DE60003186T2

DE60003186T2 - DEVICE AND METHOD FOR SIGNAL PROCESSING

Info

Publication number: DE60003186T2
Application number: DE60003186T
Authority: DE
Inventors: Christopher James Fallowfield LLOYD
Original assignee: Victoria University of Manchester; University of Manchester
Current assignee: Victoria University of Manchester; University of Manchester
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2020-07-08
Also published as: JP2003504743A; CA2378680A1; EP1198791A1; ES2199836T3; PT1198791E; DK1198791T3; DE60003186D1; WO2001004861A1; GB9916000D0; AU5699200A; EP1198791B1; ATE242527T1; AU764423B2

Abstract

A signal processing apparatus comprising a plurality of input channels each of which is connected to a respective input of a multiplexer, the multiplexer being arranged to connect each input to a common multiplexer output in a predetermined repeating sequence, and an output circuit connected to the common multiplexer output, wherein the output circuit is arranged to detect the presence at the common multiplexer output of a predetermined signal, to identify the input channel which was the source of the detected predetermined signal, and to output a signal representative of the identified input channel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsvorrichtung und ein Verfahren zum Arbeiten.The present invention relates to a signal processing device and a method for working.

Eine Signalverarbeitungsvorrichtung, bei der eine Vielzahl von Eingangskanälen mit einem Multiplexer verbunden sind, ist aus der US-A-4704609 bekannt.A signal processing device in which a plurality of input channels are connected to a multiplexer is known from the US-A-4704609 known.

Es gibt viele Anwendungen, bei denen es erforderlich ist, eine Vielzahl von Signalen gleichzeitig zu überwachen und zu analysieren. In der pharmazeutischen Industrie wird zum Beispiel ein Feld von 100 oder mehr Proben überwacht, um zu bestimmen, ob Photonen von diesen Proben als Reaktion auf eine Anregung emittiert werden, und die durchschnittliche Verzögerung zwischen einer Anregung und einer Photonenemission wird gemessen. Eine bekannte Proben-Überwachungsvorrichtung umfasst eine getrennte Verarbeitungsvorrichtung für jede Probe. Zum Beispiel wird ein getrennter Korrelator für jede Probe bereitgestellt, um eine digitale Korrelation von Signalen in Echtzeit zu ermitteln. Die Bereitstellung einer getrennten Verarbeitungsvorrichtung bezüglich jeder Probe ist sowohl kompliziert als auch kostenaufwendig.There are many uses in which it is necessary to monitor a large number of signals at the same time and analyze. In the pharmaceutical industry, for example monitor a field of 100 or more samples to determine if Photons are emitted from these samples in response to excitation and the average delay between a suggestion and a photon emission is measured. A known sample monitoring device includes a separate processing device for each sample. For example, a separate correlator is provided for each sample, to determine a digital correlation of signals in real time. The provision of a separate processing device with respect to each Sample is both complicated and expensive.

Im allgemeinen wird ein Detektorkopf der 4 oder 8 Detektoren umfasst, verwendet, um ein Feld von Proben zu überwachen. Die Anzahl von Detektoren ist wegen zweierlei Gründen beschränkt. Erstens erfordert jeder Detektor einen getrennten Korrelator und es ist komplex und kostenaufwendig ein Feld von Detektoren bereitzustellen, die jeweils jeweilige Korrelatoren aufweisen Zweitens ist es schwierig eine große Anzahl von Korrelatoren mit einem Computer zu verbinden. Der Grund hierfür ist, dass standardmäßige Computer allgemein in der Lage sind nur 4 Korrelatoren aufzunehmen, wobei sie durch den Betrag des verfügbaren Eingangs-Ausgangs-Raums und durch Interrupt-Anforderungen beschränkt sind. Wenn ein Detektorkopf der 4 oder 8 Detektoren umfasst, verwendet wird, muss ein Feld von 100 oder mehr Proben in Gruppen von 4 oder 8 Proben überwacht werden, und die Zeit, die zum Überwachen des gesamten Felds von Proben benötigt wird, ist beträchtlich.Generally a detector head which comprises 4 or 8 detectors, used to capture an array of samples to monitor. The number of detectors is limited for two reasons. First, everyone requires Detector a separate correlator and it is complex and expensive to provide an array of detectors, each having respective correlators Second, it is difficult to have a large number of correlators connect to a computer. The reason for this is that standard computers generally only 4 correlators can be included, whereby them by the amount of the available Input-output space and are limited by interrupt requests. If a detector head comprising 4 or 8 detectors is used, a field of 100 or more samples must be monitored in groups of 4 or 8 samples and the time it takes to monitor of the entire field of samples needed is considerable.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Signalverarbeitungsvorrichtung und ein Signalverarbeitungsverfahren bereitzustellen, die den obigen Nachteil beseitigen.It is a task of the present Invention a signal processing device and a signal processing method to provide, which eliminate the above disadvantage.

In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Signalverarbeitungsvorrichtung vorgesehen, umfassend eine Vielzahl von Eingangskanälen, die jeweils mit einen jeweiligen Eingang eines Multiplexers verbunden sind, wobei der Multiplexer angeordnet ist, um jeden Eingang mit einem gemeinsamen Multiplexerausgang in einer vorgegebenen Wiederholungssequenz zu verbinden, und eine Ausgangsschaltung, die mit dem gemeinsamen Multiplexerausgang verbunden ist, wobei die Ausgangsschaltung angeordnet ist, um an dem gemeinsamen Multiplexerausgang die Anwesenheit eines vorgegebenen Signals zu erfassen, um den Eingangskanal zu identifizieren, der die Quelle des erfassten vorgegebenen Signals war, und um ein Signal auszugeben, das den identifizierten Eingangskanal darstellt.In accordance with a first one Aspect of the invention provides a signal processing device, comprising a plurality of input channels, each with a are connected to the respective input of a multiplexer, the Multiplexer is arranged to share each input with a common one Multiplexer output in a predetermined repetition sequence connect, and an output circuit connected to the common multiplexer output is connected, the output circuit being arranged to the presence of a predetermined multiplexer output Signal to identify the input channel that was the source of the detected predetermined signal, and a signal output that represents the identified input channel.

Die Erfindung erlaubt, dass eine größere Anzahl von Signalen parallel unter Verwendung einer relativ einfachen Elektronik überwacht werden. Durch Vermeiden der Notwendigkeit von vielen parallelen Korrelatoren und anderer paralleler Elektronik, können die Kosten und die Komplexität bei einer Überwachung von vielen Signalen parallel stark verringert werden.The invention allows one larger number of signals monitored in parallel using relatively simple electronics become. By avoiding the need for many parallel ones Correlators and other parallel electronics, can Cost and complexity in a surveillance can be greatly reduced in parallel by many signals.

Es ist nicht beabsichtigt, dass der Ausdruck "Signalverarbeitungsvorrichtung" bedeutet, dass die Vorrichtung eine Analyse von Daten bereitstellt, sondern anstelle davon vorgesehen ist, um eine Umordnung von Daten einzuschließen.It is not intended that the The term "signal processing device" means that the device provides an analysis of data, but instead provides for it is to include reordering of data.

Vorzugsweise wird ein vorgegebenes Signal kontinuierlich an einem Eingangskanal der vorgegebenen Sequenz bereitgestellt, so dass die Ausgangsschaltung ein Signal ausgeben wird, das diesen Eingangskanal darstellt, der nachstehend als der Markiererkanal bezeichnet wird, jedes mal, wenn er mit dem Multiplexer verbunden wird. In dieser Weise wird ein "Zeitstempel" für jeden Zyklus der vorgegebenen Sequenz aufgezeichnet. Der Markiererkanal ist vorzugsweise der abschließende Eingangskanal der Sequenz.Preferably a predetermined one Signal continuously on an input channel of the given sequence provided so that the output circuit output a signal which represents this input channel, hereinafter referred to as the Marker channel is referred to every time it is connected to the multiplexer is connected. In this way, a "timestamp" for recorded each cycle of the given sequence. The marker channel is preferably the final one Sequence input channel.

Vorzugsweise wird jeder Eingangskanal mit dem Multiplexer für eine Zeit verbunden, die ausreicht, um zu bestimmen, ob das vorgegebene Signal an dem Eingang vorhanden ist, wird aber nicht für eine Zeit verbunden, die ausreicht, um zu ermöglichen, dass ein Signal, das diesen Eingangskanal darstellt, ausgegeben wird, außer wenn das vorgegebene Signal erfasst wird. Zum Beispiel können 2ns benötigt werden, um zu bestimmen, ob das vorgegebene Signal an dem Eingang vorhanden ist, und weitere 5ns können benötigt werden, um zu ermöglichen, dass das Signal, das diesen Eingangskanal darstellt, ausgegeben wird.Each input channel is preferred with the multiplexer for connected a time sufficient to determine whether the given Signal is present at the input, but will not be for a time connected which is sufficient to enable a signal to be transmitted represents this input channel is output, except when the predetermined signal is detected. For example, 2ns may be needed to determine if the given signal is present at the input is, and another 5ns can needed are going to allow that the signal representing this input channel is output becomes.

