei der Vorrichtung, bei der zwei Systeme von A/D- Wandlermodulen bzw. A/D-Wandlern einer Abtast-Betriebsart und einer Einzel-Betriebsart getrennt und unabhängig vorge sehen sind, wie in Fig. 11 dargestellt, können die jeweili gen A/D-Wandler einzeln betrieben werden und die periodi sche und nicht-periodische Wandlung kann gleichzeitig bzw. simultan erfolgen. Andererseits sind hinsichtlich des Lay outs einer nachstehend als Chip bezeichneten integrierten Halbleiterschaltung zwei Sätze analoger Abschnitte und Speicherregisterabschnitte für Wandlungsergebnisse vorzuse hen, was einen wesentlichen Teil der Chipfläche belegt, wo durch sich ein Problem ergibt, das eine benötigte Chipflä che vergrößert wird.

Ferner gibt es bei der herkömmlichen A/D- Wandlervorrichtung, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist, bei der Einrichtung zur Auswahl einer A/D-Wandlung in einer Ab tast-Betriebsart und einer A/D-Wandlung in einer Einzel- Betriebsart mittels Programmsteuerung bzw. anhand von Soft ware mit Bezug auf ein System eines A/D-Wandlers ein dahin gehendes Problem, daß es nicht möglich ist, das Wandlungs ergebnis mit Bezug auf die A/D-Wandlung in einer Einzel- Betriebsart in Echtzeit zu erhalten, was ein Problem mit sich bringt, daß sich aufgrund der Software eine wesentli che Belastung bzw. Beeinträchtigung ergibt.

Im Oberbegriff des neuen Patentanspruchs 1 wird von der US-PS 5,291,197 ausgegangen. Dort ist eine Datenverar beitungseinheit mit einer Zentraleinheit und einem Analog- Digital-Wandlungs-Schaltkreis beschrieben. Dieser weist ei ne Vielzahl von Eingabeknoten auf, die mit analogen Signa len beaufschlagt werden. Der Analog-Digital-Wandlungs- Schaltkreis kann ferner in einer von drei möglichen Be triebsarten arbeiten. Dabei gibt es eine feste Betriebsart, in der immer ein bestimmter Eingabeknoten abgefragt und ge wandelt wird. Weiter ist eine Abtastbetriebsart angespro chen, in der sämtliche analogen Signale in digitale Signale gewandelt werden. Letztendlich ist auch eine Mischbetriebs art gezeigt, bei der die beiden vorstehend beschriebenen Betriebsarten nacheinander ausgeführt werden. Dabei wird mit der festen Betriebsart begonnen und dann automatisch zur Abtastbetriebsart gewechselt, ohne daß hierzu ein Ein greifen der Zentraleinheit erforderlich wäre.

Demgegenüber liegt aber der vorliegenden Erfindung die weitergehende Aufgabe zugrunde, eine A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiter zubilden, daß eine einfache Auswahl verschiedener Betriebs arten mittels einer Priorisierung bzw. anhand einer Priori tätsreihenfolge ermöglicht ist, wobei ebenfalls die Erfor derlichkeit eines Eingreifens der Zentraleinheit vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Dadurch daß auf den Empfang eines Start-Steuerimpulses für die Einzel-Wandlung hin in der Steuereinrichtung ein Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Flag, ein Abtast-Wandlungs- Ausführungs-Flag und ein Abtast-Wandlungs-Warte-Flag derart gesetzt werden, daß die Steuereinrichtung die Abtast- Wandlung unterbricht, den Kanalwähler zur Auswahl des für die Einzel-Wandlung vorgesehenen Signaleingangs ansteuert, nach Abschluß der Einzel-Wandlung den Kanalwähler zur er neuten Auswahl des vor Beginn der Einzel-Wandlung bereits ausgewählten Signaleingangs ansteuert, sowie die Abtast- Wandlung wiederaufnimmt, kann die Einzel-Wandlung gegenüber der Abtast-Wandlung auf einfache Weise priorisiert werden, ohne daß es dazu eines Eingreifens der Zentraleinheit be darf.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un teransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Steuer schaltung bei der in Fig. 1 dargestellten A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1;

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der A/D-Wandlervorrichtung gemäß Ausfüh rungsbeispiel 1;

Fig. 4 einen A/D-Wandlungs-Zustand der A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1;

Fig. 5 einen Wandlungs-Zustand bei der A/D-Wandlung mit einer A/D-Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 4;

