NO831726L - Produksjon-styresystem. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et produksjon-styresystem for direktekoblet styring av fabrikkoperasjoner, og spesielt styring av forskjellige funksjoner i en konfeksjonsfabrikk .

Med de driftsbetingelser som gjelder i dag er det nødven-dig for klesfabrikanter å holde god styring på både fremstil-lingsomkostninger og investeringer i lager og varer under frem-stilling hvis bedriften skal overleve. Selvom klesbedrifter i de senere år vanligvis har fått en mer sammensatt organisa-sjon og drift, har de verktøy som foreligger til å administrere og overvåke styringen av fremstillingsoperasjoner ikke forand-ret seg dramatisk.

Et formål med det produksjon-styresystem som skal beskrives her, er å tilveiebringe styring i sann tid av hovedfunksjo-ner i en konfeksjonsfabrikk, slik som produksjonsplanlegging, produksjonsvolum, kontroll med fremdriften av fremstillingen, balansering av forskjellige seksjoner og linjer i fremstillingen, nivåstyring av varer under bearbeidelse, og styring av personale og arbeidsomkostninger. Mens eksisterende systemer rapporterer historisk om hva som hendte i fabrikken igår, er sik-temålet med det direktekoblede produksjon-styresysternet som skal beskrives her, å oppnå styring av fremstillingsoperasjoner opp til siste minutt, slik at det kan foretas korreksjoner for å forhindre at potensielle problemer oppstår i fremtiden.

I henhold til en side ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et produksjons- eller arbeids-styresystem for en bedrift, omfattende en flerhet av innmatningsinnretninger for operatører (OID'er) plassert ved arbeidsstasjoner for menneskelige operatører og som hver har en kortleser, og en multiplekser/konsentrator som består av kombinasjonen av en mikrodatamaskin og en mikroprosessor, idet mikroprosessoren omfatter en mikrosekvenserings-anordning som gjentatt avsøker innmatningsinnretningene i en kontinuerlig operasjon for å samle inn data fra disse som så blir videreført til mikrodatamaskinen, hvilken mikrodatamaskin utfører gyldighetskontroll på de data som mates inn fra innmatningsinnretningene ved hjelp av mikrosekvenserings-anordningen, lagrer, gode data i kortvarige lagre og sender signaler tilbake til mikrosekvenserings-anordningen som indikerer gyldigheten eller annet av hver datainnmatning etter en kortavlesning ved en innmatningsanordning, hvor mikrosekvenserings-anordningen til de enkelte operatørstyrte innmatningsinnretninger sender signaler som indikerer gyldigheten eller annet av deres datainnmatninger, og hvor mikrodatamaskinen har innmatnings- og utmatnings-porter for komunikasjon med en vertsmaskin, slik som en minidatamaskin.

Mikroprosessoren/mikrosekvenserings-anordningen kan være en bipolar sekvensstyrt mikroprosessor av enkeltnivå-typen drevet ved hjelp av en skrivbar mikrokode. Mikrodatamaskin kan være en Z80 datamaskin.

I henhold til en annen side ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en operatør-innmatningsinnretning for bruk i et system for produksjons- eller arbeidsstyring omfattende en kortleser for avsøkning av et kort eller en etikett som.bærer kodede data, når kortet er plassert i kortleseren og som frembringer elektriske signaler som er representative for de kodede data, en kabel for levering av lavspent ytre elektrisk kraft til operatør-innmatningsinnretningen over et par elektriske linjer, en krets for generering av et pulstog som reaksjon på utgangssignalene fra kortleseren for å utlede en strøm av pulser ved minst to forskjellige varigheter som representerer de kodede data, hvilken krets for generering av pulstoget får sin elektriske kraft fra linjeparet, og en kortslutningsanordning som energiseres fra linjeparet og reagerer på strømmen av pulser ved hovedsakelig å kortslutte linjene i en rekke tidsperioder som svarer til tidsvarighetene av pulsene hvorved dataene fra kortet eller etiketten blir overført ved hjelp av operatør-innmatningsinnretningen på det samme kabelpar som forsyner ope-ratør-innmatningsinnretningene med elektrisk kraft.

Kortslutningsanordningen kan være drevet ved hjelp av en optisk isolator som har en strålingsemitter til hvilken puls-strømmen blir levert, og en mottager som reagerer på strålingen fra emitteren og er elektrisk isolert fra denne, slik som dioder .

I den foretrukne utførelsesform bærer hvert kort eller etikett to parallelle spor med søylekoder, idet det første er et klokkespor med jevnt fordelte tynne søyler, og det andre et dataspor som har enten en tykk søyle eller et tomrom overfor hver tynn søylebit i klokkesporet for å indikere enere og nuller, og avsøkningsanordningen omfatter en første sender/mottager-kombinasjon som avsøker klokkesporet og en annen sender/mottager-kombinasjon som avsøker datasporet. Operatør-innmatningsinnretningene omfatter to monostabile kretser med forskjellige tidsperioder for å generere pulser av forskjellige bredder, og logiske kretser som reagerer på signalene fra mottagerne i av-søkningssender/mottagerne for å dirigere hver klokkebit til triggeinngangen på den ene eller den andre av de monostabile kretsene i avhengighet av om datasporet samtidig viser en søyle eller et mellomrom. Utgangene fra de to monostabile kretsene blir portstyrt sammen for å frembringe den strøm av pulser som tilføres den transistor som mater den lysemitterende dioden i den optiske isolatoren. Operatør-innmatningsinnretningen omfatter videre audio og/eller visuelle responsanordninger som energiseres ved hjelp av den eksterne kraftforsyningskabelen når polariteten av spenningen på kabelens linjepar blir reversert.

I henhold til en ytterligere side ved oppfinnelsen er kommunikasjonen mellom multiplekseren og en vertsdatamaskin etablert over et serieledd som omfatter optiske isolasjonsinn-retninger. Kraft blir overført via en transformator.

Systemet kan forsyne fabrikken med en optimal moteblan-ding for å opprettholde målrettede produksjonsnivåer samtidig som kundenes leveringsbehov tilfredsstilles. Nivået på de varer som er under bearbeidelse kan opprettholdes på det nivå som' er nødvendig for effektiv drift av fabrikken, og produksjons-ordre kan systematisk fremskyndes slik at de er ferdige for levering på den minst mulige gjennomgangstid.

Meget av den maskinvare som brukes i systemet som skal be--skrives, er blitt konstruert og bygd spesielt for konfeksjons-industriens behov, men slik maskinvare kan brukes i mange andre industrier, spesielt operatør-innmatningsinnretningene som et middel for innmating av informasjon vedrørende den menneskelige operatør, hans spesielle oppgave og den operasjon som skal ut-føres i en datamaskin.

En operatør-innmatningsinnretning er montert ved hver operatørs arbeidsplass og brukes til å avlese søylekodede opera-tørkort, operasjonskort og kortbunker som legges inn av opera-tøren .

Hver operatør-innmatningsinnretning er forbundet med en datakonsentrator eller multiplekser (MPX), som styres ved hjelp av en mikrodatamaskin. Multiplekseren utfører visse kontroller på data som mates inn fra operatør-innmatningsinnretningene og sender så dataene for behandling til det sentrale datamaskinsystem som kan omfatte et minidatamaskinsystem, for eksempel en Hewlett-Packard HP1000, med sentralenhet, platedrev, en eller flere fremvisningsenheter, en skriver og fortrinnsvis magnet-bånd-utstyr.

Hver menneskelig overvåker kan ha en termninal omfattende en liten visuell fremvisningsenhet som er koblet til det sentrale datamaskinsystem og brukes til å mate informasjon til eller be om data fra datamaskinen.

Operatør-innmatningsinnretningen gjør det mulig for hver operatør å angi klokkeslettet for inn- og utpassering ved begynnelsen og slutten av dagen, for derved å eliminere bortkas-tet tid ved tradisjonelle stemplingsstas joner. Operatøren bruker også innretningen til å melde fra til sentraldatamaskinen om den operasjon som til enhver tid utføres og om hvilket vareparti man for øyeblikket arbeider med. Dette gjør det mulig for sentraldatamaskinen å regne ut lønninger helt automatisk. Operatøren bruker tre slags kort, ett personalkort som han/hun bruker til å stemple seg inn og ut, ett operasjonskort med hvilket han/hun indikerer den operasjon han/hun utfører, og ett vareparti-kort som føres med hvert vareparti gjennom fabrikken og indikerer hvilket vareparti operatøren arbeider med.

