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Schaltungsanordnung mit einer Datenverarbeitungs- odeer -übertragugsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Vatenverarbeitungs- oder
-übertragungsvorrichtung, beispielsweise einer elektronischen Rechenmaschine, einem
elektronischen Fernwirkgerät, einem elektronischen Fernmeßgerät, einer Prozeßsteuerungsvorrichtung
od.dgl., die einen Anreizeingang zum Empfang eines Anforderungssignals aufweist,
nach dessen Eintreffen bei Freiwerden der Datenverarbeitungs- oder-übertragungsvorrichtung
an eine übernahmeausgang ein Ubernahmesignal auftritt, an den der Übernahmeeingang
eines oder mehrerer Datenßpeicher, insbesondere D-Flip-Flops. angeschlossen ist,
deren Ausgänge mit den Dateneingägen der Datenverarbeitungs- oder übertragungsvorrichtung
verbunden sind und an deren Dateneingägen zu übernehmende Daten liegen.
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Fur eine einwandfreie Funktion von Datenverarbeitungs- ode -übertragungsvorrichtungen
ist es erforderlich, daß Jede Zustandsänderung der Daten zeitecht
erkannt
wird, die Daten bis zur uebernahme und Bearbeitung gespeichert und bei Änderung
der Daten ein Anforderungssignal weitergegeben wird.
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Hiezu werden Datenspeicher vorgesehen, deren Ausgänge mit den Dateneingangen
der Datenverarbeitungs-oder -übertragungsvorrichtungen verbunden sind und an deren
Dateneingängen die von der Datenverarbeitungs- oder übertragungsvorrichtung zu übernehmenden
Daten liegen.
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Damit die Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrrichtung die Daten
übernimmt, weist sie einen Anreizeingang auf, an den ein Anforderungesignal gelegt
werden kann.
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Befindet sich die Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrichtung
in einem Zustand, in dem sie für die Übernahme neuer Daten bereit ist, so liefert
sie an einen Übernahmeausgang ein Übernahmesignal, das an die Übernahmeeingänge
der Datenspeicher gelegt wird, worauf die Daten von den Ausgängen der Datenspeicher
an die Dateneingänge der Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrichtung geliefert
werden.
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Bei bekannten Schaltungsanordnungen der eingangs dargelegten Art
besteht vor allem die Gefahr, daß Daten verloren gehen, weil häufig Datenänderungen
nicht zeitecht erkannt werden, was äußerst nachteilig ist.
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Das Ziel der Erfindung ist vor allem darin gelegen, diesen Nachteil
der bekannten Schaltungsanordnungen zu vermeiden und vor allem sicherzustellen,
daß Datenänderungen zeitecht erkannt werden und keine Daten bzw. Meldungen verloren
gehen, anderseits aber auch Störspitzen, Einstreuungen und allfällige Kontaktprellungen
möglichst unterdrückt und nicht an die Dateneingänge der Datenverarbeitungs- oder
-übertragungsvorrichtung gelegt werden.
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Erfindungsgemäß sind an den Anreizeingang der Datenverarbeitungs-
oder -übertragungsvorrichtung,
insbesondere über eine Oder-Verknüpfungsschaltung,
die Ausgänge von ersten den Datenspeichern zugeordneten Exklusiv-Oder-Gattern angeschlossen,
an deren ersten Eingang die zu übernehmenden Daten liegen und deren zweiter Eingang
mit dem Ausgang des zugeordneten Datenspeichers verbunden ist.
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Mit dem Exklusiv-Oder-Gatter werden die zu übernehmenden Daten mit
den am Ausgang des Datenspeichers liegenden Daten verglichen, so daß nur dann an
den Anreizeingang der Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrichtung ein Anreizeignal
gelegt wird, wenn sich eine Differenz ergibt. Befindet sich die Datenverarbeitungs-
oder -Qbertragungsvorrichtung in einem Zustand, in dem sie keine neuen Daten übernehmen
kann, bleibt das Anreizsignal zunächst ohne Wirkung. Ist sie jedoch für die Übernahme
neuer Daten frei, liefert sie von ihrem Übernahmeausgang an den Übernahmeeingang
des Datenspeichers ein Übernshmesignal, demzufolge das am Dateneingang des Datenspeichers
liegende Signal, soferne es sich von dem am Ausgang des Datenspeichere liegenden
Signal unterscheidet, an den Dateneingang der Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrichtung
gebracht und in dieser serarbeitet wird, wobei kurzzeitige Störimpulse in der Zeit
zwischein dem Auftreten zweier Ubernahmesignale völlig unberücksichtigt bleiben.
