DE19839121A1 - Anordnung zum kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Einlesen einer großen Datenmenge eines elektronischen Meßgerätes in einen Speicher - Google Patents

Abstract

Zum kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Einlesen einer großen Datenmenge eines elektronischen Meßgerätes in einen Speicher sind mindestens zwei dynamische Speicherelemente (2a, 2b) vorgesehen, von denen jedes während einer aktiven Phase nur eine im Vergleich zur einzulesenden Gesamtdatenmenge begrenzte Datenmenge unterbrechungsfrei aufnehmen kann und während einer inaktiven Phase für ein neues Einlesen wieder vorbereitet werden muß; diese Speicherelemente sind über eine Steuerschaltung (3) so gesteuert, daß während der inaktiven Phase eines ersten Speicherelementes (z. B. 2a) die Daten in ein bereits für die aktive Phase vorbereitetes zweites Speicherelement (z. B. 2b) eingelesen werden und dann, wenn dieses zweite Speicherelement erneut vorbereitet werden muß, automatisch und unterbrechungsfrei auf ein bereits für die aktive Phase vorbereitetes anderes Speicherelement (z. B. 2a) umgeschaltet wird usw., bis die Gesamtdatenmenge eingelesen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum kontinuierlichen UND unterbrechungsfreien Einlesen einer großen Datenmenge eines elektronischen Meßgerätes in einen Speicher laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

In modernen elektronischen Meßgeräten, beispielsweise in Spektrums- oder Netzwerkanalysatoren, werden die analogen Meßdaten mit einem schnellen Analog/Digital-Wandler abgetastet und digitalisiert und zur späteren Verarbeitung in einem Speicher abgespeichert. Dabei ist es wichtig, daß das Einlesen der Daten in den Speicher kontinuierlich und unterbrechungsfrei innerhalb der durch das Meßgerät vorgegebenen Meßzeit erfolgt, da Datenlücken das Meßergebnis verfälschen und für eine weitere Verarbeitung unbrauchbar machen. In solchen Meßgeräten wurden daher für die Abspeicherung bisher ausschließlich statische Speicher (RAM bzw. SRAM) benutzt, wobei aus technologischen Gründen die Speichergröße solcher statischer Speicher begrenzt ist und zur Aufnahme großer Datenmengen von großen Meßzeiten daher entsprechend viele Speicherbausteine nötig sind. Moderne synchrone dynamische Speicher (DRAM bzw. SDRAM), wie sie in Digitalrechnern verwendet werden, besitzen zwar eine große Speicherkapazität, sind aber zur kontinuierlichen unterbrechungsfreien Datenaufnahme während einer großen Meßzeit nicht verwendbar, da bei ihnen periodisch in gewissen Zeitabständen von beispielsweise 4 oder 8 Meßwerten immer wieder sogenannte Vorbereitungsphasen nötig sind, durch welche ein kontinuierliches Einlesen einer großen Datenmenge unterbrochen wird. Trotz der großen Einlesegeschwindigkeit besitzen solche dynamischen Speicher infolge der nötigen Vorbereitungszeiten im Mittel eine relativ geringe Einlesegeschwindigkeit. Außerdem benötigen solche dynamischen Speicher in gewissen Zeitabständen Auffrischvorgänge, damit die Speicherinhalte nicht verfälscht werden. Aus diesem Grunde werden solche dynamischen Speicher bisher üblicherweise nur in Digitalrechnern verwendet, wo kurzzeitige Verzögerungen durch Auffrisch- bzw. Vorbereitungszeiten keine Rolle spielen.

Mit zusätzlichen Speicherbausteinen (FIFO), welche beispielsweise den kontinuierlichen Datenstrom für die Länge einer Einlesphase zwischenspeichern, könnten solche dynamischen Speicher zwar auch zum kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Einlesen einer größeren Datenmenge erweitert werden, dies erfordert jedoch einen relativ hohen und teuren Hardwareaufwand und die erzielbare mittlere Einlesegeschwindigkeit wird noch geringer.

Bei dynamischen Speichern dieser Art ist es an sich bekannt, gleichzeitig mit in einem Teil des Speichers ausgeführten Speicherzyklen in einem anderen Teil des Speichers Auffrischvorgänge auszuführen (DE-AS 22 47 835 bzw. deutsche Patentschrift 26 37 004).