Overvåkningsterminalen som er av fjernsyns-typen, har et tastatur ved hjelp av hvilket overvåkeren kan bringe frem informasjon om hvor meget arbeid hver operatør har utført vedkom-mende dag og med hvilken hastighet han/hun arbeider, og også informasjon om hvor hvert parti som er under arbeid befinner seg i fabrikken, og informasjon om hvor meget arbeid som venter ved hver operatørstasjon for å gjøre det mulig for overvåkeren å balansere arbeidsstrømmen gjennom fabrikken meget bedre. På skjermen kan han/hun også oppnå regnskapsrapporter som viser alt ekstra arbeid og operatørens dødtid på hans/hennes seksjon pr. operatør i tid og i kostnader.

Hele systemet er i sann tid, noe som betyr at hver gang en overvåker ber om informasjon, er den oppdatert.

Med dette systemet er det også mulig å la en hel rekke problemtyper utløse varselsignaler ved overvåkerens terminal, slik som at produksjonen ved en viss operasjon faller under en minste hastighet pr. time eller at en spesiell maskin er ute av produksjon i mer enn en viss tid eller at opphopningen av arbeid ved en spesiell stasjon stiger over et kritisk nivå.

Utførelsesformer i henhold til oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av et eksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, der: Fig. 1 er en billedmessig skisse av en operatør-inngangsinnretning med en kortleser,

fig. 2A og 2B er kretsskjemaer over operatør-inngangsinn-retningen,

fig. 3 viser et søylekodet kort av den type som skal leses av. kortleseren i operatør-innmatningsinnretningen,

fig. 4 er et skjema som viser et arrangement av sendere og mottagere for avsøkning av et kort i kortleseren,

fig. 5A og 5B er et kretsskjema over en mikrosekvenserings-anordning for avsøkning av operatør-innmatningsinnretningene og for mottagning og reaksjon på datainnmatninger fra disse,

i

fig. 6 er et kretsskjema over en av 8 kanaler hvorved mikrosekvenserings-anordningen kommuniserer med operatør-innmatningsinnretningene,

fig. 7 er et kretsskjema over en av en rekke delkanaler der hver kanal som vist på figur 6 kan kommunisere med en gruppe operatør-innmatningsinnretninger,

fig. 8A til 8J er blokkskjemaer over en Z80 mikrodatamaskin som-styrer, mikrosekvenserings-anordningen på figurene 5A og 5B og som er tilkoblet en vertsminidatamaskin,

fig. 9 er et kretsskjema over en isolerende tilpasnings-krets hvorved Z80-mikrodatamaskinen på figurene 8A til 8J er tilkoblet vertsmaskinen, og

fig. 10A og 10B er tidsskjema for kanalene og delkanalene på figurene 6 og 7.

Operatør/ inngangsinnretning ( OID)

Operatør/inngangsinnretningen blir drevet fra enmulti-plekser/konsentrator MUXC. Innretningen leser optiske søyle-koder som er frembragt andre steder ved hjelp av programvare som driver en standard HP2631B skriver. Operatør-innmatnings- innretningen leser et søyledata- og klokkespor og sender resul-tatene til en MUXC. Multiplekser/konsentratoren sender ut-lesningens status tilbake til operatør-inngangsinnretningen som ved hjelp av en audio/visuell reaksjon kommuniserer med opera-tøren .

Multiplekser/ konsentrator ( MUXC)

Denne anordningen omfatter to mikroprosessorer (en mikro-sekvenseringsanordning eller bitdeler og en Z80 datamaskin). En kombinasjon av mikrokode og fastvare muliggjør midlertidig lagring av data fra opptil 128 operatør-innmatningsinnretninger i opptil 8 timer som reserve for de data som overføres til en HP1000E sentraldatamaskin hvor dataene blir permanent lagret og oppdaterer en database. Databasen tilveiebringer informasjon i sann tid til terminaler pa fabrikkgulvet.

Kommunikasj onskånaler

Dataoverføringen mellom multiplekser/konsentratoren og den sentrale datamaskinen foregår over isolerende adapterkret-ser som muliggjør tilpasning mellom RS423-protokoll og RS232-protokoll.

Dataoverføring mellom multiplekser/konsentratoren og ope-ratør-innmatningsinnretingene samt kraftforsyning fra multiplekser/konsentratoren til operatør-innmatningsinnretningene, foregår ved hjelp av et system av kanaler og underkanaler.

Programvare for den ovenfor nevnte maskinvare i omfatter følgende.

Pr ogramvare for mikrosekvenserings- anordning

Det er tilveiebragt mikrokode for mikrosekvenserings-anordningen for å gjøre den istand til å avsøke operatør-innmatningsinnretningene og reagere på de data som mates inn fra operatør-innmatningsinnretningene.

Z 80- programvare

Z80-programvaren omfatter et program for-lasting av mikrokoden inn i mikrosekvenserings-anordningen og et hovedprogram som gjør det mulig for Z80 å styre hele operasjonen av multiplekser/konsentratoren.

Betraktes nå operatør-innmatningsinnretningen (figur 1), .

ser denne ut som en boks 10 med en sideleser 12 som oppviser en

kortleser-sliss 11, og grønne og røde signallamper 13, 14 i form av lysemitterende dioder som er anordnet på boksens front-side. Et enkelt snodd kabelpar utgjør forbindelsen mellom ope-ratør-innmatningsanordningen og multiplekser/konsentratoren,

og denne fører både datasignaler mellom operatør-innmatnlngs-innretningen og multiplekser/konsentratoren og en 24 volt kraftforsyning fra multiplekser/konsentratoren til operatør-innmat-ningsinnretningen. Som allerede antydet kan multiplekser/- konsentratoren underholde opptil 128 operatør-innmatningsinnretninger. Boksen 10 som utgjør operatør-innmatningsinnret-ningen, inneholder et enkelt trykt kretskort.

Der er tre datatyper som innføres via operatør-innmat-ningsinnretningen, disse er: Arbeidstager-identifikasjon (operatør-identifikasjon). Operasjons-identifikasjon (arbeids-identifikasjon). Identifikasjon av arbeidsenhet (arbeidsstykke).

Operatør-innmatningsinnretningen har ingen evne til å be-arbeide de forskjellige typer, men bare å detektere og sende de detekterte signaler til multiplekser/konsentratoren.

Når kraften er på, er den grønne lampen 13 tent og forblir konstant på for å vise at operatør-innmatningsinnretningen er i arbeidstilstand. Når et kort føres gjennom leserslissen 11, blir dataene lest og ført til multiplekser/konsentratoren hvor de blir kontrollert med hensyn på tre mulige tilstander,

en av disse tilstandene blir tilbakesendt til operatør-innmat-ningsinnretningen hvor både et hørbart signal og et visuelt signal via den røde lampen 14, blir utsendt.

De tre tilstandene som kan sendes tilbake til operatør-innmatningsinnretningen, er:

1. God avlesning

Hvis avlesningen aksepteres uten fysiske eller logiske feil, så blir en enkelt hørbar tone og en enkelt rød lampepuls bragt til utsendelse fra operatør-innmatningsinnretningen. Operatøren kan så vende tilbake til sitt arbeid.

2. God avlesning, men logisk feil

Systemet er konstruert slik at en operatør-identifikasjon og typen av arbeid (operasjon) må ha blitt matet inn i denne orden før et arbeidskort kan føres gjennom leseranordningen og aksepteres, dvs.

Enhver annen rekkefølge enn "A" vil ugyldiggjøre arbeidskort-transaksjoner for således å forhindre at operatøren mottar en innmatning for god. avlesning som under (1) ovenfor. Den røde lampen og den hørbare pipeanordningen vil da sende tilbake en rekke med seks. avvekslende lange og korte pulser for å gjøre det mulig for operatøren å skjelne mellom en logisk og en fysisk feil.

3. Fysisk feil

En fysisk feil er forårsaket av en feilavlesning av karak-teristikkene på det innmatede kortet (enhver type). Dette kan skyldes skade på kortet, ukorrekt fremgangsmåte når det gjelder å sette kortet inn i kortleseren eller feilfunksjon i operatør-innmatningsinnretningen, selvom denne er konstruert slik at den grønne lampen 13 vil bli slukket hvis den virker feil fysisk. I tilfelle av en fysisk feil vil en rekke på åtte korte jevne pulser bli avgitt av den hørbare pipeanordningen og den røde lampen.