Fig. 8 eine Übersicht über ein Register bzw. Registe rinhalte bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß Ausführungs beispiel 4;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 5;

Fig. 10 einen Wandlungs-Zustand bei der A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 5;

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen A/D- Wandlervorrichtung; und

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer weiteren herkömmli chen A/D-Wandlervorrichtung.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung be schrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorlie genden Erfindung. In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszahlen 1 ₁ bis 1 _n eine Vielzahl analoger Signaleingänge; 2 einen Ka nalwähler zur aufeinanderfolgenden Auswahl der analogen Si gnaleingänge 1 ₁ bis 1 _n; 3 eine Steuerschaltung (Steuereinrichtung) zur Steuerung des Kanalwählers 2; 4 ein Betriebsart-Register, das an einen Datenbus 10 und einen Adressbus 11 angeschlossen ist, um der Steuerschaltung 3 ein Betriebsartsignal zuzuführen; 5 einen A/D-Wandler zur Wandlung eines durch den Kanalwähler 2 ausgewählten und zu geführten analogen Signals in ein digitales Signal, beru hend auf einem Steuersignal von der Steuerschaltung 3; 6 ein Wandlungsergebnis-Speicherregister zur Speicherung des Wandlungsergebnisses des A/D-Wandlers 5; 9 eine an den Da tenbus 10 und den Adressbus 11 angeschlossene Zentralein heit CPU; 12 eine Abtastungskanal-Steuerschaltung zur Durchführung eines Umschaltens zwischen Kanälen und einer Schleifeneinstellung bei einer Abtastung in einer Abtast- Betriebsart; und 80 eine Unterbrechungs-Steuerschaltung zur Erzeugung eines Unterbrechungssignals 8 auf den Empfang ei nes Ende-Signals bezüglich der A/D-Wandlung hin.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung der Steuerschaltung 3. In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 31 einen Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Zustandsmerker bzw. Ein zel-Wandlungs-Ausführungs-Flag zur Ausführung eines Wand lungsvorgangs auf den Empfang eines Start-Steuerimpuls- Signals 7A zur Einzel-Wandlung mit höherer Priorität, um dem A/D-Wandler 5 ein Ausgangssignal 32 zuzuführen; 33 ei nen Abtast-Wandlungs-Warte-Flag zum zeitweiligen Erwarten der Ausführung einer A/D-Wandlung gemäß einer Abtast- Betriebsart mit geringerer bzw. niedrigerer Priorität, wenn der Steuerschaltung 3 während der Ausführung einer A/D- Wandlung in einer Abtast-Betriebsart mit geringerer Priori tät ein Wandlungs-Start-Signal in einer Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität eingegeben wird; 35 einen Abtast- Wandlungs-Ausführungs-Flag zum Ausführen eines Wandlungs vorgangs auf den Empfang eines Wandlungs-Startsignals in einer bzw. für eine Abtast-Betriebsart mit geringerer Prio rität; und 38 eine Betriebs-Auswahleinrichtung zum Beenden bzw. Unterbinden der Funktion des Abtast-Wandlungs- Ausführungs-Flags 35 aufgrund eines von dem Einzel- Wandlungs-Ausführungs-Flag 31 übertragenen Funktionssignals bzw. Betriebssignals. Die Betriebs-Auswahleinrichtung 38 umfaßt UND-Gatter (erste UND-Gatter) 61, 62, ein ODER- Gatter 66, und einen Inverter bzw. eine Inverterschaltung (einen ersten Inverter) 67. Die Bezugszahl 39 bezeichnet eine Warte-Steuerschaltung zum Betreiben des Abtast- Wandlungs-Warte-Flags 33, die UND-Gatter 63, 64 und ein ODER-Gatter 65 umfaßt.

