DE3036858A1

DE3036858A1 - Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes system zum erfassen und auswerten digitaler messwerte, insbesondere statischer messwerte

Info

Publication number: DE3036858A1
Application number: DE19803036858
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 8000 München Fricke; Manfred 581 Würrich Jost; Rudolf Dipl.-Ing. 8000 München Kober; Stefan Dipl.-Ing. 8011 Taufkirchen Tomann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1982-05-19

Description

Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System zum Erfassen
und Auswerten digitaler Meßwerte, inbesondere statistischer Meßwerte Die vorliegende Erfindung betrifft ein kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System zum Erfassen und Auswerten-digitaler Meßwerte, insbesondere statistischer Meßwerte.
Beim Betrieb elektronischer Systeme ist es oft wünschenswert, die Auslastung einzelner Komponenten zu erfassen. Bei Multiprozessorsystemen ist es beispielsweise wichtig, den Auslastungsgrad der Einzelprozessoren oder des Busleitungssystems zu kennen. Für diese Zwecke stehen derzeit noch keine kompakten Meßeinrichtungen zur Verfügung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Erfassen und Auswerten digitaler Meßwerte, insbesondere für statistische Zwecke im Zusammenhang mit der Verkehrssituation in einem Multiprozessorsystem zu schaffen, das einen kompakten Aufbau hat, von einem Mikroprozessor steuerbar ist und in weiten Grenzen betreffend die Anzahl von Meßeingängen erweiterbar ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 gelöst,das durch die in dem kennzeichnenden Teil dieses Patentanspruches angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß ein kompaktes, mikroprozessorgesteuertes, in weiten Grenzen erweiterbares Meßsystem zur Verfügung gestellt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindunggemäßen Anordnung mit einer Meßdatenerfassungeinrichtung ME, einem Mikrocomputer ßC, einer Interruptsteuerung IS und eine Eingabe-/Ausgabe-Steuereinheit E/A.
Fig. 2 zeigt ein mehr ins einzelne gehendes Blockschaltbild der Meßdatenerfassungseinrichtung ME mit in einer ersten Ebene angeordneten Eingangsmoduln M1...M16 und einem in einer zweiten Ebene angeordneten Eingangsmodul M17.
Ir Jeder der Eingangsmoduln M1.. .M16 hat eine Vielzahl, beispielsweise 16, an abzutastende Meßdatenquellen angeschlossene Meßwerteingänge 1...16, die insgesamt ein Signaleingangskollektiv der Meßdatenerfassungeinrichtung ME bilden, und jeweils einen Meßwertausgang MW. Die Meßwertausgänge MW sind ihrerseits als Meßdatenquellen wirkend individuell mit jeweils einem zugeordneten Meßwerteingang eines weiteren, in einer zweiten Ebene angeordneten Eingangsmodul M17 verbunden, dessen Meßwertausgang MW' , der den Signalausgang der Meßdatenerfassungseinrichtung ME darstellt, mit einem Meßwerteingang einer Bewertungseinrichtung bzw. einer Meßwertspeichereinrichung verbunden ist.
Die Bewertungseinrichtung bzw. die Meßwertspeichereinrichtung ist ein Mikrocomputer #C, mittels dessen die Signalzustände der Meßdatenquellen in konstanten Zeitabständen. abgefragt werden. Das Auslösen der Abfrage wird durch einen durch eine an sich bekannte Interruptsteuerung IS erzeugten Interrupt vorgenommen, wobei die Eingangsmoduln M1...M16,M17) jweils einen über eine Rahmenimpulsleitung RI steuerbaren Abfragezyklus durchführen, wobei jeder der Meßwerteingänge 1...16 bzw. 1'...