Når operatør-innmatningsinnretningen leser et søylekodet kort, blir kontrastforholdet mellom det svarte og det hvite på søylekortet detektert ved hjelp av infrarøde detektorer og om-dannet til digitale pulser av korrekt bredde. I avhengighet av avlesningen av søylekortet vil multiplekser/konsentratoren kvittere tilbake til operatør-innmatningsinnretningen ved å sende en kodet tone for å identifisere en god avlesning eller en fysisk eller logisk feil.

Den multiplekser/konsentrator-kanal til hvilken operatør-innmatningsinnretningen er forbundet, holder en linje A ved + 12 volt gjennom en 120 ohm resistor og den andre linjen B ved

- 12 volt gjennom en annen motstand på 120 ohm. Dette er kret-

sens normale tilstand; når multiplekser/konsentrator-kanalen ønsker å kvittere for en eller annen form av avlesning, blir polariteten reversert, noe som energiserer den hørbare pipeanordningen og lampen i operatør-innmatningsinnretningen. Den konstante strømmen er omkring 20 mA slik at en spenning på omkring 18 volt er tilgjengelig ved operatørinnmatnings-termina--lene. Operatør-innmatningsinnretningene generer selv signaler ved å kortslutte linjene i meget korte perioder. En null-bit

indikeres ved hjelp av en puls på 100 mikrosekunder og en ener-bit ved hjelp av en puls på 300 mikrosekunder. I virkelighet-ene blir linjene bragt til å være omkring 4 volt fra hverandre istedet for en fullstendig kortslutning.

Det vises nå til figurene 2A og 2B, der operatørinnmat-nings-kretsen er som følger. Den spenning som påtrykkes over inngangsklemmene 15 (linjeA) og 16 (linje B) blir tilført via linjeisolerende dioder 17 til en lagringskondensator 18 som lades opp til omkring 16 volt (linjespenning minus spennings-fall over to dioder). Dette tilføres en 12 volts regulator 19 som energiserer resten av kretsen, bortsett fra den hørbare en-heten 20 og den røde lampen 14 som under normal spenning på klemmene 15, 16 er isolert ved hjelp av dioder 21. En serie-kobling omfatter en motstand 22 for justering av lysstyrken og tre lysemitterende dioder, av hvilke en er den grønne (klar) lampen 12 mens de andre to er infrarøde lysemitterende dioder 23 som belyser klokke- og data-sporene på kortene som skal leses av. Data- og klokke-sporene på et kort som belyses av de respektive lysemitterende dioder 23, blir avlest ved hjelp av hver sine fototransistorer 26, hvis utganger blir matet til respektive identiske kretser 24, 25. Hver av kretsene 24, 25 omfatter en kaskode 27 og en MOSFET-operasjons forsterker 28. En motstandskjede 29 tilveiebringer forspenning til kaskodene og operasjonsforsterkerne i begge kretsene 24, 25. Operasjonsforsterkerne 28 har en høy utgang for sorte søyler på kortet som avleses.

Varighetene av utgangsbitene fra operatør-innmatningsinnretningene blir bestemt ved hjelp av en monostabil krets 31 med en stabil tilstand på 300 mikrosekunder (ener-bit) og en monostabil krets 32 med en stabil tilstand på 100 mikrosekunder (null-bit). Ved hjelp av en treports logisk krets 30 blir sig- nalutgangen fra klokkesporet i kretsen 25 koblet av dataspor-signalutgangen fra kretsen 24 enten til den monostabile kretsen 31 for å generere en ener-bit (sorte data) eller til den monostabile kretsen 32 for å generere en null-bit (hvite data). Overgangene fra hvitt, til sort på klokkesporet trigger derved den ene eller den andre av de monostabile kretsene 31, 32. Utgangene fra begge de monostabile kretsene blir kombinert til et enkelt pulstog ved en eller-port 33, hvis utgang blir tilført basis i en drivtransistor 34 som driver en opto-isolator 35. Opto-isolatoren 35 består av en fotodiode 36 i serie med tran-sistoren 34 og en fototransistor 37. En utgangstransistor 38

i Darlington-forbindelse med fototransistoren 37 kortslutter effektivt linjene 39, 40 via isolerende dioder 41 og dempemot-. stander 42.

Reversering av linjepolariteten ved klemmene 15, 16 ved hjelp av multiplekser/konsentrator-konsentratoren ener.niserer den hørbare pipeanordningen 20 og også lampen 14 som ligger i parallell med denne, via diodene 21, idet resten av operatør-innmatnings-kretsen da er isolert ved hjelp av diodene 17. Figur 3 viser et typisk søylekodet kort 43 som skal avleses ved hjelp av operatør-innmatningsinnretningen. Klokkesporet 44 og datasporet 45 ligger det ene umiddelbart under det andre, idet klokkesporet består av en horisontal rekke med likt adskilte tynne, vertikale søyler, mens datasporet består av tykke søyler med ujevn avstand. Klokkesporet inneholder 60 eller-tegn og datas<p>oret tilveiebringer et markørtegn under en tilsvarende klokkepuls hvor data-biten er en ener. Bunnkanten 46 av kortet er en null-referanse og data- og klokke-sporene er trykket mellom 4 mm opp fra bunnen og 17 mm fra bunnen. Søyle-kode-sporene er trykket ved hjelp av HP26 31B-trykkeren på for-holdsvis tynt, hvitt fleksibelt ark slik at hvert kort er i form av en etikett som, hvis den for eksempel er et arbeidskort, lett kan stiftes til arbeidsstykket. Kortene kan trykkes på ark som har en bredde lik flere kort og etterpå skilles ved hjelp av skjæring. Figur 4 viser avsøkningsarrangementet av sendere og mottagere i.avlesningsanordningen 12 i operatør-innmatningsinn-retningen 10. Kortets 43 nullreferanse-kant 46 hviler på den horisontale øvre kant 47 av en blikkplate 48 i den nedre del av kortleser-slissen 11. Kortet blir beveget horisontalt gjennom leseslissen 11 fra baksiden til fronten av leseren. De to infrarøde lysemitterende diodene 23 belyser klokkesporet 44 og datasporet 45, og de to fototransistorene 26 mottar henholdsvis refleksjonene fra disse sporene. Fototransistorene 26 er skråttstilt for å tilveiebringe tilstrekkelig plass, og klokkesporet 44 og datasporet 45 blir avsøkt gjennom respektive kile-formede gjennomsiktige blokker 49, 50 som er adskilt av et ugjennomsiktig legeme 51, idet ytterligere ugjennomsiktige lege-mer 52, 53 er plassert over og under de gjennomsiktige blokkene. Den delen 54 av kortleseren 12 som ligger på den side av slissen 11 som er lengst fra senderne 23 og mottagerne 26, kan fjer-nes, og den er både ugjennomsiktig og ikke-reflekterende.

Det vises igjen til figur 3 hvor formatet for-søylekoden på hvert kort, (idet man begynner med den kanten som først føres gjennom leseren) er som følger (legg merke til at hver bitgruppe blir lest med minst signifikante bit først): 1. Fire innkjøringsbiter: "1010" 2. En synkroniserings-bitgruppe'(ASCII 16hex): "01101000" = åtte biter 3. Fire data-bitgrupper sendt MS-bitgruppe/LS-bit først = trettito biter 4. En bitgruppe for feilkorreksjonskode (ECC) = åtte biter

5. En paritets-bitgruppe = åtte,biter

Dette utgjør tilsammen seksti biter.

De seksten bitene som er tilordnet bitgruppene for pari-tet og feilkorreksjonskode for deteksjon og korreksjon av feil, gir god beskyttelse av dataene med hensyn til beskaffenheten av kortene og den bruk de utsettes for.

Som allerede nevnt omfatter multiplekseren/konsentratoren (MUXC) to mikroprosessorer, et Z80-tastatur og en mikrosekven-seringsanordning. Z80-datamaskinen styrer hele driften av kretsmultipiekseren og tilpasningen med vertsdatamaskinen som er en HPlOOOE-minidatamaskin via en serieforbindelse. Mikro-sekvenseringsanordningen er plassert fysisk pg funksjonelt mellom Z80-mikroprosessoren og operatør-innmatningsinnretningene og er en bipolar mikroprosessor drevet ved hjelp av en skrivbar mikrokode som avsøker 128 underkanaler i en endeløs sekvens, betjener operatør-innmatningsinnretningene og bufferlagrer data i begge, retninger mellom disse og Z80. De 128 underkanalene er gruppert i firere, med fire slike grupper på fire (16 underkanaler) betjent ved hver av åtte hovedkanal-tavler som igjen betjenes av mikrosekvenserings-anordningen.