Es ist möglich, Betriebsartbedingungen entsprechend einer Abtast-Betriebsart (einer periodischen Wandlungs- Betriebsart) und einer Einzel-Betriebsart (einer nicht- periodischen Wandlungs-Betriebsart) unter Verwendung des in Fig. 1 und 2 gezeigten Betriebsart-Registers 4 einzu stellen. Beispielsweise sind sie in der Abtast-Betriebsart derart eingestellt, daß die A/D-Wandlung programmgesteuert bzw. softwaremäßig aktiviert wird, eine Betriebsgeschwin digkeit bzw. Verarbeitungsgeschwindigkeit der A/D-Wandlung doppelte so hoch ist, und eine Unterbrechung bzw. ein Un terbrechungssignal am Ende der Abtastung für eine Periode einer Vier-Kanal-Abtast-Betriebsart erzeugt wird. In der Einzel-Betriebsart sind sie derart eingestellt, daß die A/D-Wandlung durch einen Start-Steuerimpuls für Einzel- Wandlung aktiviert wird, eine Verarbeitungsgeschwindigkeit bzw. Betriebsgeschwindigkeit der A/D-Wandlung normal ist, ein Kanal CH5 als analoger Eingang ausgewählt ist, und ein DMA-Vorgang am Ende der Wandlung gestartet wird.

Die Funktions- bzw. Betriebsweise ist nachstehend be schrieben.

Wenn der Steuerschaltung 3 während des Anhaltens bzw. in dem gestoppten Zustand des A/D-Wandlers 5 der Start- Steuerimpuls 7A zur Einzel-Wandlung zugeführt wird, wird zuerst ein Wert des Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Flags 31 auf 1 gesetzt, und der Wandlungsvorgang in einer Einzel- Betriebsart wird aufgenommen. Nach Abschluß bzw. Ende der A/D-Wandlung wird der Wert des Einzel-Wandlungs- Ausführungs-Flags 31 durch ein Ende-Signal 51 gelöscht bzw. auf 0 rückgesetzt.

Wenn der Steuerschaltung 3 während des gestoppten bzw. ausgesetzten Betriebs des A/D-Wandlers 5 der Start-Steuer impuls 7B zur Abtast-Wandlung zugeführt wird, wird ein Aus gang des Inverters bzw. der Inverterschaltung 67 dergestalt sein, daß ein Ausgang der UND-Schaltung bzw. des UND- Gatters 61 zu 1 wird. Der Ausgang "1" der UND-Schaltung 61 wird der ODER-Schaltung 66 bzw. dem ODER-Gatter 66 zuge führt, und danach wird der Wert des Abtast-Wandlungs- Ausführungs-Flag 35 auf 1 gesetzt, wodurch gemäß der Dar stellung in Fig. 3 und 4 der Wandlungsvorgang in einer Ab tast-Betriebsart aufeinanderfolgend von einem Kanal CH0 ausgehend aufgenommen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flag "1", und der Wert des Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Flag und der Abtast- Wandlungs-Warte-Flag sind "0".

Falls der Start-Steuerimpuls 7A zur Einzel-Wandlung während des Wandlungsvorgangs hinsichtlich des Kanals CH2 in der Abtast-Betriebsart der Steuereinrichtung 3 bzw. Steuerschaltung 3 zugeführt wird, wird der Ausgang der UND- Schaltung 64 durch die Ausgabe des Startimpulses und den Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flag 35 zu 1, der Ausgang der UND-Schaltung bzw. des UND-Gatters 64 setzt den Abtast- Wandlungs-Warte-Flag 33 über die ODER-Schaltung 65 auf "1", wobei Informationen hinsichtlich der Tatsache, daß es sich bei dem der Wandlung unterzogenen Kanal um den Kanal CH2 handelt, in einem Abtast-Kanal-Datenbereich 42 innerhalb des Betriebsart-Registers 4 bewahrt werden.

Da der Ausgang der Inverterschaltung bzw. des Inver ters 67 durch die Eingabe des Start-Steuerimpulses 7A zur Einzel-Wandlung an die Steuerschaltung 3 "0" ist, ist der Ausgang der UND-Schaltung bzw. des UND-Gatters 61 "0", und der Ausgang des Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flags 35 ist "0". Gleichzeitig wird der Wert "1" in den Einzel- Wandlungs-Ausführungs-Flag 31 gesetzt, und der Wandlungs vorgang in einer Einzel-Betriebsart wird aufgenommen bzw. ausgelöst. Wenn die Wandlung in einer Einzel-Betriebsart endet, wird der Inhalt des Abtast-Wandlungs-Warte-Flags 33 über die UND-Schaltung 62 und die ODER-Schaltung 66 zu dem Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flag 35 übertragen, und die Wandlung des Kanals CH2 wird, gemäß der Darstellung in Fig. 3 und 4, erneut in einer Abtast-Betriebsart aufgenom men.

