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Verfahren und Einrichtung zum Ordnen von Daten
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ordnen von Daten, die hintereinander
abspeicherbar sind.
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Derartige Verfahren werden beispielsweise für die Ultraschallprüftechnik
benötigt. Dabei zeigen die Maxima der reflektierten Ultraschallwelle zusammen mit
der dazugehörigen Laufzeit die Lage von Dichteunterschieden im Material an. Die
hierbei üblichen Auswerteverfahren sehen vor, daß bei jeder Ultraschallmessung nur
solche reflektierten Impulse registriert werden, deren Höhe einen festen Wert übersteigt.
Diese Impulse werden nach der Impulshöhe sortiert und mit den dazugehörenden Laufzeiten
abgespeichert.
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Verfahren zum Ordnen derartiger Daten sind bekannt. Dabei werden Mikroprozessoren
eingesetzt, die mit aufwendigen Algorithmen die Impulshöhen erkennen und dann die
Daten sortieren. Eine hohe Meßgenauigkeit erfordert eine große Datenmenge in kurzer
Zeit zu bearbeiten. Dazu müssen an die Stelle der Mikroprozessoren schnelle Prozessoren
mit aufwendiger Software treten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Ordnen von Daten zu entwickeln, das stets zuverlässig arbeitet und trotzdem
mit einfachen
und kostengünstigen Bauteilen auskommt. Teure Rechenanlagen
sollen nicht eingesetzt werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Wert
im ersten Speicherplatz. abgespeichert wird, daß jeder weitere Wert mit den bereits
abgespeicherten Werten verglichen wird und daß alle abgespeicherten Werte, die kleiner
sind als der neue Wert, um einen Speicherplatz nach hinten verschoben werden und
der neue Wert in den freigewordenen Speicherplatz eingefügt wird.
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Die Werte brauchen also nicht bestimmt zu werden. Vielmehr reicht
es aus, die Werte miteinander zu vergleichen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Vorteil erzielt, daß
man zum Ordnen von Daten nach ihrer Größe mit wenigen einfachen Verfahrensschritten
auskommt.
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Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
weist in Serie angeordnete Speicher für die Daten auf. Es ist vorgesehen, daß mit
den Eingängen der Speicher eine Anschlußschiene für neu eintreffende Werte verbunden
ist. Dazu ist zwischen benachbarten Speichern jeweils ein Zweiwegeschalter angeordnet,
der den Eingang eines Speichers je nach Schalterstellung mit dem Ausgang des benachbarten
Speichers oder mit der Anschlußschiene verbindet. Der Ausgang eines jeden Speichers
ist mit dem ersten Eingang eines Vergleichers verbunden, dessen zweiter Eingang
mit der Anschlußschiene in Ver-
bindung steht und dessen Ausgang
über ein Logikglied mit dem Schalteingang des Zweiwegeschalters verbunden ist.
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Jeder Vergleicher stellt einen neuen Wert auf der Anschlußschiene
dem momentanen Wert im zugeordneten Speicher gegenüber. Falls der neue Wert größer
ist als der gespeicherte Wert, wird durch das Logikglied in Verbindung mit dem Zweiwegeschalter
der Eingang des Speichers mit dem Ausgang des benachbarten Speichers verbunden.
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Falls der neue Wert kleiner ist als der gespeicherte Wert, wird der
Zweiwegeschalter durch das Logikglied so betätigt, daß der Eingang des Speichers
mit der Anschlußschiene verbunden ist. Die Speicher sind, beispielsweise über Logikglieder,
auch mit einer Taktimpuisleitung verbunden, die den Speichern einen gleichförmigen
Taktimpuls zuführt, falls der zugeführte Wert über nommen werden soll. Die Frequenz
des Taktimpulses ist so gewählt, daß zwischen zwei aufeinander folgenden Impulsen
ein neuer Wert mit den abgespeicherten Werten verglichen wird und die Zweiwegeschalter
betätigt werden. Falls ein Speicher einen Taktimpuls empfangen hat, wird er weitergeschaltet.