Wenn das vorgegebene Signal erfasst wird, wird der Eingangskanal vorzugsweise mit dem Multiplexereingang für eine Zeit verbunden, die ausreicht, um das Signal, das diesen Eingangskanal darstellt, an einen Datenhaltespeicher transferieren.When the given signal is detected the input channel is preferably connected to the multiplexer input for one Connected time that is sufficient to the signal that this input channel represents transfer to a data hold memory.

Vorzugsweise ist der Datenhaltespeicher mit einer Speichereinrichtung verbunden.The data retention memory is preferably connected to a storage device.

Vorzugsweise umfasst die Speichereinrichtung eine Vielzahl von Speichern und das Signal, das den identifizierten Eingangskanal darstellt, wird einem der Speicher über einen zweiten Multiplexer zugeordnet.The storage device preferably comprises a variety of memories and the signal that identified the Represents the input channel, one of the memories is via a assigned to the second multiplexer.

Vorzugsweise wird der Multiplexer durch ein Zähler gesteuert, und das Signal, das den identifizierten Eingangssignal darstellt, umfasst die Zahl, die von dem Zähler erzeugt wird.The multiplexer is preferred through a counter controlled, and the signal representing the identified input signal represents the number generated by the counter.

Vorzugsweise wird der Zähler durch einen Takt angesteuert.The counter is preferably replaced by a Clock controlled.

Vorzugsweise ist der Zähler ein selbst-herumlaufender Zähler, der angeordnet ist, um die Sequenz neu zu beginnen, nachdem ein abschließender Eingangskanal der vorgegebenen Sequenz mit dem gemeinsamen Multiplexerausgang verbunden worden ist.The counter is preferably on self-running counter, which is arranged to start the sequence again after a final Input channel of the given sequence with the common multiplexer output has been connected.

Vorzugsweise wird der Zähler durch ein UND-Gatter gesteuert, dessen erster Eingang mit dem Takt verbunden ist, und dessen zweiter Eingang über eine NICHT-Gatter mit dem gemeinsamen Multiplexerausgang verbunden ist, so dass der Zähler durch den Takt bei Abwesenheit des vorgegebenen Signals an dem gemeinsamen Multiplexerausgang inkrementiert wird und eine Inkrementierung des Takts ausgesetzt wird, wenn das vorgegebene Signal an dem gemeinsamen Multiplexerausgang ist.The counter is preferably switched off controlled an AND gate, the first input of which is connected to the clock is, and its second input on a NOT gate connected to the common multiplexer output is so that the counter goes through the clock in the absence of the predetermined signal at the common Multiplexer output is incremented and an incrementation of the clock suspended when the given signal on the common Multiplexer output is.

Vorzugsweise sind wenigstens einige der Eingangskanäle mit Detektoren verbunden.Preferably at least some are of the input channels connected to detectors.

Vorzugsweise umfasst wenigstens ein Detektor eine Einrichtung, um ein Signal zu akkumulieren, das Ereignisse darstellt, die auf diesen Detektor einfallen.Preferably comprises at least one Detector means to accumulate a signal that events represents that fall on this detector.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Detektor mit einer Detektorrücksetzeinrichtung versehen, die angeordnet, um diesen Detektor zurückzusetzen, sobald das Signal, das den Eingangskanal darstellt an diesem Datenhaltespeicher transferiert worden ist.At least one detector is preferably included a detector reset device provided that arranged to reset this detector once the signal that represents the input channel is transferred to this data hold memory has been.

Vorzugsweise wird die Detektorrücksetzeinrichtung über einen dritten Multiplexer, der Verbindungen zu jedem der Detektoren aufweist, gesteuert.The detector reset device is preferably via a third multiplexer, which has connections to each of the detectors, controlled.

Die Detektoren können Photonenmultiplizierer, Lawinen-Photodioden, hybride Dynodenverstärkte Lawinen-Photodioden oder PIN-Detektoren sein.The detectors can be photon multipliers, Avalanche photodiodes, hybrid dynode-reinforced avalanche photodiodes or PIN detectors.

Die Detektoren können angeordnet sein, um individuelle Quanten, zum Beispiel Photonen, zu erfassen. Die Photonen können durch eine Probe, die gerade überwacht wird, gestreut werden, wobei in diesem Fall die Streuung der Photonen eine Information bezüglich einer Bewegung innerhalb der Probe bereitstellen kann. Alternativ können die Photonen von einer Probe als Folge einer Anregung dieser Probe emittiert werden. Wenn dies der Fall ist, kann die charakteristische Lebensdauer der Photonenemission gemessen werden.The detectors can be arranged to be individual To capture quanta, for example photons. The photons can pass through a sample that is currently being monitored will be scattered, in which case the scattering of the photons information regarding can provide movement within the sample. alternative can the photons from a sample as a result of excitation of that sample be emitted. If this is the case, the characteristic Lifetime of the photon emission can be measured.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner eine Datenumwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Signalen, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, in eine Serie von Sätzen von Daten, wobei jeder Datensatz das Auftreten des vorgegebenen Signals an einen bestimmten Eingangskanal darstellt.The device preferably comprises furthermore a data conversion device for converting signals, stored in the storage device in a series of records of data, with each record the occurrence of the given Represents signals to a specific input channel.

Vorzugsweise umfasst die Datenumwandlungseinrichtung ein Paar von Masken und einen Zähler, der nachstehend als der Maskenzähler bezeichnet wird, wobei eine erste Maske konfiguriert ist, um den Maskenzähler zu inkrementieren, wenn ein Signal, das den Markiererkanal der Sequenz darstellt, von dem Speicher ausgegeben wird, und wobei eine zweite Maske konfiguriert ist, um die Inhalte des Maskenspeichers an einen Speicher zu transferieren, wenn ein Signal, das einen vorgegebenen Eingang darstellt, von dem Speicher ausgegeben wird.The data conversion device preferably comprises a pair of masks and a counter, which is referred to below as the mask counter is referred to, wherein a first mask is configured to the mask counters to increment when a signal that is the marker channel of the sequence from which memory is output, and wherein a second Mask is configured to transfer the contents of the mask memory to a Memory transfer when a signal that has a predetermined Represents input from which memory is output.

Die Datenumwandlungseinrichtung kann drei Masken und einen Zähler, der nachstehend als ein Maskenzähler bezeichnet wird, umfassen, wobei eine erste Maske konfiguriert ist, um den Maskenzähler um einen ersten vorgegebenen Betrag zu inkrementieren, wenn ein Signal, das den Markiererkanal der Sequenz darstellt, von dem Speicher ausgegeben wird, wobei ein zweite Maske konfiguriert ist, um den Maskenzähler um einen zweiten vorgegebenen Betrag zu inkrementieren, wenn ein Signal, das einen anderen Eingangskanal als einen vorgegebenen Eingangs- oder den Markiererkanal darstellt, von dem Speicher ausgegeben wird, und wobei eine dritte Maske konfiguriert ist, um die Inhalte des Maskenzählers an einen Speicher zu transferieren, wenn ein Signal, das den vorgegebenen Eingang darstellt, von dem Speicher ausgegeben wird.The data conversion device can have three Masks and a counter, which is referred to below as a mask counter is referred to, wherein a first mask is configured, around the mask counter to increment a first predetermined amount when a Signal representing the marker channel of the sequence from the memory is output, with a second mask configured to the mask counters to increment a second predetermined amount if a Signal that has an input channel other than a given input or represents the marker channel from which memory is output, and wherein a third mask is configured to display the contents of the mask counter to transfer to a memory when a signal that meets the given Represents input from which memory is output.

Vorzugsweise wird der Maskenzähler zurückgesetzt, sobald dessen Inhalte an den Speicher transferiert worden sind.The mask counter is preferably reset, as soon as its contents have been transferred to the memory.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Signalverarbeitung vorgesehen, umfassend die folgenden Schritte: Verbinden jedes Kanals einer Vielzahl von Eingangskanälen in einer vorgegebenen Wiederholungssequenz mit einem gemeinsamen Multiplexerausgang über jeweilige Multiplexereingänge, und Verbinden des gemeinsamen Multiplexerausgangs mit einer Ausgangsschaltung, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Erfassen der Anwesenheit eines vorgegebenen Signals an dem gemeinsamen Multiplexerausgang, Identifizieren des Eingangskanals, der die Quelle der erfassten vorgegebenen Signals war, und Ausgeben eines Signals, das den identifizierten Eingangskanal darstellt.In accordance with a second Aspect of the invention provides a method for signal processing, comprising the following steps: connecting each channel of a plurality of input channels in a given repeat sequence with a common one Multiplexer output via respective multiplexer inputs, and connecting the common multiplexer output to an output circuit, the method further comprising the steps of: detecting the presence of a predetermined signal at the common multiplexer output, Identify the input channel that is the source of the captured predetermined signal, and outputting a signal identifying the identified Represents input channel.