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Nach einer ersten Variante ist der die zu übernehmenden Daten empfangende
Eingang des ersten Exklusiv-Oder-Gatters mit dem Dateneingang des Datenspeichers
verbunden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der Ausgang
des ersten Exklusiv-Oder-Gatters und der Ausgang des Datenspeichere mit den beiden
Singängen eines zweiten Biklusiv-Oder-Gatters verbunden, dessen Ausgang an den Dateneingang
des Datenspeichere angeschlossen ist. Das zweite BxkluNiv-Oder-Gatter paßt bei Übernahme
den gespeicherten Zustand an den geanderten Zustand an.
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Zweckmäßigerweise ist der Ausgang des ersten Exklusiv-Oder-Gatters
über ein bistabiles Flip-Flop mit dem einen Eingang des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters
und dem Anreizeingang der Datenverarbeitungs- oder -u..bertragungsvorrichtung verbunden,
die ihrerseits einen Ausgang zum Rücksetzen des Flip-Flops aufweist. Das bistabile
Flip-Flop wird bei einer Differenz zwischen dem zu übernehmenden und dem am Ausgang
des Datenspeichere liegenden Signal gesetzt und speichert somit eine Datenänderung,
die in der Zeit zwischen der Abgabe zweier Übernahmesignale auftritt, so daß sie
bei Freiwerden der Datenverarbeitunge- oder -übertragungsvorrichtung sofort von
dieser übernommen werden kann. Ist dies geschehen, wird das Flip-Flop von der Datenverarbeitunge-
oder -übertragungsvorrichtung wieder rückgesetzt und ist so für die Speicherung
geänderter Daten bereit.
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Vorteilhafterweise ist der Ausgang des ersten Exklusiv-Oder-Gatters
über ein digitales Filter mit dem einen Eingang des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters
und dem Anreizeingang der Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrichtung verbunden.
Dadurch kann eine unerwünschte Verwertung von Störspitzen, Einstreuungen und Kontaktprellungen
zur Gänze vermieden werden und zwar auch dann, wenn diese während der Übernahme
der Daten durch die Datenverarbeitungs- oder -übertragungsvorrichtung auftreten
sollten.
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Zweckmä2igerweise enthält das digitale Filter einen Vorwärtszähler
mit mindestens zwei Zählausgängen, dessen Takteingang über ein erstes Gatter einerseits
mit einem Taktgenerator, anderseits mit dem Ausgang des ersten Exklusiv-Oder-Gatters
verbunden ist, der an den einen Eingang eines zweiten Gatters angeschlossen ist,
dessen ausgang über ein drittes Gatter am Rücksetzeingang des Vorwärtszählers liegt,
dessen Zählausgang mit dem niedrigeren Zählwert am zweiten Eingang des zweiten Gatters
liegt und
dessen Zählausgang mit dem höheren Zählwert an den zweiten
Eingang des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters und den tireizeingang der Datenverarbeitungs-
oder -übertragungsvorrichtung angeschlossen ist, wobei der Ubernahmeeingang des
Datenspeichers mit dem zweiten Eingang des dritten Gatters verbunden ist. Das bringt
den Vorteil mit sich, daß die Toleranz des digitalen Filters durch die Zählerlänge
gewählt, die Filterzeit nur durch den externen Takt bestimmt und daher in weiten
Grenzen verändert werden kann. Darüber hinaus werden kurze Störimpulse nicht integriert
und daher auch nicht berücksichtigt. Gegenüber anderen Maßnahmen liegt auch darin
ein Vorteil, daß nur ein Einrichtungszähler benötigt wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Zeichnung,
in der u.a. einige Aus£uhrungsbeispiele dargestellt sind.
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zig.1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit vier Datenspeichern, Fig.2
eine Variante zur Schaltung des Datenspeichers, Fig.3 eine Schaltungsanordnung mit
einem Flip-Flop, Fig.4 eine Schaltungsanordnung mit einem digitalen Filter und Fig.5
eine Darstellung, die die Eliminierung von Störspitzen mittels des digitalen Filters
erläutert.