Während des vorstehend beschriebenen Vorgangs schreibt die Abtastungskanal-Steuerschaltung 12 erneut den Inhalt der Abtast-Kanal-Daten abhängig vom Inhalt der Betriebsart und dem Ende-Signal des A/D-Wandlungsvorgangs. Während des normalen Abtastvorgangs wird der Kanal jedesmal inkremen tiert, wenn das Ende-Signal 51 zugeführt wird, um eine Un terbrechung am Ende einer Periode zu erzeugen, und der Un terbrechungs-Steuerschaltung 80 wird ein Signal zugeführt. Falls die Betriebsart zum Stoppen bzw. Aussetzen des A/D- Wandlungsvorgangs durch Abtastung für eine Periode durch die Betriebsart ausgewählt ist, wird der Wert des Abtast- Wandlungs-Ausführungs-Flags 37 durch das Steuersignal 12A gelöscht. In dem Fall, in dem während des Abtastens die Einzel-Betriebsart aufgenommen wird, wird der Inhalt der Abtast-Kanal-Daten durch das Signal 34 von dem Abtast- Wandlungs-Warte-Flag 33 gehalten bzw. bewahrt. Wie vorste hend beschrieben erfolgt bei der erfindungsgemäßen A/D- Wandlervorrichtung des Ausführungsbeispiel 1, wenn ein Startsignal bezüglich des A/D-Wandlungsvorgangs in einer Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität zum Zeitpunkt des A/D-Wandlungsvorgangs in einer Abtast-Betriebsart mit nied rigerer Priorität eingegeben wird, in Echtzeit eine automa tische Umschaltung und Beginn eines A/D-Wandlungsvorgangs in eine bzw. in einer Einzel-Betriebsart mit höherer Prio rität, wobei keine Einflußnahme der Zentraleinheit CPU er folgt, indem der Schaltvorgang der aus der Inverterschal tung 67, den UND-Schaltungen 61, 62, 63 und 64, und den ODER-Schaltungen 65 und 66 bestehende festverdrahtete Schaltung bzw. Hardwareschaltung genutzt wird. Demzufolge kann die Verarbeitungsfähigkeit der Zentraleinheit CPU ver bessert werden, und da die Schalt- bzw. Umschalt- Startfunktion hardwareschaltungsseitig ausgeführt wird, tritt ein Effekt bzw. eine Wirkung zutage, daß das Programm bzw. die Software bzw. die dieses ausführende Zentralein heit nicht zusätzlich belastet wird bzw. zusätzliche Funk tionen übernehmen muß.

Ausführungsbeispiel 2

Bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 erfolgte eine Beschrei bung eines Beispiels, bei dem während der A/D-Wandlung in einer Abtast-Betriebsart mit niedrigerer Priorität die Wandlung unterbrochen wird, um in eine Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität umzuschalten. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, in dem während des Wandlungsvorgangs bezüglich des Kanals CH5 gemäß einer Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität der Steuerschaltung 3 der Start-Steuerimpuls 7B zur Abtast-Wandlung in einer Abtast-Betriebsart mit niedri gerer Priorität zugeführt wird, durch die UND-Schaltung 63 und die ODER-Schaltung 65 der Wert "1" in den Abtast- Wandlungs-Warte-Flag 33 gesetzt. Dann wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Vervollständigung bzw. der Abschluß der A/D- Wandlung von Kanal CH5 gemäß einer Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität abgewartet, der Wert des Abtast- Wandlungs-Warte-Flags 33 über die UND-Schaltung 62 und die ODER-Schaltung 66 zu dem Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flag 35 übertragen, und die Wandlung in einer Abtast-Betriebsart mit niedrigerer Priorität automatisch gestartet.

Wie vorstehend beschrieben, kann bei der A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der Wand lungsvorgang in einer Abtast-Betriebsart mit niedrigerer Priorität automatisch gestartet bzw. aufgenommen werden, wenn die Wandlung in einer Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität abgeschlossen ist, wobei dies aufgrund der Schaltfunktionen der aus der Inverterschaltung 67, den UND- Schaltungen 61, 62, 63 und 64 sowie den ODER-Schaltungen (der zweiten ODER-Schaltung) 65 und der (ersten ODER- Schaltung) 66 bestehenden Hardwareschaltung ohne Eingreifen der Zentraleinheit CPU erfolgen kann. Demzufolge können die Verarbeitungsmöglichkeiten der Zentraleinheit verbessert werden, und da der Umschalt-Startvorgang hardwareschal tungsseitig erfolgt, besteht eine dahingehende Wirkung, daß das Programm bzw. die Software bzw. die dieses ausführende Zentraleinheit nicht belastet wird.