Das Verfahren kann irgendeine der voranstehend erwähnten Vorrichtungen beinhalten.The method can be any of the mentioned above Include devices.

Die Erfindung ist insbesondere geeignet für Massenansammlungen, wie in der Mikrobiologie, DNA, RNA, und der Überprüfung von neuen Medikamenten und neuen chemischen Substanzen verwendet.The invention is particularly suitable for mass gatherings, like in microbiology, DNA, RNA, and new drug review and new chemical substances used.

Eine spezifische Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:A specific embodiment The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings are described. In the drawings demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Verarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung; 1 is a schematic representation of a processing device in accordance with the invention;

2 eine schematische Darstellung eines Detektors, der einen Teil der in 1 gezeigten Verarbeitungsvorrichtung bildet; 2 is a schematic representation of a detector that a part of the in 1 processing device shown forms;

3a und 3b schematische Darstellungen von Speicher-Befragungsschaltungen, die verwendet werden können, um Daten abzuleiten, die von der in 1 gezeigten Verarbeitungsvorrichtung aufgezeichnet werden; und 3a and 3b schematic diagrams of memory interrogation circuits that can be used to derive data from that in 1 processing device shown are recorded; and

4 eine schematische Darstellung eines agilen Frequenzübertragungssystems, mit dem die Erfindung zusammengebaut werden kann. 4 is a schematic representation of an agile frequency transmission system with which the invention can be assembled.

1 zeigt schematisch eine Verarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung. Die Verarbeitungsvorrichtung umfasst 128 optische Detektoren 1, die jeweils mit einem Eingang eines Multiplexers 2 verbunden sind, obwohl nur drei der optischen Detektoren 1a–c in 1 zur einfacheren Darstellung gezeigt sind. Ein abschließender Eingang (Eingangsnummer 128) des Multiplexers 2 ist mit einer Spannungsquelle 3 verbunden, die auf einem ausreichend hohen Pegel gehalten wird, dass der Eingang ein logisches Hoch darstellt. Der Multiplexer 2 weist einen einzelnen Ausgang 4 auf, der mit einem Haltespeicher 5 verbunden ist. Der Multiplexer 2 wird durch einen selbst-umlaufenden Zähler 6 angesteuert (der Zähler 6 ist mit dem Multiplexer 2 über einen Bus verbunden). Der Zähler 6 wird durch ein UND-Gatter 8 gesteuert, das mit einem Takt 7 und mit einem NICHT-Gatter 9 verbunden ist, das angeordnet ist, um den Ausgang des Haltespeichers 5 zu invertieren. 1 shows schematically a processing device in accordance with the invention. The processing device comprises 128 optical detectors 1 , each with an input of a multiplexer 2 are connected, although only three of the optical detectors 1a-c in 1 are shown for ease of illustration. A final entrance (entrance number 128 ) of the multiplexer 2 is with a voltage source 3 connected, which is kept at a sufficiently high level that the input represents a logic high. The multiplexer 2 has a single exit 4 on that with a latch 5 connected is. The multiplexer 2 is by a self-rotating counter 6 controlled (the counter 6 is with the multiplexer 2 connected via a bus). The counter 6 is through an AND gate 8th controlled that with one beat 7 and with a NOT gate 9 connected, which is arranged to the output of the latch 5 to invert.

Bei der Verwendung wird der Zähler 6 gestartet und erzeugt einen Ausgang '1', was den Multiplexer veranlasst den ersten optischen Detektor 1a mit dem Ausgang 4 zu verbinden. Wenn kein Signal von dem ersten optischen Detektor 1a vorhanden ist bleibt der Ausgang 4 von dem Multiplexer 2 niedrig. Der Zähler 6 setzt einen Betrieb kontinuierlich fort und erzeugt einen Ausgang '2', wodurch der Multiplexer 2 veranlasst wird, den zweiten optischen Detektor 1b mit dem Ausgang 4 zu verbinden. Wenn kein Signal von dem zweiten optischen Detektor 1b vorhanden ist, dann bleibt der Ausgang 4 von dem Multiplexer 2 niedrig. Der Zähler 6 wird dann den Multiplexer veranlassen den dritten optischen Detektor 1c mit dem Ausgang 4 zu verbinden. Dies wird sich für die gesamte Sequenz von 128 optischen Detektoren 1, die mit dem Multiplexer verbunden sind, fortsetzen, unter der Annahme, dass kein Signal von den optischen Detektoren 1 vorhanden ist. Wenn der Zähler 6 einen Ausgang erzeugt, der der Zahl des abschließenden Eingangs des Multiplexers 2 (d.h. 128) entspricht, wird die Spannungsquelle 3 mit dem Ausgang 4 verbunden werden.When using the counter 6 started and produces an output '1', which causes the multiplexer to the first optical detector 1a with the exit 4 connect to. If no signal from the first optical detector 1a the exit remains 4 from the multiplexer 2 low. The counter 6 continues operation and produces an output '2', causing the multiplexer 2 is caused, the second optical detector 1b with the exit 4 connect to. If no signal from the second optical detector 1b then the exit remains 4 from the multiplexer 2 low. The counter 6 will then cause the multiplexer the third optical detector 1c with the exit 4 connect to. This will apply to the entire sequence of 128 optical detectors 1 that are connected to the multiplexer, assuming there is no signal from the optical detectors 1 is available. If the counter 6 produces an output equal to the number of the final input of the multiplexer 2 (ie 128) corresponds to the voltage source 3 with the exit 4 get connected.

Wenn die Spannungsquelle 3 mit dem Ausgang 4 verbunden ist, dann geht der Ausgang des Haltespeichers 5 hoch und der Ausgang des NICHT-Gatters 9 geht auf niedrig. Der niedrige Ausgang von dem NICHT-Gatter 8 stoppt einen Betrieb des Zählers 6 über das UND-Gatter 8.If the voltage source 3 with the exit 4 is connected, then the output of the latch goes 5 high and the output of the NOT gate 9 goes low. The low output from the NOT gate 8th stops operation of the counter 6 over the AND gate 8th ,

Ein Datenhaltespeicher 10 ist mit dem Zähler 6 verbunden und wird durch den Haltespeicher 5 gesteuert. Der Datenhaltespeicher 10 wird eingeschaltet, wenn der Ausgang des Haltespeichers 5 auf hoch geht, und die Zahl, die von dem Zähler 6 erzeugt wird, wird an dem Datenhaltespeicher 10 über einen Bus transferiert. In dem vorliegenden Fall ist die Zahl, die an den Datenhaltespeicher 10 transferiert wird, '128', d.h. die Nummer des Multiplexereingangs, der mit der Spannungsquelle 3 verbunden ist. Die Zahl, die in dem Datenhaltespeicher 10 gehalten wird, wird an einen Speicher 12 transferiert. In diesem Beispiel umfasst der Speicher 12 drei getrennte Speicher 12a–c und Daten werden den getrennten Speichern über einen zweiten Multiplexer 11 zugeordnet. Bei dem zweiten Multiplexer 11 handelt es sich um einen 1-zu-N Typ, und er wird von den Multiplexer-Kontroller 11a gesteuert.A data hold 10 is with the counter 6 connected and is through the latch 5 controlled. The data retention memory 10 turns on when the output of the latch 5 goes high and the number by the counter 6 is generated on the data hold memory 10 transferred over a bus. In the present case, the number that is attached to the data latch 10 is transferred, '128', ie the number of the multiplexer input connected to the voltage source 3 connected is. The number that is in the data hold 10 is held to a memory 12 transferred. In this example, the memory includes 12 three separate memories 12a-c and data is stored separately via a second multiplexer 11 assigned. The second multiplexer 11 it is a 1-to-N type and it is used by the multiplexer controller 11a controlled.