Mikrosekvenserings-anordningen (figurene 5A og 5B) er basert på serien Advanced Micro Devices 2900 av integrerte kretser. Det er hovedsakelig en standard AMD 2901 enkeltnivå mikroprosessor. Mikroprogrammet er organisert som en oppstilling på 256 ord x 32 biter og blir lagret i den første fjerdedel av en 4 x MK4801 (Mostek 70 nanosekund lk x 8 bits statisk RAM) lager-gruppe 55. En mikroprogram sekvenser 56 er 8 biter bred og består av to 2909 brikker i kaskade. Bare to sekvenseringsmodi blir brukt: enten sekvensiell (S0=S1=0) eller direk-te gren (S0=S1=1). Den direkte grenen kan modifiseres ved hjelp av tre S-biter i et statusregister 57 for å gi en åtteveis avgrening i avhengighet av tilstanden på en underkanal som mottas ved 86.

Mikroprogram-ordet blir dekodet og låses ved begynnelsen av hver lukkesyklus i forskjellige brikker 58-64. Hver gang et mikro-ord felt blir kodet (for eksempel fire "inndata"-baner kodet i biter 25/24) er dekoderbrikken (for eksempel 61) opp-, strøms for låsekretsen (for eksempel 62) for å øke hastigheten. Mikro-ordene betegner enten en gren eller en ALU-instruksjons-syklus (aritmetisk logisk enhet 74) i henhold til verdien i et "utdata"-felt (bitene 28-26). Hvis disse bitene alle er enere (noe som indikerer en greninstruksjon), avgrenes mikroprogrammet eller fortsetter i avhengighet av: a. om der er minst en bit i statusregisteret under en ener i et maskefalt (bitene 18-8) som har verdien 1, eller ikke. Det 11-biters statusregisteret er logisk og-koblet med 11-bitmaske-feltet og■de resulterende 11 bitene blir eller-koblet sammen. b. Tilstanden av en R-bit (21). Hvis denne er null blir av-' greningen tatt for enhver ener under masken, ellers blir gre-nens fortegn reversert. c. Tilstanden av en S-bit (20). Hvis denne er 1, blir innholdet av S-bitene i statusregisteret eller-koblet inn i grenadressen for å gi en åtteveis avgrening.

Grenadressen blir tatt fra et D-felt (7-0) i mikroinstruksjonen. I-feltet (ALU-instruksjon) er alltid null (NOP) for grener slik at ALU ikke endrer noe register, osv. Inndata-feltet er uten betydning for greninstruksjoner.

Hvis utdata-feltet ikke bare er enere indikeres en ALU-instruksjon, i dette tilfelle er imidlertid bit 16 alltid ener. Den tilsvarende reduksjon av I-feltet fra ni til åtte biter re-sulterer i et meget mer hensiktsmessig arrangement for tilord-ning av mikro-ord-bitene. Hvis I-feltet utpeker innganger fra D-inngangene, oppnås dette fra en av fire kilder som indikert ved hjelp av inndata-feltet (bitene 25, 24). Disse er:

0 - datafelt i mikroinstruksjon (bitene 7-0)

1 - Parallell utmatning fra datamaskin Z80 (dvs. mikrosekvenserings-anordningen mates fra styredatamaskin)

2 - Data RAM 73 med ALU 74 fører inn null

3 - Data RAM med ALU fører inn null for en tidssyklus,

ellers en.

Nær slutten av mikrosyklusen (t=200 nanosekunder) blir utgangen fra ALU 74 strobet til det bestemmelsessted som utpe-kes ved hjelp av utdata-feltet som følger.

0 - Ingen

1 - Data RAM 73

2 - Z80 parallell innmatning (dvs. mikrosekvenserings-anordningen mater ut for å styre datamaskinen)

3 - Lavordens RAM-adresseregister 65

4 - Høyordens RAM-adresseregister 66

5 - Lavordens RAM-adresse og eksternt (E) register 67 mater ut til kanalene og underkanalene

6 - E-register 67 alene

(7)- (greninstruksjon)

De høyordens tre bitene (31-29) i mikroinstruksjonen blir låst inn i et "Scope Trigger"-register 68. Dette er kun for diagnostiske sporingsformål.

Klokken er en standard 8 mhz oscillator 69 fulgt av en bi-nær deler 70 som frembringer en 4 mhz firkantbølge (grunnklokke-pulsen) . Denne mater en forsinkelses lin je 71 rned fem 50 nanosekunders bånd, og dekodere 72 frembringer tre subsidiære klok-kepulser. Under henvisning til grunnklokken (CP) som stiger ved t=0 og faller ved t=250, er disse subsidiære klokkene som føl-ger: OA - stiger ved 0, faller ved 25. Frakobler inndata-

banene forbigående for å unngå samleleder-konflikt.

OB - faller ved 150, stiger ved 300. Aktiverer data-RAM til å skrive.

OC - stiger ved 200, faller ved 250. Styrer ut-data-registere.

Alle klokkesignaler blir frakoblet når bit 7 i Z80-ut-gangsporten PIOB er en ener.

En tidskrets 75 er en frittløpende LM555-oscillator som arbeider ved omkring 16 hz. Den er synkronisert med mikrosekvenserings-anordningens avsøkning ved hjelp av en krets 76 og mikroprogrammet slik at T-tilstanden er én i nøyaktig en fullstendig syklus for hvert sekstendedels sekund.

Under mikrokodens innledningssyklus blir et register 77 forbundet med adresselinjene til mikrokode-oppstillingen og fire registere 78 (32 biter) til datalinjene. Programvaren til Z80 laster hver av de fem registerene for hvert mikro-ord, og stro-ber tilslutt sammenstillingens skrivelinje for å skrive ordet inn i sammenstillingen. Porter A og B (Z80-datamaskin) er data-og styre/adresse-porter for denne operasjonen. Deretter blir mikrokodens lastebit 6 på port B satt til null, noe som.frakobler det ovenfor nevnte arrangement og fastsetter den normale datastrøm. Deretter blir bit 7 på port B satt til null, noe som åpner for lukkepulsene. En krets 79 sikrer at mikroprogrammet starter rent ved adresse null.

Under normal drift adresserer port 81 register 80 via register 85 for innruting av Z80-data fra port A. Register 82 blir brukt ved ruting eller dirigering av data ut til Z80. Monostabile kretser 83 og 84 tilveiebringer A- og B-strobepul-ser for tidsstyring av håndtrykk med port A, som er toveis.

En opplisting av mikrokoden for mikrosekvenserings-anordningen på figurene 5A og 5B er tilføyd beskrivelsen i vedlegg 1.

Programmet arbeider i en endeløs syklus som avsøker underkanalene 0 til 127 desimalt. Maskinen inneholder et arbeidsområde på åtte 'bitgrupper for hver underkanal, og denne blir til å begynne med formattert ved hjelp av tilbakestillingsfunksjo-nen. Hvert arbeidsområde inneholder den løpende tilstand, den løpende tidsverdi og den løpende bitgrup<p>e og bit-telling for underkanalen. Alle slisser blir igangsatt til

Tilstand - 0

Uttid - 15

Bitgruppe (celle) - 2

Bit - 0

. Syklusen starter ved lagersted null.

Hvis tilbakestillingslinjen (fra Z80) er sann, tas det en gren til tilbakestillingsrutinen.

Underkanal-telleren blir inkrementert og klokkelinjen (til kanalene) blir aktivert. (Hvis underkanalen er null, blir denne pulsen utvidet og T-tilstand blir innstilt hvis dette er en tidsstyresyklus).

Tilstanden av underkanalen blir brukt til å gi en øyeblikkelig avgrening til innføringspunktet i mikrokoden for den løp-ende tilstand.

Underkanalene beveges enkeltvis gjennom tilstandene som følger.

Tilstand 0 - unyttet:

Inngang fra tilbakestilling. Går til tilstand 1 på an-modning fra en operatør-innmatningsinnretning.