Ausführungsbeispiel 3

Bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1, das in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, gibt es ein System zur Ausgabe des Unter brechungs-Signals 8 nach dem Abschluß des Wandlungsvor gangs. Jedoch ist bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 zusätzlich zum Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Steuerschaltung eine weitere Ausge staltung einer Unterbrechungs-Steuerschaltung 80 vorgese hen, die mit einem Ausgabesystem in Form zweier Systeme versehen ist, bzw. zwei Ausgänge hat, wie in Fig. 6 darge stellt. Dabei sind die gleichen Teile wie die in Fig. 2 dargestellten durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und eine erneute Beschreibung derselben ist hier ausgelas sen.

Nachstehend ist die Funktionsweise beschrieben.

Die Unterbrechungs-Steuerschaltung 80 ist vorgesehen, um eine Unterbrechung bzw. ein Unterbrechungssignal auf das Ende bzw. den Abschluß der A/D-Wandlung hin auf der Grund lage des durch den Wert der Betriebsart 43 in dem Betriebs art-Register 4 gesetzten Werts zu erzeugen. Am Ende des Einzel-Wandlungsvorgangs wird ein Einzel-Wandlungs- Unterbrechungssignal 81 ausgegeben, und am Ende des Abtast- Wandlungsvorgangs für eine Periode in einer Abtast- Betriebsart wird ein Abtast-Wandlungs-Unterbrechungssignal 82 nach außen abgegeben. Die Beurteilung, ob der Abtast- Wandlungsvorgang endet oder nicht, erfolgt aufgrund des Werts des Steuersignals 12B, das von der Abtastungskanal- Steuerschaltung 12 abgegeben wird.

Wie vorstehend beschrieben werden bei der A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 das Einzel- Wandlungs-Unterbrechungssignal 81 und das Abtast-Wandlungs- Unterbrechungssignal 82 getrennt ausgegeben, wodurch die Bestimmung einer Priorität aufgrund des Unterbrechungs signals erfolgen kann. Folglich besteht ein dahingehender Effekt bzw. Vorteil, daß die Verarbeitung anhand des Unter brechungskriteriums bzw. Unterbrechungsfaktors unter Ver wendung der Unterbrechungssignale erfolgen kann.

Ausführungsbeispiel 4

Bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß vorliegendem Aus führungsbeispiel 4 ist zusätzlich zur Ausgestaltung der A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem in Fig. 1 und 2 darge stellten Ausführungsbeispiel 1 ein Einzel-Betriebsart- Register 4A zur Einstellung von Bedingungen bzw. Zuständen einer Betriebsart zur Zeit einer Einzel-Betriebsart- Wandlung sowie ein Abtast-Betriebsart-Register 4B zur Ein stellung einer Betriebsart bzw. von Betriebsartbedingungen zur Zeit einer Abtast-Betriebsart-Wandlung jeweils einzeln vorgesehen. Beispielsweise hat die A/D-Wandlervorrichtung hardwaremäßig ein Steuerimpuls-Auswahlbit "2" bei dem Auf bau eines Abtast-Betriebsart-Registers sowie ein hardware mäßiges Steuerimpuls-Auswahlbit "2" bei dem Aufbau eines Einzel-Betriebsart-Registers, die in Fig. 8 als einzelne bzw. separate Register dargestellt sind. Die gleichen Teile wie jene in Fig. 2 sind durch die gleichen Bezugszahlen be zeichnet und eine erneute Beschreibung derselben ist ausge lassen.

Nachstehend ist die Funktionsweise beschrieben.

Beispielsweise sei eine Wandlungsgeschwindigkeit bei einer Einzel-Betriebsart auf eine Normal-Betriebsart, und eine Wandlungsgeschwindigkeit bei einer Abtast-Betriebsart auf eine Betriebsart doppelter Geschwindigkeit eingestellt. Wenn eine Abtast-Betriebsart-Wandlung gestartet wird, wird eine Abtast-Wandlung in einer Betriebsart mit doppelter Ge schwindigkeit gestartet. Wenn während der Abtast-Wandlung ein Start-Steuerimpuls 7A zur Einzel-Wandlung eingegeben wird, wird die Abtastung in einer Betriebsart doppelter Ge schwindigkeit unterbrochen, und die Betriebsbedingungen verschiedener Betriebsarten wie beispielsweise Starten des A/D-Wandlungsvorgangs mit normaler Geschwindigkeit und eine Einzel-Betriebsart können unter Verwendung von Registern 4A und 4B eingestellt werden.