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Einlesen von Meßdaten eines elektronischen Meßgerätes in einen Speicher aufzuzeigen, die mit geringstmöglichem Schaltungsaufwand das kontinuierliche und unterbrechungsfreie Einlesen einer großen Datenmenge während einer beliebig langen Meßzeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung werden zum Speichern handelsübliche dynamische Speicherelemente (DRAM bzw. SDRAM) genutzt, wobei durch entsprechende Steuerung der zwei oder mehr dynamischen Speicherelemente dafür gesorgt ist, daß während der periodisch wiederkehrenden Vorbereitungsphase der Speicherelemente, während welcher keine Datenaufnahme möglich ist, jeweils ein anderes Speicherelement bereits wieder in seiner aktiven Phase ist. Es wird kontinuierlich von einem Speicherelement auf ein anderes übergewechselt und so eine beliebig große Datenmenge während einer beliebig langen Meßzeit unmittelbar vom Analog/Digital- Wandler eines Meßgerätes in einen Speicher ohne Datenverlust eingelesen.

Damit ist erstmals das kontinuierliche und unterbrechungsfreie Einlesen der Datenmenge einer beliebig langen Meßzeit eines elektronischen Meßgerätes unmittelbar in einen aus beispielsweise nur zwei DRAM's bestehenden Speicher möglich, ein Auffrischen der Daten während des Einlesens ist nicht erforderlich, es genügt, wenn der Speicherinhalt erst nach Abschluß des Einlesens der gesamten Datenmenge periodisch aufgefrischt wird, da während der Datenaufnahme anders als bei einem Digitalrechner automatisch die Daten im Speicher aufgefrischt werden.

Eine erfindungsgemäße Anordnung kann mit handelsüblichen DRAM's sehr preiswert aufgebaut werden, ein teurerer FIFO-Speicher wird überflüssig. Außerdem kann die schnelle Einlesegeschwindigkeit solcher DRAM's voll ausgenutzt werden und es wird so eine schnelle Einlesegeschwindigkeit der Gesamtanordnung erreicht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 zeigt das hierbei angewendete Schema des Dateneinlesens und zwar beispielhaft für eine Datenlänge von jeweils 8 Meßwerten während einer aktiven Phase.

Gemäß Fig. 1 werden am Eingang der Speicheranordnung des elektronischen Meßgerätes, beispielsweise eines Spektrums- oder Netzwerkanalysators, die digitalisierten Meßsignale unmittelbar aus dem Analog/Digital-Wandler einer Trennstufe 1 zugeführt und von dort den Datenleitungen von zwei parallelgeschalteten synchronen Speicherelementen (DRAM) 2a und 2b zugeführt. Eine Ablaufsteuerschaltung 3 erzeugt die Adreß- und Steuersignale zum sequenziellen Schreiben der digitalisierten Meßsignale in die Zeilen und Spalten der Speicherelemente 2a und 2b und auch zum Auffrischen der Speicherinhalte der Speicherelemente 2a und 2b nach Abschluß der Meßwertannahme. Der Ablaufsteuerschaltung 3 wird sowohl der Takt der eintreffenden Daten als auch ein Triggersignal zugeführt. Die Steuerung in Abhängigkeit von dem Triggersignal kann entweder so erfolgen, daß nach dem Eintreffen eines Triggersignals eine vorbestimmte Anzahl von Meßwerten während einer vorbestimmten Meßzeit in die Speicherelemente 2a und 2b eingelesen wird. Eine andere Triggermöglichkeit ist, daß vor dem Eintreffen eines Triggersignals bereits eine vorbestimmte Anzahl von Meßwerten während einer vorbestimmten Meßzeit abgespeichert wurde und die Meßwertannahme durch das Triggersignal beendet wird. Eine dritte Möglichkeit ist, daß vor dem Eintreffen eines Triggersignals während eines vorbestimmten Zeitraums Meßwerte abgespeichert werden und nach dem Triggersignal dann nochmals eine vorbestimmte Anzahl von Meßwerten. Für die letzten zwei Triggermöglichkeiten muß daher über einen Zeitraum, der weit größer ist als die eigentliche Meßzeit, ein kontinuierlicher Datenstrom in die Speicherelemente 2a, 2b eingelesen werden, da das zeitliche Eintreffen des Triggersignals nicht vorher bekannt ist. Eine vierte Möglichkeit besteht darin, das Triggersignal unmittelbar aus dem Datenstrom abzuleiten, beispielsweise durch einen digitalen Schwellwertentscheider, einen digitalen RMS-Detektor oder nach Demodulation der Daten.

Die in die Speicherelemente 2a, 2b eingelesenen Daten werden über eine Trennstufe 4 einer Auswerteinrichtung 5, beispielsweise einem Digitalrechner, zugeführt, der seinerseits über eine Steuerleitung mit der Ablaufsteuerschaltung 3 verbunden ist, durch die nach der Datenannahme auf die abgespeicherten Meßwerte in den Speicherelementen 2a, 2b zugegriffen werden kann.