Tilstand 1 - avlesning av synkroniseringstegn:

Inngang fra tilstand 0. Går til tilstand 2 ved deteksjon av synkroniseringstegn. Går til tilstand 3 ved tidsutløp. Tilstand 2 - avlesning av data: Inngang fra tilstand 1. Går til tilstand 3 ved mottagelse av siste databit eller ved tidsutløp.

Tilstand 3 - klar for overføring til Z80:

Inngang fra tilstandene 1 eller 2. Går til tilstand 4 når banen mellom mikrosekvenserings-anordningen og Z80 er ledig.

Tilstand 4 - overføring av data til Z80:

Inngang fra tilstand 3. Går til tilstand 5 når ni bitgrupper (underkanal-adresse og åtte bitgrupper for arbeidsområdet) er blitt overført.

Tilstand 5 - venting på kvittering fra Z80:

Inngang fra tilstand 4. Går til tilstand 6 når Z80 har sendt tilbake kvitteringskoden og morsekodesignalet er

blitt bygd inn i arbeidsområdet.

Tilstand 6 - kvittering til operatør-innmatningsinnretningen.

Inngang fra tilstand 5. For hver tidssyklus blir den neste bit i.morsekoden sendt ut til operatør-innmatnings-innretningen. Går til tilstand 7 når alle kodebitene er blitt sendt.

Tilstand 7 - inngang fra tilstand 6. Går til tilstand 0 etter selektiv tilbakesti Iling av underkanalens arbeidsområde. Legg merke til at tilstandene 4 og 5 bare gjelder en enkelt underkanal om gangen. Alle andre tilstander kan deles.

Figur 6 viser kretsen for en av de åtte kanalkortene som tjener som grensesnitt mellom mikrosekvenserings-anordningen på figurene 5A og 5B og operatør-innmatningsinnretningene (via underkanalene). Hver kanal har sin egen kanaladresse (bitene 0-7) innstilt på brytere på kortet, og kan betjene opptil seksten underkanaler. Hver underkanal betjener en operatør-innmatningsinnretning.

Mikrosekvenserings-anordningen styrer kanaltidssfyringen (figurene 10A og 10B) via en returlinje (SYSCK/EC) som mater kanalen ved 116. Mikroprogrammet får denne linjen til å bære en strøm av pulser som hver opptrer ved begynnelsen av en underkanal-periode. Ved starten av underkanal nulls periode blir denne pulsen, som normalt er 750 nanosekunder, utvidet til 1500 nanosekunder. Hver full syklus er 128 underkanaler i lengde.

Ved bakflanken av hver klokkepuls blir en monostabil krets 88 utløst for å frembringe en puls på omkring 150 nanosekunder som blir ført ned gjennom en f orsinke.lseslinj e 89 med 100 nanosekunders uttak. Den opprinnelige .pulsen og de første tre forsinkede pulser blir betegnet henholdsvis TO, Tl, T2 og T3. En annen monostabil krets 90 (periode 1100 nanosekunder) blir utløst av forflanken av klokkepulsen og en syvbits teller 91, 92 som klokkestyres ved TO, blir slettet hvis denne monostabile' kretsen har tidsutløp og inkrementeres hvis den ikke har. Virkningen er at tellerne på alle kanalene holdes i takt med mikrosekvenserings-anordningen.

De høyordens tre bitene i syvbits-telleren blir sammen-lignet i en komparator 93 med adressen som er innstilt ved

hjelp av adressebryterne 94. En lik tilstand betyr at denne kanalen er valgt, og denne aktiverer underkanaldekoderen 95, 96. Det samme signalet blir og-koblet ved 97 med T3 for å levere kanal-klargjøringssignalet (CHCLR) ved 98.

Underkanaldekoderen 95, 96 driver en linje pr. underkanal for å velge underkanalen i henhold til de lavordens fire bitene i telleren 91, 92.

Den grunnleggende underkanalkretsen er vist på figur 7. Linjedrivkretsen 99 er ganske enkelt en tostillings bryter som

i den normale tilstand (lav inngang) holder linje A på pluss 12 volt over en 120 ohms motstand og linje B på minus 12 volt over en 120 ohms motstand. Normalt er derfor linje A positiv og linje B negativ, og på grunn av den konstante strøm på omkring 20 mA til operatør-innmatningsinnretningen, er de virke-lige spenninger omkring pluss/minus 9 volt.

En operasjonsforsterker 100 avføler linjeparet ved å bruke en balansert differensiell inngangskrets 101 og dens utgang er etter stabilisering og filtrering ved 102 logisk null ved inngang 103 til en monostabil krets 104 i den normale linje-tilstand.

Operatør-innmatningsinnretningen signaliserer en null-bit ved hjelp av en 100 mikrosekunders kortslutningspuls på linjene og én ener-bit ved hjelp av en 300 mikrosekunders puls. Ved forflanken av denne pulsen blir den monostabile kretsen 104 ut-løst for dens periode på 200 mikrosekunder. Ved tiden TO blir vippene 105 og 106 taktstyrt, og ved tiden Tl inneholder de henholdsvis 0 og 1, dvs. ved tilbakestillingen av den monostabile kretsen 104, hvorved en klar-vippe 107 blir satt for å indikere mottagelse av en ny bit fra operatør-innmatningsinnretningen. Data-vippen 108 blir satt eller slettet i avhengighet av linje-tilstanden ved denne tiden som er den samme som databitverdien. Når underkanalen blir entret, blir innholdet av vippene 107,

108 tilført de indre samleledninger 109 ved hjelp av porter 110. Data- og klar-vippene blir slettet ved T3 via port 111 nå r underkanalen velges, dvs. umiddelbart etter overføring av deres, innhold til de felles data/klar-kretser 102 på hovedkanalkortet.

Ved tiden T2 blir klar- og data-vippene 107, 108 for den valgte underkanal taktstyrt til de felles data- og klar-vi<p>per 113, 114 i hovedkanalen, og disse tilføres via porter 115 til returledningen tilbake til mikrosekvenserings-anordningen.

Mikrosekvenserings-anordningen kan aktivere "linjerever-serings-returlinjen" ved 117 under en underkanalsyklus for å aktivere operatør-innmatningsinnretningens røde lampe og hørbare signal. Retur-BUS-signalet (LINE REVERSE/-EA) blir mottat på kanalkortet og dirigert til inngang 118 på hver underkanalkrets for å utløse den monostabile krets 119 i den valgte underkanalkrets. Denne monostabile kretsen strekker pulsen ut til omkring 1/16 sekund og aktiverer toveisbryteren 99 for å reversere linjen AB polaritet. Den andre inngangen til den monostabile kretsen 119 blir drevet ved hjelp av underkanalens velger-linje 120 slik at bare den korrekte underkanal reagerer.

Z80-kortet som styrer driften av multiplekseren, er vist på figurene 8A til 8J. Til å begynne med laster det mikrokoden inn i mikrosekvenserings-anordningen og får den til å utføre en fullstendig systemtilbakestilling. Deretter mottar Z80 mel-dingsblokker fra mikrosekvenserings-anordningen, kontroller den og sender tilbake en passende kvitteringskode. Gode blokker blir lagret i dens lager på 256 kg byte for overføring til vertsmaskinen via serieforbindelsen.

Z80-kortet har en meget modulær konstruksjon og utlegning.

Kortet inneholder følgende funksjonsblokker:

1. Sentralenhet (CPU) 121

2. Leselager (ROM) 122

3. Direktelager (RAM) 12 3

4. Klokke 125

5. Ventetilstand/tilbakestillings-krets 126, 127

6. Inn/ut-dekoder 128

7. Lagerkartlegnings-krets 219

8. Tidstellerbrikke (CTC) 130

9. Serietilpasser (SIO) 131 til vertsmaskinen

10. Parallelltilpasser (PIO) til mikrosekvenserings-anordningen 132

1. CPU

Dette er en standard 4 mhz Z80-prosessorbrikke 121. Ingen DMA-operasjon.blir brukt slik at adresselinjene blir låst og bufferlagret bare i utoverretningen. Datalinjene er koblet direkte til den felles bussen eller samleledningen. Styrelin-jene blir bufferlagret i retning utover.