Wie vorstehend beschrieben gibt es bei der A/D- Wandlervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 4 einen dahin gehenden Vorteil, daß der Betrieb derart erfolgen kann, als wären zwei Systeme von A/D-Wandlern vorgesehen, wobei In halten eines Betriebsart-Registers keinerlei Beachtung zu teil zu werden braucht, indem die Einstellung der anderen Betriebsart erfolgt.

Ausführungsbeispiel 5

Bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 ist der Wandlungs- Vorgang bzw. die Wandlungs-Betriebsart zwischen einer Ab tast-Betriebsart und einer Einzel-Betriebsart vorab be stimmt. Wenn beispielsweise der Start-Steuerimpuls 7A zur Einzel-Wandlung in einer Einzel-Betriebsart mit höherer Priorität zum Zeitpunkt des Wandlungsvorgangs bezüglich des Kanals CH2 während einer Abtast-Betriebsart mit niedrigerer Priorität zugeführt wird, wird der Wandlungsvorgang gemäß einer Abtast-Betriebsart gestoppt bzw. ausgesetzt, um den Wandlungsvorgang des Kanals CH5 in einer Einzel-Betriebsart auszuführen.

Bei der A/D-Wandlervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 ist zusätzlich zum Aufbau der A/D- Wandlervorrichtung gemäß dem in Fig. 1 und 2 dargestell ten Ausführungsbeispiel 1 weiterhin ein Einzel-Warte-Flag 36, eine Inverterschaltung 68, UND-Schaltungen (eine zweite UND-Schaltung) 69 und (eine dritte UND-Schaltung) 70, gemäß der Darstellung in Fig. 9, hinzugefügt, und ein Prioritäts- Kanal 44 ist in einem Betriebsart-Register 4 vorgesehen, so daß eine Prioritätsreihenfolge bzw. -zuordnung für jeden Abtast-Kanal eingestellt werden kann. Die gleichen Teile wie jene in Fig. 2 gezeigten sind durch die gleichen Be zugszahlen benannt, und eine erneute Beschreibung ist daher ausgelassen.

Nachstehend ist die Funktionsweise beschrieben.

Wenn zum Zeitpunkt des Wandlungsvorgangs für Kanal CH2 in einer Abtast-Betriebsart, wenn der Start-Steuerimpuls 7A für die Einzel-Betriebsart zugeführt wird, der Wert des Prioritäts-Kanals 44 in dem Betriebsart-Register 4 "1" ist, wird ein Ausgang der UND-Schaltung 69 "0" und der Einzel- Wandlungs-Ausführungs-Flag 31 wird nicht angesteuert bzw. in Betrieb genommen bzw. gesetzt, so daß ein Ausgang der UND-Schaltung 70 "1" ist, wodurch der Einzel-Betriebsart- Wandlungsvorgang, der durch den in dem Einzel-Warte-Flag 36 gespeicherten Wert gestartet wird, zwischenzeitlich erwar tet wird.

Wenn dann, gemäß der Darstellung in Fig. 10, auf das Ende des Wandlungsvorgangs in einer Abtast-Betriebsart des Kanals CH2 der Wert des Prioritäts-Kanals 44 "0" ist, wird der in dem Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Flag 31 gespeicher te Wert verwendet bzw. ausgewertet, nachdem der Ausgang der UND-Schaltung 69 einen Wert von "0" annimmt und der Aus gangswert der UND-Schaltung 70 einen Wert "1" annimmt, und der Wandlungsvorgang hinsichtlich des Kanals CH5 in einer Einzel-Betriebsart wird aufgenommen. Das heißt, abhängig von der Tatsache, daß der Wert des Prioritäts-Kanals 44 "1" oder "0" ist, wenn der Start-Steuerimpuls für die Einzel- Betriebsart zur Zeit des Umwandlungsvorgangs in einer Ab tast-Betriebsart eingegeben wird, kann die Ausführung des Wandlungsvorgangs hinsichtlich der Betriebsart ausgewählt werden.