16' nacheinander wirksam wird und wobei der Abfragezyklus des in der zweiten Ebene angeordneten Eingangsmodul M17 ein alle in der ersten Ebene angeordnete Eingangsmoduln M1. ..M16 nacheinander abfragender Hauptzyklus ist und wobei jeweils jeder der in der ersten Ebene angeordneten Eingangsmoduln M1.. .M16 einen die betreffenden Meßdatenquellen abfragenden Unter zyklus jeweils während der Zeit, in der er innerhalb des Hauptzyklus abgefragt wird, durchführt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer #C die Anzahl der Abfragen zählt und prüft, ob und in welcher Meßdatenquelle sich der Signalzustand im Vergleich zu der jeweils vorhergehenden Abfrage geändert hat, und daß für den Fall, daß eine Veränderung festgestellt wird, die Anzahl der bis zu dieser Veränderung durchgeführten Abfragen und die Kennung der betreffenden Meßdatenquelle in einer an sich bekannten ''Floating-Pointl'-Darstellung zum Zwecke einer späteren Auswertung abgespeichert wird. Aus dieser Information kann später der Zustand eines jeden Meßdatenkanals in Abhängigkeit von der Zeit rekonstruiert werden. Durch die ~Floating-Point"-Darstellung und der ausschließlichen Betrachtung von Zustandsänderungen läßt sich eine optimale Speicherplatzauslastung erzielen. Ferner können dadurch die Messungen in einem weiten Zeitbereich (Millisekunden bis Stunden und darüber) mit konstanten relativen Fehlern durchgeführt werden.
Das Abfragen der Signalzustände der Meßdatenquellen wiederholt sich während der gesamten Meßdauer. Diese wird entweder extern durch ein Triggersignal festgelegt oder intern durch "Hochzählen eines Software-Zählers bis zu einem vorbestimmten Wert bestimmt.
Innerhalb eines Meßzeitraumes wird eine Vilezahl von Abfragen durchgeführt. Alle gespeicherten Meßdaten werden nach Ablauf dieses Meßzeitraumes durch den Mikrocomputer ßC ausgewertet.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß Meß- datenquellen, bei denen während des Meßzeitraumes keine Veränderung des Signalzustandes festgestellt wurde, als nicht angeschlossen oder als defekt behandelt und bei einer folgenden Gesamtauswertung aller Meßdaten nicht berücksichtigt werden. Es ist außerdem vorgesehen, daß Zeitintervalle, in denen sich eine Meßdatenquelle in dem Signalzustand ~#~ befunden hat, jeweils rekonstruiert, aufsummiert und auf die Länge des Meßzeitraumes normiert werden und daß diese Prozedur für jede einzelne Meßdatenquelle durchgeführt wird.
Aus den derart aufbereiteten bzw. vorverarbeiteten Werten werden für die einzelnen Meßdatenquellen in an sich bekannter Weise arithmetische Mittelwerte für Zwecke einer Auslastungsstatistik gebildet.
Zum Bilden einer höherwertigen Kaskade können die Eingangsmoduln erfindungsgemäß auch in mehr als zwei Ebenen angeordnet sein.
In Fig. 2 ist die Kaskadierung mehrerer Meßdatenquellen gemäß der Erfindung dargestellt. Mit der gezeigten Anordnung läßt sich der Mittelwert der Dauer der Signalzustände "~" über mehr als 16 Kanäle bilden. Dazu legt jeder der Eingangsmoduln M1...M16 nach Berechnung des Mittelwertes eine Fertigmeldung an einen Ausgang RD.Diese Ausgänge RD sind durch eine "Ready"-Leitung (Wired-AND-Funktion) miteinander verbunden. Sind die Mittelwerte in allen Geräten berechnet, was durch den Zustand auf der Ready-Leitung erkennbar ist,beginnt jedes der Geräte mit einer zeitanalogen Mittelwertausgabe Nach einer Anordnung gemäß Fig. 2 läßt sich durch. den Eingangsmodul M17 ein Bereich von 16x16 Kanälen bearbeiten.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in die Eingangsmoduln M1...M16,Ml7 Filter zum Entstören der Eingangssignale integriert sind.
Es ist ebenfalls bei Bedarf vorzusehen, daß in die in der ersten Ebene angeordneten Eingangsmoduln M1...M16 Pegelumsetzer eingebaut sind, um die Meßdatenquellen-Signalpegel an die Eingangsbedingungen des Systems anpassen zu können.