Er gibt dann den momentan gespeicherten Wert an seinem Ausgang ab und speichert
anschließend den an seinem Eingang anstehenden Wert.
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Ein neuer Wert wird also dort eingefügt, wo ein Speichereingang mit
der Anschlußschiene verbunden ist und ein Takt zugeführt wird.
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Mit der Einrichtung wird der Vorteil erzielt, daß man zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einfachen, kostengünstigen elektronischen Bauteilen
auskommt und trotzdem die eintreffenden neuen Daten schnell nach der Größe geordnet
werden.
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Die Speicher können beispielsweise sogenannte Latches sein. Diese
Latches sind Speicherbausteine, die die Anforderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfüllen: Falls am Steuereingang eines Latch ein Taktimpuls ansteht, wird nämlich
der gespeicherte Wert am Ausgang abgegeben und ein am Eingang anstehender Wert abgespeichert.
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Ein Zweiwegeschalter ist beispielsweise durch eine Anordnung aus zwei
Transmittern realisiert. Dabei ist der erste Transmitter zwischen zwei benachbarten
Speichern und der zweite Transmitter zwischen der Anschlußschiene und dem Eingang
des nachgeschalteten Speichers angeordnet. Beide Transmitter werden abhängig von
der durch den Vergleicher erkannten Situation durch das Logikglied betätigt. Dabei
ist bei einem Transmitterpaar immer einer geschlossen und einer geöffnet, so daß
entweder die Anschlußschiene oder der Ausgang des benachbarten Latches mit dem Eingang
eines Latches in Verbindung steht.
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Hierdurch werden mechanische Schalter vorteilhaft durch elektronische
Schalter, die Transmitter, ersetzt, was die Einrichtung nach der Erfindung schneller
und zuverlässiger arbeiten läßt.
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Falls die Anschlußschiene für die neu eintreffenden Werte ein Datenbus
ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Ordnen binärer Signale verwendet
werden, die beispielsweise in der Ultraschallprüftechnik auftreten.
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Mit der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß Daten
mit kleinem apparativem Aufwand, schnell und zuverlässig nach ihrer Größe geordnet
abgespeichert werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann derartig erweitert werden, daß
sowohl mehr Werte als auch Werte mit größerer Wortbreite geordnet werden können,
Sinngemäß können die Daten auch so geordnet werden, daß der kleinste Wert im ersten
Speicher abgespeichert wird.
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Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen
Ausführungsbeispieles näher erläutert: Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer
Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ordnen von Daten.
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Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Einer Einrichtung zum Ordnen von Daten nach Fig. 1 werden die Daten
über eine Anschlußschiene 1 zugeführt. Diese Anschlußschiene 1 steht mit dem Eingang
eines ersten Speichers 21 in Verbindung, dem weitere Speicher 22 bis 24 in Serie
nachgeschaltet sind. Zwischen zwei benachbarten Speichern 21 bis 24 sind jeweils
Zwe#wegeschalter 31, 32 und 33 angeordnet, die den Eingang eines Speichers 22 bis
24 je nach Schalterstellung mit dem Ausgang des benachbarten Speichers 21 bis 23
oder über eine Leitung mit der Anschluß schiene 1 verbinden.
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Der Ausgang eines Speichers 21 bis 23 ist mit dem ersten Eingang eines
Vergleichers 41 bis 43 verbunden, dessen zweiter Eingang mit der Anschlußschiene
1 in Verbindung steht. Ein neuer Wert auf der Anschlußschiene 1 wird also mit den
an den Ausgängen der Speicher 21 bis 23 anstehenden Speicherinhalten verglichen.