Wie vorstehend beschrieben tritt gemäß der A/D- Wandlung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 ein da hingehender Effekt auf, daß die Bestimmung der Prioritäts reihenfolge bzw. -zuordnung genau eingestellt werden kann, und ein Programm entsprechend einer Anwendung entwickelt werden kann. Wie vorstehend ausführlich beschrieben ist bei der erfindungsgemäßen A/D-Wandlervorrichtung eine Anord nung verwendet, bei der entweder der A/D-Wandlungsvorgang in einer Einzel-Betriebsart oder der A/D-Wandlungsvorgang in einer Abtast-Betriebsart vorzugsweise mit Bezug aufein ander ausgeführt wird. Deshalb wird ein dahingehender Ef fekt erzielt, daß in dem Fall, in dem das Bedürfnis zur Aufnahme eines A/D-Wandlungsvorgangs mit einer höheren Priorität während bzw. mitten in der Ausführung des A/D- Wandlungsvorgangs mit einer niedrigeren Priorität auftritt, der A/D-Wandlungsvorgang mit einer höheren Priorität unmit telbar ausgeführt werden kann.

Ferner ist gemäß der A/D-Wandlervorrichtung dieser Er findung eine Anordnung verwendet, bei der der Betrieb des Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flag zur Ausführung der A/D- Wandlung auf den Empfang des Start-Steuerimpulses zur Ab tast-Wandlung mit niedrigerer Priorität durch ein Betriebs signal eines Einzel-Ausführungs-Flags zur Ausführung der A/D-Wandlung auf den Empfang des Start-Steuerimpulses für eine Einzel-Wandlung mit höherer Priorität gestoppt bzw. ausgesetzt wird. Deshalb wird ein dahingehender Effekt er halten, daß der Wandlungsvorgang höherer Priorität ohne Eingriff bzw. Einflußnahme einer Zentraleinheit CPU und durch ein Ausgabesystem für ein Unterbrechungssignal ausge führt werden kann, wobei eine Layoutfläche eines Chips klein ist, und die Verarbeitungsfähigkeit einer Zentralein heit CPU verbessert werden kann. Zudem wird bei der erfin dungsgemäßen A/D-Wandlervorrichtung eine Anordnung einge setzt, bei der, wenn ein Wandlungs-Start-Signal niedrigerer Priorität während des Wandlungsvorgangs höherer Priorität zugeführt wird, der Wandlungsvorgang niedrigerer Priorität aufgrund des Abtast-Warte-Flags erwartet bzw. abgewartet bzw. ausgesetzt wird. Folglich wird eine dahingehende Wir kung erzielt, daß der Wandlungsvorgang niedrigerer Priori tät gestartet werden kann, wenn der Wandlungsvorgang einer höheren Priorität endet, wobei der Betriebszustand der A/D- Wandlung mit höherer Priorität unberücksichtigt bleiben kann.

Ferner ist bei der erfindungsgemäßen A/D- Wandlervorrichtung eine Anordnung eingesetzt, bei dem zwei Systeme hinsichtlich Unterbrechungsfaktoren bzw. zwei Un terbrechungssignalausgänge eingesetzt sind. Deshalb wird ein dahingehender Effekt erzielt, daß die Funktion anhand des Unterbrechungsfaktors bzw. der Unterbrechungsart wirk sam ausgeführt werden kann.

Ferner ist bei der erfindungsgemäßen A/D- Wandlervorrichtung eine Anordnung eingesetzt, bei der ein Einzel-Betriebsart-Register zur Einstellung einer Betriebs art zur Zeit der Einzel-Betriebsart-Wandlung und ein Ab tast-Register zur Einstellung einer Betriebsart zum Zeit punkt der Abtast-Betriebsart-Wandlung getrennt vorgesehen sind. Folglich wird eine dahingehende Wirkung erzielt, daß die Betriebsart-Einstellung der Einzel-Betriebsart und der Abtast-Betriebsart gänzlich unberücksichtigt von den Inhal ten der anderen Betriebsart-Register bzw. des jeweils ande ren Betriebsart-Registers erfolgen können.

Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen A/D- Wandlervorrichtung eine Anordnung eingesetzt, bei der die Bestimmung einer Prioritätsreihenfolge kanalweise erfolgt.