9 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche: Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System zum Erfassen und Auswerten digitaler Meßwerte, insbesondere statistischer Meßwerte, dadurch g e k e n n z- e i c h n e t , daß eine Meßdatenerfassungseinrichtung (ME) mit einer Vielzahl von in einer ersten Ebene angeordneten gleichartigen Eingangsmoduln <M1...M16) vorgesehen ist, wobei jeder der Eingangsmoduln <M1.. .M16) eine Vielzahl , beispielsweise 16, an abzutastende Meßdatenquellen angeschlossene Meßwerteingänge (1...16), die insgesamt ein Signaleingangskollektiv der Meßdatenerfassungseinrichtung (ME) bilden, und jeweils einen Meßwertausgang- (MW) hat und wobei die Meßwertaugänge (MW) ihrerseits als Meßdatenguellen wirkend individuell mit jeweils einem zugeordneten Meßwerteingang eines weiteren, in einer zweiten Ebene angeordneten Eingangsmodul (M17) verbunden sind, dessen Meßwertausgang (MW'), der den. Signalausgang der Meßdatenerfassungseinrichtung (ME) darstellt, mit einem Meßwerteingang einer Bewertungseinrichtung bzw. einer Meßwertspeichereinrichtung verbunden ist, daß die Bewertungseinrichtung bzw. die Meßwertspeichereinrichtung ein Mikrocomputer (C) ist, mittels dessen die Signalzustände der Meßdatenquellen in konstanten Zeitabständen abgefragt werden, und daß das Auslösen der Abfrage durch einen durch eine an sich bekannte Interruptsteuerung (IS) erzeugten Interrupt vorgenommen wird, wobei die Eingangsmoduln (M1...M16,M17) jeweils einen über eine Rahmenimpulsleitung (RI) steuerbaren Abfragezyklus durchführen, wobei jeder der Meßwerteingänge (1...16 bzw. 1'...16') nacheinander wirksam wird und wobei der Abfragezyklus des in d«> zweiten Ebene angeordneten Eingangsmoduls (M17) ein alle in der ersten Ebene angeordnete Eingangsmoduln (M1...M16) nacheinander abfragender Hauptzyklus ist und wobei jeweils jeder der in der ersten Ebene angeordneten Eingangsmoduln <M1.. M16) einen die betreffenden Meßdatenguellen abfragenden Unterzyklus jeweils während der Zeit, in der er innerhalb des Hauptzyklus abgefragt wird, durchführt.
2. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Mikrocomputer (C) die Anzahl der Abfragen zählt und prüft, ob und in welcher Meßdatenquelle sich ein Signalzustand im Vergleich zu der jeweils vorhergehenden Abfrage geändert hat, und daß für den Fall, daß ein Veränderung festgestellt wird, die Anzahl der bis zu dieser Veränderung durchgeführten Abfragen und die Kennung der betreffenden Meßdatenguelle in einer an sich bekannten ~Floating-Point"-Darstellung zum Zwecke einer späteren Auswertung abgespeichert wird.
3. Kaskadierbares- mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Meßzeiraum vorgegeben ist, innerhalb dessen eine Vielzahl von Abfragen durchgeführt wird, und daß alle gespeicherten Meßdaten nach Ablauf des Meßzeitraumes durch den Mikrocomputer (#C) ausgewertet werden.
4. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Meßdatenquellen, bei denen während des Meßzeitraumes keine Veränderung des Signalzustandes festgestellt wurde, als nicht angeschlossen oder als defekt behandelt und bei einer folgenden Gesamtauswertung aller Meßdaten nicht berücksichtigt werden.
5. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Zeitintervalle, in denen sich eine Meßdatenquelle in dem Signalzustand "~" befunden hat, jeweils rekonstruiert, aufsummiert und auf die Länge des Meßzeitraumes normiert werden und daß diese Prozedur für jede einzelne Meßdatenquelle durchgeführt wird.
6. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach An- spruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß aus den derart aufbereiteten bzw. vorverarbeiteten Werten für die einzelnen Meßdatenquellen jeweils in an sich bekannter Weise ein arithmetischer Mittelwert gebildet wird.
7. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t r daß die Eingangsmoduln (M1. . . M161M17) zum Bilden einer höherwertigen Kaskade in mehr als zwei Ebenen angeordnet sind.
8. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Eingangsmoduln (M1...M16,M17) Filter zum Entstören der Eingangssignale integriert sind.
9. Kaskadierbares mikroprozessorgesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch g e k é n n z e i c h n e t , daß in die in der ersten Ebene angeordneten Eingangsmoduln (M1...M16) Pegelumsetzer eingebaut sind, um die Meßdatenquellen-Signalpegel an die Eingangsbedingungen des Systems anpassen zu können.