2.. ROM

ROM-oppstillingen 122 består av åtte sokler for slettbare, programmerbare leselagre (EPROM) 124 av typen 2716. Etter tilbakestilling blir denne sammenstillingen lagt inn i den første kvadranten på 16kg byte i adresseområdet til Z80. Sentralen- enhetens drift starter ved posisjon null. Kortet er konstruert på .den antagelse at ROM-programmet vil kopiere hele operasjons-koden i de første 16K av direktelageret (RAM) og så vil over-føre til denne. ROM-lasteren gjør dette ved samtidig å koble fra leselageret og de første 16K av direktelageret på linjen ved å bruke den parallelle porten som styrer lagerkartlegnings-kretsen. Deretter er leselageret ikke tilgjengelig for sentral-enheten og utfører ingen ytterligere funksjon. ROM-datautgan-gen blir bufferlagret for å redusere kapasativ ladning.

3. RAM

Denne sammenstillingen er et standard arrangement av 4x8 64K dynamiske RAM-brikker 123. Adressebussen til denne sammenstillingen er 18 biter bred og består av tre (høyordens) biter fra kartlegningskretsen pluss de lavordens 15 bitene i adressebussen til Z80.

4. Klokke

Denne kretsen er en standard 4 mhz klokke 125.

5. Ventetilstand/tilbakestillings-krets

Disse er standard Mostek-kretser 126, 127. Ventetil-stands-funksjonen 126 er for å innsette en ventetilstand i alle lagertilganger mens leselageret klargjøres. Dette inntreffer bare under innledningstiden og skyldes den langsomme tilgangs-tiden til ROM-brikkene.

Tilbakestillings-kretsen 127 blir aktivert ved påslåing av kraft eller en ytre knapp. For dette kortet er det ikke noe behov for å bevare RAM-innholdene ved tilbakestilling slik at

det er tilstrekkelig med en meget enkel krets .

6. Inn/ut-dekoder 128

Dekoder de fire portvelgerkodene (1-4) for CTC, SIO, mikrosekvenserings-anordningen PIO, kartlegnings-kretsen PIO fra adresselinjene. Denne dekodingen er ikke uttømmende siden det ikke er behov for flere inn/ut-brikker enn de som er nevnt ovenfor.

7. Lagerkart legnin.gs-krets 129

De lavordens fire bitene til A-porten 136 på kartlegnings-PIO styrer denne funksjonen. Etter tilbakestilling er disse bitene alle høye. I denne tilstanden ser Z80 ROM-sammenstillingen i den lavordens kvadranten i adresseområdet og RAM blir frakoblet for enhver tilgang til denne eller den neste kvadrant. Det er meningen at ROM-koden øyeblikkelig vil sette alle bitene 3-1 til null (og etterlate bit 0 høy), og i denne tilstand opptrer det lavordens feltet på 32K i direktelageret i halvdelen av høy orden i adresserommet til Z80. Nå kan ROM-lasteren kopiere hele koden til direktelagerets lavordens 32K hvor den vil forbli under normal drift.

Når ROM-lasteren er ferdig, vil den skrive null til bit

0 i porten og øyeblikkelig fjerne ROM-lageret (og ventetilstan-dene) og kartlegge RAM-feltet inn i den lavordens halvdelen av adresserommet til Z80. Så fortsetter Z80 ganske enkelt å ut-føre instruksjoner, men de kommer nå fra direktelageret (RAM). Ved å lagre den 3-biters adressen til en av de åtte 32K RAM-feltene i bitene 3-1 til porten, kan Z80 få tilgang til dette feltet i den øvre halvdel av sitt adresserom.

8 . CTC

Standard.Z80 CTObrikke 130. Kanalene 2 til 3 blir kas-kadekoblet for å danne en ett sekundsklokke. Kanal 0 utgjør SIO-bit hastighetsklokken ved 16 ganger 9600 baud.

9. SIO

En energiseringskrets 133 som bruker en ladningspumpe som frembringer pluss/minus 12 volt for et RS232-grensesnitt. SIO-brikken 131 tilveiebringer to uavhengige RS232-seriekanaler for full dupleks ved 9600 baud.

10. PIO for mikrosekvenserings-anordning

Standard bufferlagret PIO 132. Port A'134 er toveis, port B 135 styrer utgang.

Leselagerets lasteprogramm er gitt i vedlegg II.

Hovedprogrammet for Z80 (vedlegg III) består hovedsakelig av en enkelt endeløs bakgrunnsløyfe, som vist i flytskjemaene på vedlegg IV, som virker. sammen rned fem avbruddsrutiner.

Etter tilbakestilling hopper programmet tii etiketten merket START og utfører forskjellige innlednings funksjoner som følger:

1. Innstill Z80 avbruddsmodus (modus 2)

2. Sett I-register til å peke på den side som inneholder avbruddsvektorene. .3. Sett SP-registeret til å peke på toppen av det RAM-området som er reservert for stakken.

4. Innfør verdiene av de variable (null bortsett fra "antall

slisser tilbake" og "serienummer"-felter).

5. Nullstill paritets/ECC-arbeidsområdet.

6. Nullstill hele statusområdet for underkanalene og trans-aksjon s lagringsområdet . 7. Sett IX-registeret til å peke på paritetsarbeidsområdet (dette registeret forblir konstant). 8. Sett CTC-vektoren til å peke på en-sekunds-avbruddsrutinen.

Forbered CTC-kanalene 2 og 3 (i kaskade) for avbrudd ved intervaller på ett sekund. 9. Sett PIO-avbruddsvektorene til å peke på rutinene for innmatning og utmatning. Forbered portene for A-toveis, B-styreutkobling (maskerte avbrudd). 10. Sett SIO-kretsens avbruddsvektor til å peke på den vektor-blokk som er merket SIOVEC. Innled styreregisteret for kanal A. 11. Kopier mikrokoden fra lagerstedet 5000H (satt der ved hjelp av ROM-lasteren) til det skrivbare styrelager i mikrosekvenserings-anordningen.

12. E tilbakestillingsbit satt.

13. Klargjør klokken for mikrosekvenserings-anordningen.

14. Vent ca. 1/4 sekund slik at mikrosekvenserings-anordningen kan tilbakestille seg selv. 15. Slett tilbakestillingsflagget slik at mikrosekvenserings-anordningen entrer sin normale syklus. 16. Utfør en falsk PIO-avløsning for å sette BRDY-linjen i Z80-mikrosekvenserings-anordningens tilpasser.

17. Avgren til bakgrunnssløyfen.

Under henvisning til bakgrunnssløyfen (som oppsummert i vedlegg IV) kan man se at fraværet av en hel inngangsmeldings-blokk fra enten mikrosekvenserings-anordningen eller HP1000 (vertsmaskin) går Z80 på tomgang. Den eneste funksjon av betydning er den diagnostiske fremvisning som består av avlesning av koblingssammenstillingen på åtte biter, tilføyelse av denne bit-gruppen til 41H for å adressere en bitgruppe i det variable lagringsområdet, og fremvisning av innholdene av'denne adressen i LED-gruppen.

Inngangsrutinen, til Z80 fra vertsmaskinen virker på føl-gende måte: x Det er en meidingsblokk (etikettene begynner med HTI) de-

finert for meldingen på 16 ord fra vertsmultiplekseren.

x Foran denne er en flagg-bitgruppe (HTIFLG) og en telle-bit-gruppe (HTIBCT).

x HTIFLG kan innta verdiene 0-ledig, 1-opptatt (forgrunn),

2-opptatt (bakgrunn).

x Når SIO mottar det første tegnet vektorstyres avbruddet inn i SIARCA-forgrunnsrutinen. Denne avbrytes hvis HTIFLG er 2 (feil) og setter HTIFLG til 1 hvis den er null. Det mot-tatte tegn blir lagret i meldingsblokken ved den bit-gruppe som svarer til HTIBCT og telleren blir inkrementert.

x Hvis telleren inneholder 32, er hele meldingsblokken mottatt og HTIFLG blir satt til 2.

x Ved dette trinn vil bakgrunnsrutinen akseptere inngangsmel-dings-blokken for behandling i stedet for å videreføre denne seksjon av koden.

x Ved slutten av bakgrunns-behandlingen blir HTIFLG og HTIBCT

tilbakestilt til null slik at prosessen kan gjentas når vertsmaskinen sender neste blokk.

Inngangsrutinen til Z80 fra mikrosekvenserings-anordningen arbeider.på nøyaktig samme måte med følgende unntak.

1. Meldingsblokken, flagget og telleretikettene begynner med

MSI.

2. Lengden av meldingsblokken er 9 bitgrupper som består av underkanal-adresse fulgt av de 8 bitgruppene for denne underkanalens RAM-lagersliss.