Der Haltespeicher 5 kann auf einen niedrigen Ausgang zurückgesetzt werden, sobald die Zahl, die von dem Zähler 6 erzeugt wird, an den Datenhaltespeicher 10 transferiert worden ist. Der Ausgang des NICHT-Gatters 9 wird auf hoch gehen, wenn der Haltespeicher 5 zurückgesetzt wird, wobei der Ausgang des UND-Gatters 8 veranlasst wird auf hoch zu gehen, wodurch ein Betrieb des Zählers 6 erneut begonnen wird. Bei dem Zähler 6 handelt es sich um eine selbst-umlaufenden Typ, und da er bereits den Ausgang '128' erzeugt hat, wird er automatisch umlaufen und wird einen Ausgang '1', gefolgt von '2', etc., erzeugen. Der Multiplexer 2 wird somit erneut mit den Ausgängen von jedem der optischen Detektoren 1 verbunden, wie voranstehend beschrieben. Eine Verzögerung (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Daten an den Datenhaltespeicher 10 vor dem erneuten Betrieb des Zählers 6 und des Multiplexers 2 transferiert worden sind.The latch 5 can be reset to a low output once the number given by the counter 6 is generated to the data hold memory 10 has been transferred. The output of the NOT gate 9 will go high when the latch 5 is reset, the output of the AND gate 8th is caused to go high, causing the counter to operate 6 is started again. At the counter 6 it is a self-circulating type, and since it has already generated output '128' it will automatically circulate and will produce an output '1' followed by '2', etc. The multiplexer 2 is thus again connected to the outputs of each of the optical detectors 1 connected as described above. A delay (not shown) can be used to ensure that the data is held in the data latch 10 before the meter is operated again 6 and the multiplexer 2 have been transferred.

Wenn zum Beispiel der Ausgang von sämtlichen optischen Detektoren 1 über fünf Zyklen des Multiplexers 2 niedrig bleibt, wird der Speicher 12 die Zahl '128' fünf mal nacheinander enthalten. Der abschließende Eingangskanal des Multiplexers 2 ist effektiv ein Markiererkanal, der einen Ausgang für jeden Zyklus des Multiplexers bereitstellt. Wenn ein Ereignis an einem der optischen Detektoren 1 erfasst wird, dann wird die Zahl, die von dem Zähler 6 erzeugt wird und die diesen Detektor 1 darstellt, von dem Zähler 6 über den Datenhaltespeicher 10 und den zweiten Multiplexer 11 in den Speicher 12 transferiert werden. Für dünnbesiedelte bzw. seltene Daten, bei denen die Wahrscheinlichkeit, dass ein optischer Detektor 1 ein Photon erfasst, gering ist, können die Inhalte des Speichers 12 zum Beispiel wie folgt sein: 128, 128, 128, 36, 128, 93, 128, 128, 128, 7, 128 ...For example, if the output of all optical detectors 1 over five cycles of the multiplexer 2 remains low, the memory 12 contain the number '128' five times in succession. The final input channel of the multiplexer 2 is effectively a marker channel that provides one output for each cycle of the multiplexer. When an event occurs on one of the optical detectors 1 is detected then the number by the counter 6 is generated and this detector 1 represents from the counter 6 via the data retention memory 10 and the second multiplexer 11 in the store 12 be transferred. For sparsely populated or rare data where the likelihood of an optical detector 1 if a photon is detected, the contents of the memory can be low 12 for example be as follows: 128, 128, 128, 36, 128, 93, 128, 128, 128, 7, 128 ...

Um die zeitliche Auflösung der Schaltung zu maximieren wird die Frequenz des Zählers 6 so hoch wie möglich gesetzt. Der begrenzende Faktor für die Zählerfrequenz ist die Geschwindigkeit eines Betriebes des Haltespeichers 5. Die Zählerfrequenz muss derart sein, dass dann, wenn der Multiplexer 2 einen hohen Ausgang bereitstellt, der Zähler 6 gestoppt wird, bevor er weiter inkrementiert, so dass die Zahl an dem Zähler 6 in dem Datenhaltespeicher 10 transferiert werden kann.In order to maximize the temporal resolution of the circuit, the frequency of the counter 6 set as high as possible. The limiting factor for the counter frequency is the speed of operation of the latch 5 , The counter frequency must be such that when the multiplexer 2 provides a high output, the counter 6 is stopped before it continues to increment, so the number on the counter 6 in the data hold memory 10 can be transferred.

Daten werden dem Speicher 12 über den zweiten Multiplexer 11 zugeordnet, der von dem Multiplexer-Kontroller 11a gesteuert wird. Der Multiplexer kann in zwei verschiedenen Moden arbeiten.Data becomes memory 12 via the second multiplexer 11 assigned by the Mul tiplexer controller 11a is controlled. The multiplexer can work in two different modes.

In den ersten Betriebsmodus wird der erste Speicher 12a mit Daten versehen, bis er voll ist, woraufhin die Daten an dem zweiten Speicher 12b gerichtet werden, wonach Daten an dem dritten Speicher 12c gesendet werden. Weitere Speicher (nicht gezeigt) können je nach Anforderung verwendet werden. Die Vielzahl von Speichern 12a–c ist vorteilhaft, weil Daten von einen Speicher, zum Beispiel im Speicher 12a, transferiert und analysiert werden müssen, während ein anderer Speicher, zum Beispiel der Speicher 12b, gerade aufgefüllt wird, so dass eine Analyse von Daten in den Speichern 12a–e nahtlos ist.In the first operating mode, the first memory 12a provided with data until it is full, whereupon the data in the second memory 12b are then directed to data at the third memory 12c be sent. Additional memories (not shown) can be used as required. The multitude of stores 12a-c is advantageous because data from a memory, for example in memory 12a , must be transferred and analyzed while another memory, for example the memory 12b , is being replenished so that an analysis of data in the memories 12a-e is seamless.

In einem zweiten Betriebsmodus wird ein erstes Datenelement durch den Multiplexer 11 an den ersten Speicher 12a gerichtet, und ein nachfolgendes Datenelement wird von dem Multiplexer 11 an den zweiten Speicher 12b gerichtet. Ein drittes Datenelement wird von dem Multiplexer 11 an den Speicher 12a etc. gerichtet, so dass Datenelemente zwischen den ersten und zweiten Speichern 12a, 12b abwechseln. Dieser Betriebsmodus ist vorteilhaft, weil er erlaubt, dass Daten an den Speicher 12 schnell transferiert werden, und er ist nützlich, wenn die Rate von Daten, die an den Datenhaltespeicher 10 ankommen, größer als die maximale Eingangsrate eines einzelnen Speichers ist. Die Anzahl von Speichern können gewählt werden, um eine benötigte maximale Speichereingangsrate bereitzustellen.In a second operating mode, a first data element is generated by the multiplexer 11 to the first store 12a is directed, and a subsequent data item is sent from the multiplexer 11 to the second store 12b directed. A third data element is from the multiplexer 11 to the store 12a etc. directed so that data elements between the first and second memories 12a . 12b alternate. This mode of operation is advantageous because it allows data to be sent to memory 12 can be transferred quickly, and it is useful when the rate of data attached to the data latch 10 arrive is greater than the maximum input rate of a single memory. The number of memories can be chosen to provide a required maximum memory input rate.

Ein dritter Multiplexer (nicht gezeigt) ist angeordnet, um parallel zu dem ersten Multiplexer 2 zu arbeiten, und bei ihm handelt es sich um einen 1-zu-N Typ. Der dritte Multiplexer wird von dem Zähler 6 inkrementiert. Der Ausgang des dritten Multiplexers ist mit einem Rücksetzeingang eines optischen Detektors 1 in einer Konfiguration entsprechend zu der Verbindung der optischen Detektoren 1 mit dem ersten Multiplexer 2 verbunden. Der Eingang des dritten Multiplexers mit dem Haltespeicher 5 ist so verbunden, dass ein optischer Detektor 1, der ein Ereignis erfasst hat, zurückgesetzt wird, sobald die Zählerausgangszahl, die diesen Detektor 1 spezifiziert, an den Datenhaltespeicher 10 transferiert worden ist.A third multiplexer (not shown) is arranged to be parallel to the first multiplexer 2 to work, and it's a 1-to-N type. The third multiplexer is from the counter 6 incremented. The output of the third multiplexer is with a reset input of an optical detector 1 in a configuration corresponding to the connection of the optical detectors 1 with the first multiplexer 2 connected. The input of the third multiplexer with the latch 5 is connected to an optical detector 1 that has detected an event is reset as soon as the counter output number that this detector 1 specified to the data hold memory 10 has been transferred.