Zum unterbrechungsfreien Einlesen einer beliebig langen Meßdatenfolge erfolgt die Steuerung der beiden Speicherelemente 2a, 2b durch die Ablaufsteuerschaltung 3 wie folgt:
Während einer aktiven Phase werden in das Speicherelement 2a Meßdaten eingelesen, während das Speicherelement 2b sich in seiner inaktiven Phase befindet und für eine neue Datenannahme vorbereitet wird.

Wenn das Speicherelement 2a seine vorgegebene Speicherkapazität erreicht hat, wird es automatisch in seine inaktive Phase umgeschaltet, in welcher nunmehr eine Vorbereitung auf ein neues Dateneinlesen erfolgt. Gleichzeitig wird das Speicherelement 2b in seine aktive Phase umgeschaltet und nimmt nun seinerseits Daten auf, ohne daß hierbei Meßdaten verloren gehen.

Wenn das Speicherelement 2b seine vorgegebene Aufzeichnungslänge erreicht hat, erfolgt wieder ein Umschalten auf das Speicherelement 2a und der Zyklus wiederholt sich, bis die vorgegebene Meßzeit erreicht und die gesamte Datenmenge abgespeichert ist.

Der Ablauf von abwechselnd inaktiver und aktiver Phase der beiden Speicherelemente 2a und 2b ist in Fig. 2 dargestellt. Die jedem Speichervorgang vorangehende Vorbereitungsphase ist bei modernen Speicherelementen dieser Art relativ kurz und beträgt beispielsweise nur 2 bis 4 Datenworte. Die anschließende aktive Phase ist bei modernen Speicherelementen dieser Art vergleichbar länger und beträgt beispielsweise 4, 8 oder 256 Datenworte. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Datenmenge von 8 Datenworten, also 8 Meßwerten, angenommen.

Nach dem vollständigen Einlesen der gesamten Datenmenge eines Meßvorganges wird über die Ablaufsteuerschaltung 3 der Einlesevorgang unterbrochen und es werden dann die in den Steuerelementen 2a und 2b integrierten Auffrisch-Generatoren aktiviert, damit die Speicherelemente bis zum Auslesen der Daten in den Rechner 5 ihre gespeicherten Informationen halten. Das Auslesen der Daten aus den Speicherelementen über die Trennstufe 4 in den Rechner 5 kann sequenziell oder wahlfrei erfolgen.

Die Speicherelemente und die Ablaufsteuerschaltung können vorzugsweise in einem einzigen Baustein integriert sein. Die Art der abzuspeichernden Daten kann beliebig sein, es kann sich hierbei auch um zwei- oder mehrkanalige Signale, beispielsweise IQ- Signale, handeln. Es ist in diesem Fall nur erforderlich, entsprechend mehrere Speicherelemente vorzusehen und diese über die Ablaufsteuerschaltung entsprechend anzusteuern. In dem Ausführungsbeispiel sind nur zwei Speicherelemente 2a und 2b dargestellt, bei Bedarf können auch mehrere solche Speicherelemente parallel geschaltet sein, wenn größere Speicherkapazitäten erforderlich sind.

Claims (3)

1. Anordnung zum kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Einlesen einer großen Datenmenge eines elektronischen Meßgerätes in einen Speicher, gekennzeichnet durch mindestens zwei dynamische Speicherelemente (2a, 2b, von denen jedes während einer aktiven Phase nur eine im Vergleich zur einzulesenden Gesamtdatenmenge begrenzte Datenmenge unterbrechungsfrei aufnehmen kann und während einer inaktiven Phase für ein neues Einlesen wieder vorbereitet werden muß, wobei diese Speicherelemente über eine Steuerschaltung (3) so gesteuert sind, daß während der inaktiven Phase eines ersten Speicherelementes (z. B. 2a) die Daten in ein bereits für die aktive Phase vorbereitetes zweites Speicherelement (z. B. 2b) eingelesen werden und dann, wenn dieses zweite Speicherelement erneut vorbereitet werden muß, automatisch und unterbrechungsfrei auf ein bereits für die aktive Phase vorbereitetes anderes Speicherelement (z. B. 2a) umgeschaltet wird usw., bis die Gesamtdatenmenge eingelesen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gesteuert durch die Steuerschaltung (3) der Inhalt der Speicherelemente (2a, 2b) erst nach Abschluß des Einlesens der Gesamtdatenmenge periodisch aufgefrischt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gesteuert über die Steuerschaltung (3) aus einem oder mehreren Speicherelementen während der jeweiligen inaktiven Phase bereits Daten ausgelesen werden.