Claims

1. A/D-Wandlervorrichtung mit
einem Kanalwähler (2) zur Auswahl eines Signaleingangs aus einer Vielzahl analoger Signaleingänge (1 ₁ bis 1 _n),
einem A/D-Wandler (5) zur Wandlung eines seitens des Kanalwählers (2) ausgewählten und zugeführten analogen Signals in ein digitales Signal, und
einer Steuereinrichtung (3) zur derartigen Steuerung des Kanalwählers (2), daß dieser entweder in einer kontinuierlichen Abtast-Betriebsart die analogen Signaleingänge fortlaufend nacheinander zur Abtast-Wandlung oder in einer Einzel-Betriebsart nur einen aus der Vielzahl an analogen Signaleingänge zur Einzel-Wandlung auswählt,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf den Empfang eines Start-Steuerimpulses für die Einzel-Wandlung hin in der Steuereinrichtung (3) ein Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Flag (31), ein Abtast- Wandlungs-Ausführungs-Flag (35) und ein Abtast-Wandlungs- Warte-Flag (33) derart gesetzt werden, daß die Steuereinrichtung (3)
die Abtast-Wandlung unterbricht,
den Kanalwähler (2) zur Auswahl des für die Einzel-Wandlung vorgesehenen Signaleingangs ansteuert,
nach Abschluß der Einzel-Wandlung den Kanalwähler (2) zur erneuten Auswahl des vor Beginn der Einzel-Wandlung bereits ausgewählten Signaleingangs ansteuert, sowie
die Abtast-Wandlung wiederaufnimmt, und so
die Einzel-Wandlung gegenüber der Abtast-Wandlung priorisiert.

2. A/D-Wandlervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) bei laufender Einzel-Wandlung auf den Empfang eines Start-Steuerimpulses für die Abtast-Wandlung hin die Abtast-Wandlung bis zum Abschluß der Einzel-Wandlung aussetzt.

3. A/D-Wandlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an die Steuereinrichtung (3) angeschlossene Unterbrechungs-Steuerschaltung (80) zur Erzeugung von einzelnen und unabhängigen Unterbrechungssignalen basierend auf von der Steuereinrichtung (3) übertragenen, den Abschluß einer Einzel-Wandlung bzw. einer Abtast-Wandlung anzeigenden Steuersignalen.

4. A/D-Wandlervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Inverterschaltung (67) zum Empfang eines Funktionssignals von dem Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Flag (31), eine UND- Schaltung (61) zum Empfang eines Start-Steuerimpulses zur Abtast-Wandlung und eine ODER-Schaltung (66) zum Empfang von Steuersignalen von der Inverterschaltung (67) und der UND-Schaltung (61) vorgesehen sind, um die empfangenen Signale zu verodern und die Ergebnisse dem Abtast- Wandlungs-Ausführungs-Flag (35) zuzuführen.

5. A/D-Wandlervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warte- Steuereinrichtung (39) vorgesehen ist, die ein Paar von parallel geschalteten UND-Schaltungen (63, 64) aufweist, um das Abtast-Wandlungs-Ausführungs-Flag (35) und einen Start- Steuerimpuls für die Einzel-Wandlung aufzunehmen, und eine ODER-Schaltung (65) zur Veroderung der Ausgänge der parallel geschalteten UND-Schaltungen (63, 64) umfaßt, um das berechnete Ergebnis dem Abtast-Wandlungs-Warte-Flag (33) zuzuführen.

6. A/D-Wandlervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) zur Einstellung verschiedener Betriebsartbedingungen ein Betriebsart-Register (4; 4C) abfragt.

7. A/D-Wandlervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsart-Register (4) zur Einstellung von für die Einzel-Wandlung vorgesehenen Betriebsartbedingungen in ein Einzel-Betriebsart-Register (4A) sowie zur Einstellung von für die Abtast-Wandlung vorgesehenen Betriebsartbedingungen in ein von dem Einzel- Betriebsart-Register (4A) unabhängiges Abtast-Betriebsart- Register (4B) unterteilt ist.

8. A/D-Wandlervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsart-Register (4; 4C) einen Prioritäts-Kanal-Datenbereich (44) aufweist, in dem eine Prioritätszuordnung für jeden Signaleingang aus der Vielzahl analoger Signaleingänge (1 ₁ bis 1 _n) gespeichert ist.

9. A/D-Wandlervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Inverterschaltung (68) und eine UND-Schaltung (69) zwischen dem Prioritäts-Kanal- Datenbereich (44) und dem Einzel-Wandlungs-Ausführungs-Fiag (31) vorgesehen sind, und eine weitere UND-Schaltung (70) zwischen dem Prioritäts-Kanal-Datenbereich (44) und einem Einzel-Wandlungs-Warte-Flag (36) vorgesehen ist.