Die in 1 gezeigten optischen Detektoren 1 werden benötigt, um einen gehaltenen hohen Ausgang bereitzustellen, wenn ein optisches Ereignis erfasst wird. Eine geeignete Schaltung für einen optischen Detektor 1 ist in 2 gezeigt. Ein Photonenzähldetektor 13 ist über einen Verstärker 14 mit einem Schalter 15 verbunden. Wenn der Schalter 15 in der Konfiguration ist, die in 2 gezeigt ist, ist der Ausgang von dem Verstärker 14 mit einem Unterscheider 16, gefolgt von einer Vorskalierungsschaltung 17, verbunden. Der Ausgang von der Vorskalierungsschaltung 17 ist über ein ODER-Gatter 18 mit einem Haltespeicher 19 verbunden. In der ersten Konfiguration stellt die Schaltung einen gehaltenen hohen Ausgang bereit, wenn eine vorgegebene Anzahl von Photonen erfasst worden sind. Wenn der Schalter in der entgegengesetzten Konfiguration zu derjenigen ist, die gezeigt ist, wird der Ausgang von dem Verstärker 14 mit einer Seite eines Kondensators 20 verbunden. Eine entgegengesetzte Seite des Kondensators 20 wird über einen Unterscheider (Diskriminator) 21 mit dem ODER-Gatter 18 und von dort mit dem Haltespeicher 19 verbunden. In der zweiten Konfiguration stellt die Schaltung einen gehaltenen hohen Ausgang bereit, wenn ein bestimmtes analoges Integral von Photonen erfasst worden ist.In the 1 shown optical detectors 1 are required to provide a sustained high output when an optical event is detected. A suitable circuit for an optical detector 1 is in 2 shown. A photon count detector 13 is about an amplifier 14 with a switch 15 connected. If the switch 15 in the configuration that is in 2 is the output from the amplifier 14 with a discriminator 16 followed by a pre-scaling circuit 17 , connected. The output from the prescaling circuit 17 is over an OR gate 18 with a latch 19 connected. In the first configuration, the circuit provides a sustained high output when a predetermined number of photons have been detected. If the switch is in the opposite configuration to that shown, the output from the amplifier 14 with one side of a capacitor 20 connected. An opposite side of the capacitor 20 is made via a discriminator 21 with the OR gate 18 and from there with the latch 19 connected. In the second configuration, the circuit provides a sustained high output when a certain analog integral of photons has been detected.

Die in 2 gezeigt Schaltung ist lediglich als ein Beispiel vorgesehen und andere Schaltungen können angeordnet werden, um einen gehaltenen hohen Ausgang als Reaktion auf erfasste Ereignisse bereitzustellen. Derartige Schaltungen können eine digitale Vorskalierungs-Integration und Differenzierung, einen linearen oder nicht-linearen Betrieb des Verstärkers, und eine Signalmultiplikation oder Inversion einschließen.In the 2 Circuitry shown is provided by way of example only and other circuitry may be arranged to provide a sustained high output in response to sensed events. Such circuits may include digital pre-scaling integration and differentiation, linear or non-linear operation of the amplifier, and signal multiplication or inversion.

Eine zur Analyse der Inhalte des Speichers 12 geeignete Schaltung ist in 3a gezeigt. Die Schaltung umfasst zwei digitale Masken 22, 23, einen Zähler 24, der mit dem Ausgang der digitalen Masken 22, 23 verbunden ist, und einen Ausgangspuffer 25. Bei der Verwendung ist die erste digitale Maske 22 konfiguriert, um einen hohen Ausgang nur dann bereitzustellen, wenn eine Zahl, die den Markiererkanaleingang des ersten Multiplexers 2 (d.h. den Eingang 128) darstellt, gelesen wird. Der Ausgang von der ersten Maske 22 veranlasst den Zähler 24 zu einer Inkrementierung, jedes mal wenn die Zahl '128' von dem Speicher 12 ausgegeben wird. Die zweite digitale Maske 23 ist konfiguriert, um einen hohen Ausgang immer dann bereitzustellen, wenn der Speicher 12 eine Zahl ausgibt, die einem vorgewählten Detektor entspricht (z.B. eine Detektornummer 73). Wenn der Speicher die Nummer bzw. Zahl ausgibt, die dem vorgewählten Detektor entspricht, stellt die zweite Maske 23 einen hohen Ausgang bereit. Der hohe Ausgang von der zweiten Maske 23 bewirkt, dass der Inhalt des Ausgangspuffers 25 gelesen wird und der Zähler 24 zurückgesetzt wird. Somit gibt der Ausgangspuffer 25 eine Zahl aus, die der Anzahl von Zyklen des Multiplexers 2 entspricht, die zwischen der Erfassung von Ereignissen an dem vorgewählten Detektor auftreten.One for analyzing the contents of the memory 12 suitable circuit is in 3a shown. The circuit comprises two digital masks 22 . 23 , a counter 24 with the output of the digital masks 22 . 23 is connected, and an output buffer 25 , When using is the first digital mask 22 configured to provide a high output only if a number represents the marker channel input of the first multiplexer 2 (ie the entrance 128 ) is read. The exit from the first mask 22 initiates the counter 24 increment each time the number '128' from memory 12 is issued. The second digital mask 23 is configured to provide a high output whenever the memory 12 outputs a number that corresponds to a preselected detector (e.g. a detector number 73 ). When the memory outputs the number or number that corresponds to the preselected detector, the second mask 23 a high exit ready. The high exit from the second mask 23 causes the content of the output buffer 25 is read and the counter 24 is reset. Thus the output buffer gives 25 a number equal to the number of cycles of the multiplexer 2 corresponds to that occurring between the detection of events on the preselected detector.

Die Rate, bei der Daten von dem Speicher 12 ausgegeben werden können, ist durch die Betriebsgeschwindigkeit des Zählers 24 begrenzt. Der Ausgang der zweiten Maske 23 kann mit einer Verzögerungsschaltung (nicht gezeigt) verbunden sein, die angeordnet ist, um eine Datenausgabe von dem Speicher 12 zu stoppen, bis die Inhalte des Ausgangspuffers gelesen worden sind und der Zähler 24 zurückgesetzt worden ist.The rate at which data from memory 12 can be output by the operating speed of the counter 24 limited. The exit of the second mask 23 may be connected to a delay circuit (not shown) arranged to output data from the memory 12 stop until the contents of the output buffer have been read and the counter 24 has been reset.

Sobald der Speicher 12 in Bezug auf den vorgewählten Detektor (z.B. eine Detektornummer 73, wie voranstehend beschrieben) befragt worden ist, wird die zweite digitale Maske 23 gesetzt, um den Speicher 12 nach einem weiteren vorgewählten Detektor, zum Beispiel der Nummer 74, zu befragen. Eine Vielzahl von Maskenpaaren (in 3a nicht gezeigt) können verwendet werden, um gleichzeitig den Speicher 12 in Bezug auf eine Vielzahl von vorgewählten Detektoren zu analysieren.Once the store 12 in relation to the preselected detector (e.g. a detector number 73 , as described above), the second digital mask 23 set to the Storage 12 to ask for another pre-selected detector, for example number 74. A variety of mask pairs (in 3a not shown) can be used to simultaneously access the memory 12 to analyze in relation to a variety of preselected detectors.

Wie in Bezug auf 1 beschrieben kann der Speicher 12 einen Satz von Speichern 12a–e umfassen. Wenn dies der Fall ist, kann der Speicher 12 so angeordnet sein, dass ein ersten Speicher 12a befragt wird, während gerade ein zweiter Speicher 12b mit Daten gefüllt wird. Wenn die Befragung ausreichend schnell ist, wird sie abgeschlossen sein, bevor der zweite Speicher 12b gefüllt ist. Der erste Speicher kann dann mit Daten gefüllt werden, wenn der zweite Speicher 12b befragt wird, etc. 1n dieser Weise ist es möglich kontinuierlich das Feld von Detektoren 1 unter Verwendung einer Verarbeitungsvorrichtung mit zwei Speichern 12a, 12b zu analysieren.As for 1 the memory can be written 12 a set of memories 12a-e include. If so, the memory can 12 be arranged so that a first memory 12a is interviewed while a second memory is in progress 12b is filled with data. If the survey is fast enough, it will be completed before the second store 12b is filled. The first memory can then be filled with data if the second memory 12b is interviewed, etc. In this way it is possible to continuously use the field of detectors 1 using a processing device with two memories 12a . 12b analyze.

Daten von den Ausgangspuffer 25 können analysiert werden, indem ein Impulsankunftsverteilungs- oder anderes Analyseverfahren verwendet wird und die Ergebnisse an einen Speicher mit Adressen gerichtet werden, die den vorgewählten Detektoren entsprechen. Eine nicht-lineare Timing-Schaltung (Zeitsteuerungsschaltung), wie in der PCT/GB98/03093 beschreiben, kann verwendet werden, um Daten schnell zu analysieren und Daten in eine kompakte Form umzuwandeln.Data from the output buffer 25 can be analyzed using a pulse arrival distribution or other analysis method and the results sent to a memory with addresses corresponding to the preselected detectors. A non-linear timing circuit (timing circuit) as described in PCT / GB98 / 03093 can be used to quickly analyze data and convert data to a compact form.

Die Verarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung kann für eine Anzahl von Anwendungen verwendet werden. Einige von diesen Anwendungen werden nachstehend beschrieben; andere Anwendungen sind für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet ersichtlich.The processing device in accordance with the invention can for a number of applications are used. Some of these applications are described below; other applications are for the average person evident in the technical field.