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Bei dem in Fig.1 dargestellten Außfffhrungßbeispiel sind Leitungen
1, über die an die Datenverarbeitungs- oder übertragungsvorrichtung, beispielsweise
eine Prozeßsteuerungsvorriohtung 2, zu liefernde Daten übertragen werden, an die
D-Eingänge von Datenspeichern 3 gelegt. Die D-Eingänge der Datenspeicher 3 sind
außerdem mit dem einen Eingang eines ersten Exklusiv-Oder-Gatters 4 verbunden, dessen
zweiter Eingang mit dem Q-Ausgang des Datenspeichers 3 verbunden ist, an den auch
der Dateneingang
5 der Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 angeschlossen
ist. Die Ausgänge der Eiklusiv-Oder-Gatter 4 führen an die Eingänge einer ODER-Verknüpfungsschaltung
6, deren Ausgang mit dem Anreizeingang 7 der Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 verbunden
ist. Die Übernahmeeingänge 8 der Datenspeicher 3 liegen am Übernahme ausgang 9 der
Prozeßsteuerungsvorrichtung 2. Die ODER-Verknüpfungsschaltung 6 kann durch ein ODER-Gatter,
ein NhND-Gatter, ein NOR-Gatter, ein invertierendes UND-Gatter od.dgl. realisiert
sein und dient dazu, bei Auftreten eines Anreizeignale am Ausgang eines der Exklusiv-Oder-Gatter
4 dieses an den Anreizeingang 7 der Prozeßsteuerungsvorriuhtung 2 zu liefern.
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Die Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 erhält über ihre Dateneingänge
5 jene Signale, die an dem Q-Ausgang der Datenspeicher 3 liegen. Auf Grund dieser
Signale läuft der durch sie bestimmte Prozeß an. Wird nun an den D-Eingang eines
Datenspeichere 3 und damit auch an den einen Eingang des Exklusiv-Oder-Gatters 4
ein Signal gelegt, das einen anderen Prozeß vorschreibt und das demgemäß gegenüber
dem vorhergehenden Signal geändert ist, so tritt am Ausgang des Exklusiv-Oder-Gatters
4, mit dem das im Datenspeicher 3 gespeicherte und am Dateneingang 5 der Prozeßsteuerungsvorrichtung
2 liegende Signal mit dem neuen Signal verglichen wird, zufolge der Differenz, also
der Anderung der angebotenen Daten, ein Signal auf, das als Anforderungesignal an
den Anreizeingang 7 der Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 geliefert wird. Sobald es
der Ablauf des Prozesses in der Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 gestattet, werden
die am Dateneingang des Datenspeichers 3 anliegenden, geänderten Daten durch Abgabe
eines Übernahme signale durch die Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 am Übernahmeeingang
8 des Datenspeichere 3 von diesem übernommen und über die Dateneingänge 5 der Prozeßsteuerungsvorrichtung
2 an diese
übergeben. Da nunmehr an beiden Eingängen des Exklusiv-Oder-Gatters
4 die gleichen Signale anliegen, vershcwindet am Anreizeingang 7 der Prozeßsteuerungsvorrichtung
2 daß Anforderungssignal, so daß die Proseßsteuerungsvorrichtung 2 in Abhängigkeit
von den an ihren Dateneingängen 5 eintreffenden neuen Daten weiterläuft, bis eine
neuerliche Änderung eintritt.
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Daß in Fig.2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
von jenem nach Fig.1 darin, daß der Ausgang des ersten Krklusiv-Oder-Gatters 4 und
der Q-Ausgang des Datenspeichers 3 mit den beiden Eingängen eines zweiten Exklusiy-Oder-Gatters
10 verbunden sind, dessen Ausgang an den Dateneingang D des Datenspeichers 3 angeschlossen
ist. Die die Daten zubringende Leitung 1 ist hiebei lediglich an den einen Eingang
des ersten Exklusiv-Oder-Gatters 4 angeschlossen. Das am Dateneingang D des Datenspeichers
3 anliegende Signal wird demgemäß nicht von den über die Leitung 1 zugebrachten
Daten direkt abgeleitet, sondern vom Ausgang Q des Datenspeichers 3 und des ersten
Rusiv-Oder-Gatter 4 mit Hilfe des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters 10 nachgebildet.
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Wird alt A das auf der Leitung 1 liegende Signal, mit 3 das am Ausgang
des ersten Exklusiv-Oder-Gatters 4 liegende Signal, mit C das am Q-Ausgang des Datenspeichers
3 und damit am Dateneingang 5 der Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 liegende Signal
und mit D das am Ausgang des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters 10 und damit am Dateneingang
D des Datenspeichere 3 liegende Signal bezeichnet, so ergibt sich beispielsweise
nachfolgende Wahrheitstabelle
| A C i B B |
| O O O O |
| 1 0 1 1 |
| o 1 1 0 |
| 1 1 0 1 |
Es zeigt sich, daß B = A # C D = B # C = (A # C) # C = A ist.
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Das in Fig.3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
von Jenem nach Fig.2 darin, daß das erste Eiklusiv-Oder-Gatter 4 eine zusätzliche
Negation besitzt und daß zwischen dieses Gatter und das nachfolgende zweite Exklusiv-Oder-Gatter
10 ein bistabiles Flip-Flop 11 geschaltet ist.