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Die Ausgänge der Vergleicher 41 bis 43 sind mit Logikgliedern 51 bis
53 verbunden, die über eine Steuerleitung mit den Zweiwegeschaltern 31 bis 33 und
mit den Speichern 21 bis 23 in Verbindung stehen. Falls ein neuer Wert auf der Anschlußschiene
1 größer oder gleich ist als der im Speicher 21, 22 oder 23 gespeicherte Wert, wird
der Ausgang des Speichers 21, 22 oder 23 mit dem Eingang des nachgeschalteten Speichers
22, 23 oder 24 verbunden. Falls ein neuer Wert auf der Anschlußschiene 1 kleiner
ist als der gespeicherte Wert, wird der Eingang des nachgeschalteten Speichers 22,
23 oder 24 mit der Anschlußschiene 1 verbunden.
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Mit den Speichern 21 bis 24 ist eine Taktimpulsleitung 2 über Logikglieder
51 bis 53 verbunden. Der eingespeiste Takt ist so gewählt, daß zwischen zwei aufeinander
folgenden Taktimpulsen die Werte verglichen und die Zweiwegeschalter 31 bis 53 betätigt
werden. Wenn dann ein Taktimpuls am Speicher 21 bis 24 eintrifft, wird der gespeicherte
Wert am Ausgang abgegeben und der am Eingang anstehende Wert abgespeichert. Durch
die Stellung der Zweiwegeschalter 31 bis 33 bedingt, werden diejenigen Werte, die
kleiner als ein neuer Wert auf der Anschlußschiene 1 sind, in den nächsten Speicher
23 und 24 nach hinten verschoben und der neue Wert wird in den freigewordenen Speicher
22 eingebracht. Der Wert im letzten Speicher 24 wird dabei gelöscht.
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In den in Serie angeordneten Speichern 21 bis 24 sind also die Werte
stets nach der Größe geordnet abgespeichert.
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Binäre Datengruppen werden nach Fig. 2 der erfindungsgemäßen Einrichtung
über einen Datenbus 11 zugeführt.
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Als Speicher sind dabei sogenannte Latches 61 bis 64 eingesetzt, die
für die Speicher geforderte Eigenschaften haben. Die gespeicherten Werte stehen
nämlich stets am Ausgang der Latches 61 bis 64 an. Falls am Eingang ein neuer Wert
eintrifft, wird zunächst der gespeicherte Wert am Ausgang abgegeben und dann der
neue Wert abgespeichert. Dieser neu abgespeicherte Wert steht dann sofort wieder
am Ausgang des Latches 61 bis 64 an.
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Die Zweiwegeschalter sind nach Fig. 2 durch Anordnungen aus Jeweils
zwei Transmittern 71;72, 73;74 und 75;76 realisiert. Dabei ist ein erster Transmitter
71, 73, 75 zwischen zwei benachbarten Latches 61 bis 64 und ein zugeordneter zweiter
Transmitter 72, 74, 76 zwischen dem Datenbus 11 und dem Eingang des nachgeschalteten
Latches 62 bis 64 angeordnet. Die beiden Transmitter eines Transmitterpaares 71;72,
73;74 und 75;76 schalten immer gegenläufig und werden in Abhängigkeit von den an
den Ausgängen der Vergleicher 41 bis 43 anstehenden Signale durch die Logikglieder
51 bis 53 gesteuert.
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Die Taktimpulsleitung 2 nach Fig. 2 steht über die Logik; glieder
51 bis 53 mit den Latches 61 bis 64 in Verbindung.
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Durch den Einsatz von Latches 61 bis 64 und Transmittern 71 bis 76
nach Fig. 2 werden in beliebiger Reihenfolge eintreffende Daten schnell und zuverlässig
nach ihrer Größe geordnet. Dazu sind nur wenige kostengünstige Bauelemente nötig.
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5 Patentansprüche 2 Figuren
Liste der Bezugszeichen
1 Anschlußschiene 21 bis 24 Speicher 31 bis 33 Zweiwegeschalter 41 bis 43 Vergleicher
51 bis 53 Logikglieder 2 Taktimpulsleitung 11 Datenbus 61 bis 64 Latches 71 bis
76 Transmitter