Die Verarbeitungsvorrichtung kann verwendet werden, um Photonen zu erfassen, die von einem Feld von 100 biologischen Proben emittiert werden. Dies kann z.B. unter Verwendung der Vorrichtung, wie in 1 dargestellt, mit 100 Detektoren 1, die mit dem Multiplexer 2 verbunden sind, durchgeführt werden. In einer vorteilhaften Anordnung wird der Takt 7 gesetzt, um den Zähler 6 bei jeden 2ns (wobei 2ns die Zeit ist, die benötigt wird, um zu bestimmen, ob der Ausgang eines Detektors 1 hoch ist), zu inkrementieren, so dass die Zeit, die zum Scannen der 100 Detektoren 1 benötigt wird, 200ns beträgt. Wenn der Ausgang von einem Detektor hoch ist, beträgt die Zeit, die zum Transferieren der Zahl an dem Zähler 6 an den Speicher 12 benötigt wird, 5ns. Somit werden ungefähr 205ns benötigt, um den Multiplexer 2 „abzuscannen", unter der Annahme, dass keine Ereignisse erfasst werden (die zusätzlichen 5ns entsprechen dem abschließenden Eingang des Multiplexers, der mit der Spannungsquelle 3 verbunden ist).The processing device can be used to detect photons emitted from an array of 100 biological samples. This can be done, for example, using the device as in 1 shown with 100 detectors 1 using the multiplexer 2 are connected. In an advantageous arrangement, the clock 7 set to the counter 6 at every 2ns (where 2ns is the time it takes to determine if the output of a detector 1 is high), increment so that the time it takes to scan the 100 detectors 1 is required is 200ns. If the output from a detector is high, the time to transfer the number to the counter is 6 to the store 12 needed, 5ns. Thus approximately 205ns are required to the multiplexer 2 "Scan", assuming that no events are detected (the additional 5ns corresponds to the final input of the multiplexer that is connected to the voltage source 3 connected is).

Unter Annahme eines Durchschnitts von 10.000 Photonenzählungen pro Detektor pro Sekunde würde die gesamte Photoneneingabe an die Verarbeitungsvorrichtung 1.000.000 Photonen pro Sekunde sein. Da die Anzahl von Photonen, die an den Detektoren ankommen, ungefähr 1.000.000 pro Sekunde ist, wird ein Photon im Durchschnitt einmal bei jeden fünf Abtastungen erfasst werden. Somit beträgt die Bandbreite jedes optischen Detektors ungefähr 5 MHz. Diese Bandbreite ist ideal geeignet für Photonenkorrelations- und Anzahlschwankungs-Spektroskopiemessungen.Assuming an average out of 10,000 photon counts per detector per second would total photon input to the processing device 1,000,000 Be photons per second. Because the number of photons that are on the detectors arrive, about Is 1,000,000 per second, a photon is on average once every five Samples are captured. So the bandwidth is each optical Detector approximately 5 MHz. This bandwidth is ideal for photon correlation and Number fluctuation spectroscopy measurements.

Eine nahtlose und kontinuierliche Analyse von Daten von der Verarbeitungsvorrichtung, wenn die Daten durch eine einzelne Analyseschaltung unter Verwendung eines Paars von Aufgaben (Tasks) analysiert werden, wie voranstehend in Bezug auf 3a beschrieben, würde eine Analyseschaltung erfordern, die bei 100 MHz arbeitet. Signalprozessoren, die in diesem Frequenzbereich arbeiten, sind in dem technischen Gebiet bekannt.A seamless and continuous analysis of data from the processing device when the data is analyzed by a single analysis circuit using a pair of tasks, as described above in relation to FIG 3a would require an analysis circuit that operates at 100 MHz. Signal processors operating in this frequency range are known in the technical field.

Die in 3a gezeigte Schaltung ist nützlich zum Analysieren der Inhalte des Speichers 12, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass mehr als ein Ereignis gerade während eines einzelnen Scans des ersten Multiplexers 2 erfasst wird, gering ist. Immer dann, wenn ein Ereignis während eines Zyklus des Multiplexers erfasst wird, wird die Zeit, die benötigt wird, um diesen Zyklus abzuschließen, länger sein als die Zeit, die benötigt wird, um den Zyklus abzuschließen, wenn kein Ereignis erfasst werden würde. Der Grund hierfür besteht darin, dass Zeit benötigt wird, um die Zahl, die den relevanten Detektor darstellt, an den Datenhaltespeicher 10 zu transferieren. Diese Erhöhung der Zykluszeit weist einen sehr geringen Effekt auf die Genauigkeit der Zeit auf, die für ein gegebenes Ereignis aufgezeichnet wird, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass mehr als ein Ereignis während eines einzelnen Scans des ersten Multiplexers 2 erfasst wird, gering ist. Wenn die Vorrichtung jedoch verwendet wird, um Daten zu erfassen, die nicht dünn besiedelt sind, dann wird die Genauigkeit der Zeitmessung abnehmen, wenn die Dichte von diesen Daten zunimmt.In the 3a The circuit shown is useful for analyzing the contents of the memory 12 if the likelihood of more than one event happening during a single scan of the first multiplexer 2 is detected is low. Whenever an event is detected during a cycle of the multiplexer, the time it takes to complete that cycle will be longer than the time it takes to complete the cycle if no event were detected. The reason for this is that time is required to store the number that represents the relevant detector at the data hold 10 to transfer. This increase in cycle time has a very small effect on the accuracy of the time recorded for a given event, if the likelihood of more than one event during a single scan of the first multiplexer 2 is detected is low. However, if the device is used to acquire data that is not sparsely populated, the accuracy of the time measurement will decrease as the density of this data increases.

3b zeigt eine Schaltung, die eine genaue Zeitmessung unabhängig davon bereit stellen wird, ob die Daten, die von der Verarbeitungsvorrichtung erfasst werden, dünn besiedelt sind oder nicht. Die Schaltung umfasst drei digitale Masken 26–28. Eine erste von diesen digitalen Masken ist konfiguriert, um einen Ausgang bereit zu stellen, wenn eine Zahl, die den höchsten Eingang des ersten Multiplexers 2 (d. h. den Eingang 128) darstellt, gelesen wird. Die Maske 26 gibt die Zahl 128 aus, die einem Zähler 29 eingegeben wird. Somit wird für jeden Zyklus der Verarbeitungsvorrichtung der Zähler 29 um 128 inkrementiert. Die zweite digitale Maske 27 ist konfiguriert, um einen Ausgang bereit zu stellen, wenn eine Zahl, die irgendeinen der Eingänge des ersten Multiplexers 2 darstellt, außer die Eingangszahl 128 oder den interessierenden Eingang, von dem Speicher ausgegeben wird. Diese Maske gibt eine Zahl aus, die die Zusatzzeit darstellt, die zu diesem Zyklus des Multiplexers 2 als Folge der Erfassung eines unerwarteten Ereignisses hinzugefügt wird. In diesem Fall ist die Zahl 3. Somit ist die Gesamtzahl, die in dem Zähler 29 gehalten wird, die Summe der Anzahl von Zyklen des Multiplexers 2, multipliziert mit 128 plus der Anzahl, wie oft ein Ereignis an einem anderen Detektor als dem interessierenden Detektor multipliziert mit 3 erfasst worden ist. Die Gesamtzeit, die an dem Zähler aufgezeichnet wird, berücksichtigt somit jedes Ereignis, das auf den Multiplexer 2 einfällt. 3b Figure 10 shows a circuit that will provide accurate timing regardless of whether the data captured by the processing device is sparsely populated or not. The circuit comprises three digital masks 26-28 , A first of these digital masks is configured to provide an output if a number that is the highest input of the first multiplexer 2 (ie the entrance 128 ) is read. The mask 26 gives the number 128 from that a counter 29 is entered. Thus, for each cycle of the processing device, the counter 29 around 128 incremented. The second digital mask 27 is configured to provide an output if a number represents any of the inputs of the first multiplexer 2 represents, except the input number 128 or the input of interest from which memory is output. This mask outputs a number that represents the additional time to this cycle of the multiplexer 2 is added as a result of the detection of an unexpected event. In this case is the number 3 , Thus, the total number in the counter 29 is held, the sum of the number of cycles of the multiplexer 2 , multiplied by 128 plus the number of times an event was detected on a detector other than the detector of interest multiplied by 3. The total time recorded on the counter thus takes into account every event that occurs on the multiplexer 2 incident.