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Tritt an der die Daten zubringenden Leitung 1 eine in den Daten enthaltene
kurzfristige Änderung auf, so kann es geschehen, daß diese Änderung nicht erfaßt
wird. Wird ein Zwischenspeicher in Form des Flip-Flops 11 vorgesehen, so wird dieses
durch die kurzfristige Änderung über das erste Eiklusiv-Oder-Gatter 4 gesetzt, weil
zu diesem Zeitpunkt am Ausgang Q des Datenspeichers 3 die konträre Information steht.
Da dieses Flip-Flop 11 gesetzt ist, tritt an seinem Ausgang und damit auch am Eingang
des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters 10 ein die Änderung anzeigende Signal auf, demzufolge
der Eingang D des Datenspeichers 3 ein konträr zu seinem Ausgang liegendes Signal
erhält. Nach erfolgter Übernahme durch die Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 wird das
Flip-Flop 11 über die Leitung 12 gelöscht.
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3ei dem in Pig.4 dargestellten Ausführungsbei spiel ist der Ausgang
des ersten Exklusiv-Oder-Gatters 4 über ein digitales Filter 13 mit dem einen Eingang
des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters 10 und dem Anreizeingang 7 der Prozeßsteuerungsvorrichtung
2 verbunden. Das digitale Filter 13 enthält einen Vorratsähler 14 mit zwei zählausgängen,
dessen Takteingang über ein als EKD-Gatter ausgebildetes erstes Gatter 15 einerseits
an einen Taktgenerator 16, anderseits an den Ausgang des ersten Exklusiv-Oder-Gatters
4 angeschlossen ist, der an dem einen
Eingang eines als ODER-Gatter
ausgebildeten zweiten Gatter 17 liegt, dessen Ausgang über ein drittes, gleichfalls
als ODER-Gatter ausgebildetes Gatter 18 an den Rücksetzeingang R(o) des Vorwärtszählers
14 angeschlossen ist. Die AU8gaE-ge Q3 und QC des Zählers 14 führen über ein ODER-Gatter
19 zum zweiten Eingang des zweiten Gatters 17. Der Zählausgang mit dem höheren Zählwert
ist an den zweiten Eingang des zweiten Exklusiv-Oder-Gatters 10 und an den Anreizeingang
7 der Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 angeschlossen. Der tbernRhmeeingang des Datenspeichers
3 ist mit dem zweiten Eingang des dritten Gatters 18 verbunden. Außerdem führt der
Ausgang des ODBR-Gatters 18 über ein invertierende UND-Gatter 20 zum Eingang (R(9)
des Zählers 14.
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Tritt eine Änderung des Signals am Eingang gegenüber dem Q-Ausgang
des Datenspeichers 3 auf, so wird das Digitalfilter 13 in Tätigkeit gesetzt. Verschwindet
diese Differenz bevor der Vorwärtszähler 14 des Digitalfilters 13 die niedrigere
Zählwertstellung erreicht hat, wird der Zähler 14 auf die Stellung O zurückgesetzt.
Erreicht der Zähler 14 die niedrigere Zählwertstellung, so wird, wenn die Different
verschwindet, nur das Weiterzählen unterbrochen. Hat der Zähler die höhere Zählwertstellung
erreicht, so wird er über R(9)in die Endlage gesetzt und dort gehalten. Vom Zählausgang
mit dem höheren Zählwert wird über das zweite Exklusiv-Oder-Gatter 10 der Zustand
Q des Datenspeichers 3 invertiert an den D-Eingang zur Ubernshme angeboten. Gleichzeitig
wird von QD=1 ein Anreiz an die Prozeßsteuerungsvorrichtung 2 gegeben. Dieser Anreiz
besagt, daß eine Änderung vorhanden war, die langer dauerte als die eingestellte
Filterseit, wodurch die Information im Datenspeicher 3 invertiert, d.h. dem neuen
Zustand angeglichen und der Zähler 14 zurückgesetzt wird.
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Diese Funktion ist in Fig.5 dargestellt, wobei das Diagramm 21 ein
auf der Leitung 1 liegendes Eingangssignal und das Diagramm 22 das Ausgangseignal
darstellen.
Das Diagramm 23 zeigt den Verlauf am Ausgang des Zählers
14, wobei in Richtung des Pfeiles Z die Zählerzustände 2....8 angedeutet sind. Es
ist ersichtlich, daß der Zähler erst dann, wenn wie bei diesem Beispiel der Zählerstand
2 erreicht wird, nicht mehr gelöscht werden kann und bis zum Zählerstand 8 integriert.
Störimpulse 24 können daher nicht zur Wirkung kommen.