3. Avbruddsrutinens etikett er PIAIN.

Z80's utgangsrutine til vertsmaskinen er den inverse av vertsmaskinens inngangsrutine som er beskrevet ovenfor.

x Etikettene begynner med HTO.

x Flagginnstillingene 1 og 2 har sine meninger ombyttet (i

virkeligheten blir 1 ikke brukt).

x Bakgrunnsrutinen innleder operasjonen, setter bitgruppe-telleren til 1 og flagget til 2 og mater ut det første tegnet til SIO-brikken.

x Når SIO har sendt dette tegnet, avbryter den til lagersted SIATBE. Denne forgrunnsrutinen sender det neste tegn og inkrementerer telleren.

x Hvis SIATBE blir innført med telleren lik 32, blir tilstanden for tomt overføringslager fjernet, telleren og flagget

blir satt til null og operasjonen er fullført.

Utgangsrutinen for Z80 til mikrosekvenserings-anordningen er maken til vertsmaskinens utmatning, bortsett fra:

1. Etikettene begynner med MSO

2. Siden bare en bitgruppe (kvitteringskoden) blir sendt, fjer-ner forgrunnsrutinen ganske enkelt det resulterende avbrudd og sletter flagget.

3. Av samme grunn er bitgruppe-telleren overflødig.

Som allerede diskutert har systemet HP1000 minidatamaskin ved midten av. en krets av enheter med hvilke den kommuniserer

via asynkrone serieforbindelser. Disse enhetene vil vanligvis ha RS232 tilpassere (grensesnitt). RS232- tilpasserene er ikke beregnet for drift ved avstander større enn 15 meter selvom de under gunstige omstendigheter noen ganger vil funksjonere tilfredsstillende opptil tre eller fire ganger denne avstanden.

I det fabrikkmiljøet hvor systemet er beregnet, og spesielt i betraktning av den datahastighet som er beregnet (9600 baud), er imidlertid disse tilpasserene (eller grensesnittene) antatt å være utilstrekkelige.

Enkelte mer moderne tilpassere, spesielt RS422 og dens avledninger, operer ved bruk av en balansert differensialtek-nikk. Forutsatt at kretsen utgjøres av en telefonlinje med et enkelt snodd par, arbeider RS423 godt og ved høy hastighet.

Til tross for den enorme forbedring RS423 representerer i for-hold til RS232, er den fremdeles begrenset for bruk i fabrikker fordi der er en endelig grense for den maksimale fellesmodus-støy som kan tolereres på linjen. Av denne grunn er det tatt i bruk en fullisolert kommunikasjonsteknikk som bruker optiske isolatorer på datalinjene og en transformator i den fjerntliggende selvenergiserte kretsen. Med denne teknikken finnes det overhode ingen likestrømsforbindelse mellom minidatamaskinens jord og fjernenhetens jord.

Figur 9 viser den elektriske kretsen for en enkelt kanal. Datakrets fra lokalenhet til fjernenhet: Det lokale (HP1000) sendersignal ved 140 blir mottatt av en 26LS33 balansert differensialmottager 141 og det resulterende TTL-signal driver en 26LS31 drivkrets 142 som driver par 1 i kabelen. Ved den fjerntliggende enden er linjeparet avsluttet ved hjelp av motstander 143 og en reversert opto-isolator 144.

Fototransistoren 145 aktiverer en JFET operasjonsforsterker 146 som frembringer et RS232-kompatibelt signal ved 147 for termi-nalen.

Datakrets fra fjernenhet til lokalenhet.

RS232-terminalsignalet ved 148 blir bufferlagret ved hjelp av en LF352. (JFET operasjonsforsterker) krets 149 som er differensiell og derfor tilveiebringer bedre støyimmunitet enn normalt. Deretter er kretsen den samme som den som brukes av leserne ved operatør-innmatningsinnretningene og består av en opto-isolator 150 drevet ved hjelp av en transistor 151 og med dens fototransistor 152 koblet i et Darlington-par med en ytterligere transistor 153 som kortslutter linjeparet 2, trekker strøm symmetrisk gjennom to 120 ohms avslutningsmotstander 154. Differensialsignalet blir dekodet ved hjelp av en JFET opera-sjonsforsterkerkrets 155 som driver mottagerdatalinjen 156 til RS232. Siden det er meningen at der skal være RS423-kompatibilitet ved dette punkt, blir signalet stabilisert ved 157 til omkring +/- 6 volt.

Kraftforsyningskrets.

Kraft blir levert over det tredje paret i den 3-pars te-lefonkabelen til fjerntilpasser-boksen. Dette linjeparet dri-ves ved hjelp av en 12v likespenninskilde 152 som er jordet ved lokalenden. Den positive linjen er beskyttet ved hjelp av en sikring 159. Forsyningen blir koblet fra ved den fjerntliggende enden ved hjelp av en lagringskondensator 160 og forsyner prirhærsiden 165 av en transformator 161. En CMOS-oscillator 162 er satt til å løpe ved omkring 50 khz, og dette signalet kobler primærstrømmen i transformatoren via en transistor 163. Den-sentertappede tilbakeløpsspenningen blir stabilisert ved hjelp av en 20 v Zener-diode 164. De sentertappede sekundær-spolene 166 driver to likeretter/stabiliserings-kretser 167 som frembringer den lokale + og - 12v forsyning som er referert til terminalens jord. Den totalt tilgjengelige strøm er av størrel-sesorden 20 mA, noe som er mer enn det som kreves av de lokale kretsene.

Den isolerende adapterkretsen som er beskrevet er en av de faktorer som gjør systemet spesielt egnet for et fabrikkmiljø. Men der er mange andre trekk som bidrar til dette. Operatør-inngangsinnretningene som er anbragt ved hver arbeidsstasjon er enkle og billige, men likevel uhyre robuste, og kortene eller etikettene som vi leser er spesielt billige og lette å trykke. Likevel vil kortene motstå betydelig mishandling idet et kort som er blitt krøllet sammen eller revet fremdeles kan slettes, ut og leses. Hver operatør-innmatningsinnretning som blir parasittisk forsynt med effekt ved et fullstendig trygt nivå på 24v via dataoverførings- og styre-forbindelse, kan plasseres hvor som helst i fabrikken. Multiplekser/konsentratoren mottar data fra operatør-innmatningsinnretningene som gir et fullstendig og oppdatert bilde av arbeidet som foregår i fabrikken, viser fremdriften av spesielle ordre, detekterer sammenbrudd og flas-kehalser, registrerer ansattes tilstedeværelse og arbeidshas-tigheter og tilveiebringer generelt all den informasjon som er nødvendig for å planlegge hvordan leveringsmålene skal nås, bruke det tilgjengelige personale og fasiliteter på mest mulig effektiv måte, overvåker lagerposisjonen, utfører betalings-beregninger og foretar preventive tiltak. Mikrodatamaskinene ,i multiplekser/konsentratoren er forsynt med elektrisk kraft fra reservebatterier for å forhindre feil i tilfelle av strøm-brudd .

Forskjellige dataformater som brukes, i systemet, er vist' i vedlegg V.

Claims (25)

1. Operatør-innmatningsinnretning for bruk i et produksjonsstyresystem, karakterisert ved en kortleser for avsøkning av et kort eller en etikett som bærer kodede data når kortet er anbragt i kortleseren, og for generering av elektriske signaler som er representative for de kodede data, en kabel for levering av lavspent ytre elektrisk kraft til opera-tør-innmatningsinnretningen over et par elektriske ledninger, en krets for generering av pulstog som reagerer på utgangssignalene fra kortleseren ved å utlede en strøm av pulser med i det minste to forskjellige varigheter som representerer de kodede data, hvilke krets for generering av pulstog tar sin elektriske forsyning fra ledningsparet, og en kortslutningsanordning som energiseres fra ledningsparet og reagerer pa strømmen av pulser ved hovedsakelig å kortslutte ledningene i en rekke tidsperioder som svarer til tidsvarighetene av pulsene, hvorved dataene fra kortet eller etiketten blir overført av operatør-innmatningsinnretningen på det samme kabelpar som forsyner ope-ratør-innmatningsinnretningen med elektrisk kraft.

2. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 1, . karakterisert ved at kortslutningsanordningen blir drevet ved hjelp av en optisk isolator sem har en strålingsemitter til hvilken strømmen av pulser blir ført, og en mottager som reagerer på strålingen fra emitteren og som er elektrisk isolert fra denne, slik som ved hjelp av dioder.

3. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 2, karakterisert ved at emitteren er en lysemitterende diode som mates av en koblingstransistor som tilføres pulsstrømmen, hvilken mottager er en fototransistor, og ved at kortslutningsanordningen er en koblingstransistor koblet som et Darlington-par med fototransistoren.

4. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 1 eller krav 2 eller krav 3, karakterisert ved at kortet eller etiketten som skal leses, bærer en sø ylekode i sort/hvitt, og ved at kortleseren omfatter en avsøkningsanordning for å be-lyse søylekodesporene og avfø le refleksjonene fra disse.

5. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 4, karakterisert ved at kortet eller etiketten, bærer to parallelle sø ylekodespor, idet det første er et klokkespor med jevnt fordelte tynne søyler, og det annet et dataspor som har enten en tykk søyle eller et mellomrom overfor hver tynn sø ylebit i klokkesporet for å indikere enere" og "nuller", og ved at avsø kningsanordningen omfatter en første emitter/- mottager-kombinasjon som avsøker klokkesporet og en annen emitter/mottager-kombinasjon som avsøker datasporet.

6. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 5, karakterisert ved at hver emitter/mottager-kombinasjon omfatter en infrarød emitterende diode og en fototransistor.

7. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 5 eller krav 6, karakterisert ved to monostabile kretser som har forskjellige tidsperioder for generering av pulser med forskjellige bredder, og en logisk krets som reagerer på signalene fra mottagerne i de avsøkende emitter/mottagere for å dirigere hver klokkebit til triggeinngangen på den ene eller den annen av de monostabile kretser i avhengighet av om datasporet samtidig oppviser en søyle eller et mellomrom.

8. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 7, karakterisert ved at utgangene fra de to monostabile kretser blir portstyrt sammen for å tilveiebringe strøm-men av pulser som tilføres den transistor som mater den lysemitterende diode i den optiske isolatoren.

9. Operatør-innmatningsinnretning ifølge noen av de fore-gående krav, karakterisert ved en hørbar og/eller visuell reaksjonsanordning som blir energisert av den ytre kraftforsyningskabelen når polariteten av spenningen på kabelens linjepar reverseres.

10. Operatør-innmatningsinnretning ifølge krav 3, 5 og 9, karakterisert ved at de kretser som er tilknyt-tet de avsøkende emitter/mottagere som generer strømmen av <p> ul-ser og mater emitterdioden i den optiske isolatoren, blir energisert fra linjer som holdes på en forutbestemt spenning ved hjelp av en lagringskondensator og en spenningsregulator, idet lagringskondensåtoren på den ene side og den hørbare og/eller visuelle.reaksjonsanordningen på den annen side blir matet fra det felles linjepar i den ytre forsyningskabelen via motsatt polede isolerende dioder.

11. Produksjonsstyresystem for en bedrift, karakterisert ved en flerhet av operatør-innmatningsinnretninger anbragt ved arbeidsstasjonene for menneskelige operatører og som hver har en kortleser, og en multiplekser/konsentrator som består av kombinasjonen av en mikrodatamaskin og en mikroprosessor, hvilken mikroprosessor omfatter en mikrosekvenserings-anordning som gjentatt avsøker opera-tør-innmatningsinnretningene i en kontinuerlig operasjon for å innsamle data fra disse som sendes til mikrodatamaskinen, hvilken mikrodatamaskin utfører gyldighetskontroll på de data som mates fra operatør-innmatningsinnretningene ved hjelp av mikrosekvenserings-anordningen, lagrer gode data i et korttidslager og som tilbake til mikrosekvenserings-anordningen sender signaler som indikerer gyldigheten eller annet av hver datainnmatning etter en kortavlesning ved en operatør-innmatningsinn-retning, idet mikrosekvenserings-anordningen til de enkelte operatør-innmatningsinnretninger sender tilbake de signaler som indikerer gyldigheten eller annet av deres datainnmatninger, og det at mikrodatamaskinen har inngangs- og utgangsporter for kommunikasjon med en vertsmaskin, slik som en minidatamaskin.

12.. System ifølge krav 11, karakterisert ved at mikroprosessoren/mikrosekvenserings-anordningen er en bipolar bit-delende mikroprosessor av typen med enkelt nivå-ledning..

13. System ifølge krav' 11 eller krav 12, karakterisert ved at mikrodatamaskinen er et Z 80-datamaskinkort.

14. System ifølge krav 11, 12 eller 13, karakterisert ved at mikrosekvenserings-anordningen kommuniserer med flerheten av operatør-innmatningsinnretninger via en gruppe kanaler som hver betjener en respektiv gruppe av underkanaler, idet der er' en enkelt underkanal for hver operatør-innmatningsinnretning.

15. System ifølge noen av kravene 11 til 14, karakterisert ved at kortleseren i hver operatør- innmatningsinnretning leser søylekodespor som er trykket på kort eller etiketter som føres gjennom kortleseren av opera-tøren .

16. System ifølge krav 15, karakterisert ved at der er tre typer kort eller etiketter: I) Operatørkort eller merker som identifiserer de enkelte operatører II) operasjonskort som indikerer spesielle arbeidsoperasjoner som blir utført III) arbeidsstykket-kort eller -etiketter som identifiserer varepartier.

17. System ifølge noen av kravene 11 til 16, karakterisert ved at kommunikasjonen mellom en operatør-innmatningsinnretning og en respektiv underkanal i mikrosekvenserings-anordningen foregår via en kabel med et enkelt snodd par over hvilken operatør-innmatningsinnretningen også mottar sin kraftforsyning ved en trygg spenning parasittisk fra mikrosekvenserings-anordningen.

18. System ifølge noen av kravene 11 til 17, karakterisert ved at mikrosekvenserings-anordningen leverer kraft til hver enkelt operatør-innmatnings-innretning ved å opprettholde en spenning på et respektivt linjepar, og ved at operatør-innmatningsinnretningen kommuniserer data til mikrosekvenserings-anordningen ved hovedsakelig å kortslutte linjene midlertidig i pulsperioder som har to forskjellige tidsvarigheter.

19. System ifølge krav 18, karakterisert ved at mikrosekvenserings-anordningen etter mottagelse av data på et kort som leses av en operatør-innmatningsinnretning, sender de signaler fra" mikrodatamaskinen som indikerer gyldigheten av dataene til de respektive operatør-innmatningsinnretninger ved hjelp av pulser som genereres ved forbigående å reversere polariteten av kraftforsyningslinjene.

20. System ifølge noen av kravene 11 til 19, karakterisert ved at gyldighetskontrollen av data fra en- enkelt operatør-innmatningsinnretning omfatter en kontroll av om operatøren ved arbeidsstasjonen til operatør- innmatningsinnretningen. har innført en rekke forskjellige kort i kortleseren i riktig rekkefølge.

21. System ifølge noen av kravene 11 til 20, karakterisert ved at hver operatør-innmatnings-innretning er i samsvar med noen av kravene 1 til 10.

22. Serieforbindelsesledd for kommunikasjon over avstander mellom en vertsmaskin og en mikrodatamaskin eller en terminal,, . karakterisert ved en to-par-kabel der hvert par sørger for en enveis kommunikasjonskanal og innbefatter en optisk isolator.

23. Ledd ifølge krav 22, karakterisert ved at kanalen fra vertsmaskin til mikrodatamaskin/terminal omfatter en kjede som i rekkefølge består av en balansert differen-sial mottager-drivkrets-kabelpar-stabilisert optisk isolator-operasjonsforsterker, og ved at kanalen fra mikrodatamaskinen/- terminal til vertsmaskin omfatter en kjede som i rekkefølge omfatter en operasjonsforsterker-optisk isolator-linjekortslut-nings-transistor-kabelpar-operas jonsforsterker-dekoder-stabilisert utgangskrets.

24. Ledd ifølge krav 22 eller 23, karakterisert ved et tredje kabelpar for levering av kraft fra vertsmaskinen til mikrodatamaskinen/terminalen, idet kraftforsynings-kjeden i rekkefølge omfatter en kraftkilde i vertsmaskinen-kabelpar-osei liator-transformator-likeretter-og stabilings-krets.

25. System ifølge noen av kravene 11 til 21, karakterisert ved et forbindelsesledd mellom mikrodatamaskin og vertsdatamaskin ifølge noen av kravene 22 til 24, idet mikrodatamaskinen og mikroprosessoren også har elektrisk batterikraft i reserve for å overvinne strømbrudd.