Die dritte digitale Maske 28 ist konfiguriert, um einen hohen Ausgang bereit zu stellen, wenn eine Zahl, die den interessierenden Detektor darstellt, von dem Speicher 12 ausgegeben wird. Wenn dies auftritt, werden die Inhalte eines Ausgangspuffers 30, der mit dem Zähler 29 verbunden ist, gelesen, und der Zähler 29 wird zurückgesetzt. Der Ausgangspuffer 30 gibt somit eine Serie von Zahlen aus, die genau die Zeit zwischen aufeinander folgenden Ereignissen an dem interessierenden Detektor darstellen.The third digital mask 28 is configured to provide a high output when a number representing the detector of interest is from memory 12 is issued. When this occurs, the contents of an output buffer 30 with the counter 29 connected, read, and the counter 29 is reset. The output buffer 30 thus outputs a series of numbers that represent exactly the time between successive events at the detector of interest.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf die Erfassung und Korrelation von experimentellen Daten beschrieben worden ist, kann die Erfindung in einer breiten Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Z. B. kann die Erfindung in dem Gebiet von Kommunikationen verwendet werden und kann insbesondere verwendet werden, um einen schnellen Frequenzscan bereitzustellen.Although the invention is related to described the collection and correlation of experimental data the invention can be used in a wide variety of applications be used. For example, the invention can be in the field of communications can be used and in particular can be used to create a to provide a fast frequency scan.

In dem technischen Gebiet ist bekannt, dass Kommunikationen durch die Verwendung einer sogenannten agilen Frequenzübertragung, bei der die Frequenz eines übertragenen Signals in Übereinstimmung mit einem voreingestellten Muster springt, sicherer gemacht werden können. Dies wird durchgeführt, um einer dritten Partei zu erschweren, einen signifikanten Teil einer übertragenen Nachricht zu erfassen. Die Erfindung kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Übertragungsfrequenzen gleichzeitig zu überwachen, und zwar unter Verwendung eines multiplexierten Felds von Detektoren (wie in Bezug auf 1 beschrieben), und einer Sortierung von Daten unter Verwendung von Masken (wie in Bezug auf die 3a und 3b beschrieben). Daten entsprechend zu einer Erfassungsfrequenz können unabhängig und in Kombination mit Daten, die anderen Erfassungsfrequenzen entsprechen, analysiert werden, um eine Überwachung einer Übertragung sogar dann zu ermöglichen, wenn andere Signale oder Rauschen innerhalb der Bandbreite vorhanden sind.It is known in the technical field that communications can be made more secure by using so-called agile frequency transmission, in which the frequency of a transmitted signal hops in accordance with a preset pattern. This is done to make it difficult for a third party to capture a significant portion of a transmitted message. The invention can be used to monitor a plurality of transmission frequencies simultaneously using a multiplexed array of detectors (as in relation to FIG 1 described), and sorting of data using masks (as with respect to the 3a and 3b ) Described. Data corresponding to a detection frequency can be analyzed independently and in combination with data corresponding to other detection frequencies to enable monitoring of a transmission even when there are other signals or noise within the bandwidth.

Eine Kodierungsvorrichtung, die sich zum Bereitstellen einer agilen Frequenzübertragung (Agile Frequency Transmission) eignet, ist in 4 dargestellt. Drei Signalleitungen 31 sind mit einem N-zu-N Multiplexer 32 und somit mit Übertragungsleitungen 33 verbunden, die elektronische Strecken, Funkstrecken, Mikrowellenstrecken oder eine Kombination von diesen sein können. Der Multiplexer 32 wird von einem Zufallszahlgenerator 34 oder einer anderen geeigneten Kodierungseinheit gesteuert, die durch einen Starteingang 35 vor der Übertragung gestartet werden muss. Bei der Übertragung eines Datenbits von dem Multiplexer 32 triggert ein ODER-Gatter 36 den Zufallszahlgenerator 34, um eine neue Zufallszahl auszugeben, so dass der Multiplexer 32 unterschiedliche Signalleitungen 31 mit unterschiedlichen Übertragungsleitungen 33 verbindet.A coding device which is suitable for providing agile frequency transmission is shown in 4 shown. Three signal lines 31 are with an N-to-N multiplexer 32 and thus with transmission lines 33 connected, which can be electronic links, radio links, microwave links or a combination of these. The multiplexer 32 is generated by a random number generator 34 or another suitable coding unit controlled by a start input 35 must be started before the transfer. When transmitting a data bit from the multiplexer 32 triggers an OR gate 36 the random number generator 34 to output a new random number so that the multiplexer 32 different signal lines 31 with different transmission lines 33 combines.

Eine geeignete Dekodierungsvorrichtung ist auch in 4 gezeigt. Signale, die auf Übertragungsleitungen 33 ankommen, werden von einem N-zu-N Multiplexer 37 umgeordnet. Der Multiplexer wird von der Startleitung 38 gesteuert, die die Daten führt, die zum Umschalten zwischen den Übertragungsleitungen 33 benötigt werden, um das Signal wiederherzustellen. Ein ODER-Gatter 39 inkrementiert den Multiplexer 37 über einen Zahlgenerator 40, der von der Startleitung 38 gesteuert wird. Ausgangsleitungen 41 von dem Multiplexer 37 können mit der Verarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung verbunden werden. Die Erfindung ist vorteilhaft, weil sie erlaubt, dass sämtliche Ausgangsleitungen 41 gleichzeitig überwacht werden.A suitable decoding device is also shown in 4 shown. Signals on transmission lines 33 arrive from an N-to-N multiplexer 37 rearranged. The multiplexer is from the start line 38 controlled, which leads the data to switch between the transmission lines 33 needed to restore the signal. An OR gate 39 increments the multiplexer 37 via a number generator 40 by the start line 38 is controlled. output lines 41 from the multiplexer 37 can be connected to the processing device in accordance with the invention. The invention is advantageous because it allows all output lines 41 be monitored simultaneously.

Ein Signal kann ferner durch Verwendung einer logischen Verknüpfung zwischen den Eingangssignalleitungen 31 verscrambled werden, bevor sie von dem Multiplexer 32 kodiert werden. Bekannte Kodierungsverfahren können mit der in Figw 4 gezeigten Kodierungsvorrichtung kombiniert werden. Z. B. kann eine Korrelationskodierung verwendet werden, bei der jedes Datenbit eine Funktion von sämtlichen vorangehenden Datenbits ist.A signal can also be created using a logic operation between the input signal lines 31 be scrambled before being sent from the multiplexer 32 be encoded. Known coding methods can with the in Figw 4 shown coding device can be combined. For example, correlation coding can be used in which each data bit is a function of all of the preceding data bits.

Für den Fall, dass von einer der Eingangssignalleitungen 31 keine Daten geführt werden, können Zufalldaten oder ein falsches Signal als Herauslockungs-(Decoy-)Daten erzeugt werden.In the event that from one of the input signal lines 31 If no data is kept, random data or an incorrect signal can be generated as decoy data.

Wenn die in 4 dargestellte Vorrichtung verwendet wird, um Daten für eine Übertragung über Telefonleitungen zu kodieren, ist ein programmierbarer Multiplexer vorteilhaft. Der programmierbare Multiplexer sollte eine ausreichende Anzahl von Kanälen aufweisen, um zu ermöglichen, dass Daten von sämtlichen möglichen Telefonleitungen gleichzeitig kodiert werden, sollte aber in der Lage sein, konfiguriert zu werden, um einen Multiplexereingang von der Kodierung zu entfernen, wenn eine Telefonleitung entsprechend zu diesem Multiplexereingang gerade nicht in Verwendung ist.If the in 4 shown device is used to encode data for transmission over telephone lines, a programmable multiplexer is advantageous. The programmable multiplexer should have a sufficient number of channels to allow data from all possible telephone lines to be encoded at the same time, but should be able to be configured to remove a multiplexer input from the encoding if a telephone line is to this multiplexer input is not currently in use.

Die in 4 dargestellte Vorrichtung kann verwendet werden, um eine Signalkorrektur bereitzustellen. Ein Signal einer Vielzahl von Signalen kann angeordnet sein, um eine Testsignatur zu enthalten, die an einem Empfänger gemessen und als Daten verwendet wird, um ankommende Signale zu korrigieren.In the 4 The illustrated device can be used to provide signal correction. A signal of a plurality of signals can be arranged to contain a test signature that is measured at a receiver and used as data to correct incoming signals.

Die Erfindung kann auf die Übertragung von Bildern angewendet werden. In vielen Fällen kann ein Bild vorwiegend aus niedrigen logischen Signalen zusammengesetzt sein. Dies kann die Folge davon sein, dass der größte Teil des Bilds dunkel ist oder kann die Folge davon sein, dass die Übertragung derart kodiert worden ist, dass nur Änderungen von Pixelwerten übertragen werden. Eine Verarbeitungsanordnung in Übereinstimmung mit der Erfindung mit einem Multiplexer, der eine Anzahl von Kanälen aufweist, die gleich zu der Anzahl von Pixeln ist, die ein Bild umfassen (plus einen Zusatzkanal, um ein logisches Hoch zu führen), kann verwendet werden, um das Bild in einer effizienten Weise zu übertragen.The invention can be applied to the transmission of images. In many cases, an image can be composed predominantly of low logic signals. This may be the result of most of the image being dark or the result of the transmission being encoded such that only changes in pixel values are transmitted. A processing Arrangement in accordance with the invention with a multiplexer having a number of channels equal to the number of pixels comprising an image (plus an auxiliary channel to go logic high) can be used to image to transfer in an efficient manner.

Die Erfindung kann auf die Dekodierung von Fernsehsignalen angewendet werden. Wenn eine Vielzahl von Fernsehsignalen gleichzeitig übertragen wird (d. h. mehrere Kanäle), kann die Erfindung verwendet werden, um unterschiedliche Signale in Richtung auf unterschiedliche Sichtschirme oder Speichereinrichtungen zu richten. Die Erfindung erlaubt somit, dass mehr als ein Fernsehsignal gleichzeitig auf unterschiedlichen Schirmen betrachtet wird oder an ein Speichermedium gerichtet wird.The invention can be based on decoding of television signals. If a variety of television signals is transmitted simultaneously (i.e. multiple channels) The invention can be used to generate different signals towards different screens or storage devices to judge. The invention thus allows more than one television signal viewed or viewed simultaneously on different screens a storage medium is directed.

Die Erfindung kann bei irgendeiner Anwendung verwendet werden, bei der Signale von vielen Quellen mit niedriger Bandbreite mit einem einzelnen Prozessor mit hoher Bandbreite oder einer Übertragungsleitung mit hoher Bandbreite verbunden sind. Eine derartige Anwendung ist bei Kommunikationen, bei denen viele Telefonleitungen mit geringer Bandbreite mit einem Träger hoher Bandbreite verbunden sind. Z. B. können viele Kupfertelefonleitungen mit einem Mikrowellensender oder einem faseroptischen Kabel verbunden sein.The invention can be applied to any Application used when using signals from many sources low bandwidth with a single processor with high bandwidth or a transmission line connected with high bandwidth. One such application is for communications where many telephone lines with low Bandwidth with one carrier high bandwidth are connected. For example, many copper telephone lines can connected to a microwave transmitter or a fiber optic cable his.

Bei Kommunikationen wird bevorzugt die Kodierung eines übertragenen Signal als Reaktion auf Änderungen von Übertragungsraten (ein Handshaking-Code und ein Fehlerkorrekturcode können ebenfalls verändert werden) zu ändern. Die Erfindung erlaubt die Sammlung, Speicherung und Dekodierung von Kommunikationssignalen kontinuierlich und nahtlos, wodurch ermöglicht wird, dass die Signale vor einer erneuten Übertragung durch einen Träger mit hoher Bandbreite neu kodiert werden.Communication is preferred the coding of a transmitted one Signal in response to changes of transfer rates (A handshaking code and an error correction code can also changed will) change. The invention allows collection, storage and decoding of communication signals continuously and seamlessly, which enables that the signals with a carrier before retransmission high bandwidth can be re-encoded.

Eine andere Anwendung, bei der Signale von vielen Quellen mit niedriger Bandbreite mit einer einzelnen Verbindung hoher Bandbreite gekoppelt sind, ist die Verbindung von lokalen Internet-Verbindungen mit einem Server und dann des Servers mit einem Internet-Gateway. Eine weitere Anwendung ist die Kommunikation zwischen einem Supercomputer und der äußeren Welt, bei der viele „langsame" Personen auf das gleiche System zugreifen können. Eine weitere Anwendung ist die Verbindung eines internen Telefonnetzes mit einem externen Netz, um Information zwischen Orten zu transferieren. Die abgehenden Telefonanrufe zwischen zwei Firmenorten können in geeigneter Weise komprimiert auf eine einzelne Telefonleitung kodiert werden und können in die benötigten Strecken dekomprimiert werden, wenn sie das System verlassen.Another application where signals from many low bandwidth sources with a single High bandwidth connection is the connection of local internet connections with a server and then the server with an internet gateway. A Another application is the communication between a supercomputer and the outside world, in which many "slow" people on the can access the same system. Another application is the connection of an internal telephone network with an external network to transfer information between locations. The outgoing phone calls between two company locations can be more appropriate Way compressed to be encoded on a single phone line and can in the needed Lines are decompressed when they leave the system.

Claims

Signal processing device comprising a plurality of input channels ( 1 ), each with a respective input of a multiplexer ( 2 ) are connected, the multiplexer being arranged to connect each input to a common multiplexer output ( 4 ) in a predetermined repetition sequence, and an output circuit ( 6-12 ) connected to the common multiplexer output, the output circuit being arranged to detect the presence of a predetermined signal at the common multiplexer output, to identify the input channel which was the source of the detected predetermined signal and to output a signal, that represents the identified input channel.

A signal processing device according to claim 1, wherein a predetermined signal continuously on an input channel of the predetermined sequence is provided so that the output circuit will output a signal representing this input channel, the hereinafter referred to as the marker channel every time it is connected to the multiplexer.

Signal processing device according to claim 1 or 2, each input channel with the multiplexer for a time is connected, which is sufficient to determine whether the predetermined Signal is present at the input, but not for a time that is sufficient to enable a signal to be connected represents this input channel is output, except when the predetermined signal is detected.

A signal processing device according to claim 3, wherein when the predetermined signal is detected, the input channel with the multiplexer input for a time is connected which is sufficient to the signal that this Input channel represents to transfer to a data latch.

A signal processing device according to claim 4, wherein the data memory is connected to a storage device.

A signal processing device according to claim 5, wherein the memory device comprises a plurality of memories, and the signal representing the identified input channel is one the store over a second multiplexer is assigned.

Signal processing apparatus according to any one of the preceding Claim, wherein the multiplexer is controlled by a counter, and that Signal that represents the identified input channel, the number includes that from the counter is produced.

A signal processing device according to claim 7, wherein the counter is controlled by a clock.

Signal processing device according to claim 7 or 8, the counter a self-running counter which is arranged to start the sequence again after a final one Input channel of the given sequence with the common multiplexer output has been connected.

Signal processing device according to claim 9, being the counter is controlled by an AND gate, the first input of which with the Clock is connected, and its second input via a NOT gate with the common multiplexer output is connected so that the counter through the clock in the absence of the predetermined signal at the common Multiplexer output is incremented and an incrementation of the Clock is suspended when the given signal on the common Multiplexer output is.

Signal processing device according to any The preceding claim, wherein at least some of the input channels are connected to detectors are.

Signal processing device according to claim 11, wherein at least one detector comprises means for a signal accumulate, which represents events that occur on this detector come to mind.

Signal processing device according to claim 11 or 12, wherein at least one detector with a detector reset device which is arranged to reset this detector as soon as the signal representing the input channel to a data latch has been transferred.

Signal processing device according to claim 13, wherein the detector reset device via a third multiplexer, which has connections to each of the detectors, is controlled.

Signal processing device according to claim 5 or any claim dependent thereon, further comprising Data converting device for converting signals in the storage device are stored in a series of sets of data, each Record the occurrence of the given signal on a particular Represents input channel.

Signal processing device according to claim 15, the data conversion device comprising a pair of masks and one Counter, which is referred to below as the mask counter is referred to, wherein a first mask is configured, around the mask counter to increment when a signal that is the marker channel of the sequence from which memory is output, and wherein a second mask is configured to transfer the contents of the mask memory to a memory to transfer when a signal that has a given input from which memory is output.

Signal processing device according to claim 15, the data converter having three masks and a counter that hereinafter referred to as a mask counter is referred to, wherein a first mask is configured, around the mask counter to increment a first predetermined amount when a Signal representing the marker channel of the sequence from the memory is output, with a second mask configured to the mask counters to increment a second predetermined amount if a Signal that has an input channel other than a given input or represents the marker channel from which memory is output, and wherein a third mask is configured to display the contents of the mask counter to transfer to a memory when a signal that meets the given Represents input from which memory is output.

Signal processing device according to claim 16 or 17, where the mask counter reset as soon as its contents have been transferred to the memory are.

A method of signal processing comprising the following steps: connecting each channel of a plurality of input channels in one predetermined repetition sequence with a common multiplexer output via respective multiplexer, and connecting the common multiplexer output to an output circuit, the method further comprising the steps of: detecting the presence of a predetermined signal at the common multiplexer output, Identify the input channel that is the source of the captured predetermined signal, and outputting a signal identifying the identified Represents input channel.

Method for signal processing according to claim 19 and including the device as in any of claims 1 to 18 claimed.