SU1094038A1 - Устройство дл сопр жени аналого-цифрового преобразовател с цифровой вычислительной машиной - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ, содержащее промежуточный регистр, группа входов которого  вл етс  группой информационных входов устройства , блок ввода внешних параметров, первый вход которого  вл етс  входом задани  внешних параметров устройства , буферную пам ть, регистр слова состо ни , входы-выходы которых  вл ютс  входами-выходами устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет работы в реальном масштабе времени, оно содержит сумматор, вспомогательную пам ть, пам ть микрокоманд, первый и второй адресные регистры и тактовый генера- тор, причем первый вход тактового генератора  вл етс  входом сигнала Готовность устройства, а выход соединен с синхровходом пам ти микрокоманд , адресный вход которой соединен с выходом первого адресного регистра , выходы пам ти микрокоманд соединены с управп ющ м  входами первого и второго адресных регистров, буферной пам ти и регистра слова состо ни , разр дные выходы которого соединены с входом управлени  чтением буферной пам ти, базовыми входами первого и второго адресных регистров , входом разрешени  тактового генератора, который  вл етс  выходом разрешени  устройства, один из выходов регистра слова состо ни  соединен (Л с управл ющим входом блока ввода внешних параметров, выход которого соединен с входами модификации первого и второго адресных регистров, § первый и второй входы сумматора соединены соответственно с выходами промежуточного регистра и вспомогательной пам ти, адресный вход которой соединен с выходом второго адрес:о ного регистра, а информационный 4 вход-выход  вл етс  соответствующим О СО входом-выходом устройства, информа .ционный выход сумматора соединен с эо соответствующим входом буферной пам ти , а выход переполнени  - с входом модификации первого адресного регистра , управл ющий выход буферной пам ти с соответствующим входом регистра слова состо ни .

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к средствам ввода измерительной информаци в цифровые вычислительные машины (ЦВМ) , и MojKeT быть использовано в системах автоматизации  дерно-физических и иных экспериментальных исследований и промышленных испытаний.

Известны устройства сопр жени  аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с ЦВМ, в том числе АЦП, предназначаемых дл  анализа потоков случайных электрических импульсов, которые основаны на использовании промежуточных запоминающих устройств (ЗУ) между АЦП и ЦВМ дл  буферного запоминани  поступающей от АЦП информации .

Устройства сопр жени  могут работать при высоких интенсивност х вход щего потока информации при одновременном облегчении режима функционировани  ЦВМ, так как врем  регистрации данных АЦП независимо от ЦВМ, поток данных между буферным ЗУ и ЦВМ может быть сделан практически регул рным , причем данные могут быть организованы в блоки, часть алгоритма обработки информации, особенно та, что касаетс  обработки каждого регистрируемого событи , может быть реализована аппаратурно в устройстве сопр жени , что позвол ет существенно сжать информацию, передаваемую в ЦВМ, и сделать более оптимальным алгоритм работы системы автоматизации измерений в целом fij .

Однако устройствам присущи недостатки , ограничивающие функциональные возможности по обработке регистрируемых событий в реальном масщтабе времени , определ емом высокой интенсивностью вход щего потока данных.

Наиболее близким к изобретению по техническор5 сущности  вл етс  устройство , содержащее промежуточный регистр , оборудованный двум  группами входов, причем перва  группа входов  вл етс  информационными входами устройства, св зывающими его с АЦП, блок ввода внещних параметров, группа входов которого  вл етс  входами сигналов внешних параметров, буферную пам ть, устроенную так, что она может параллельно принимать информацию от промежуточного регистра и выдавать данные в ЦВМ, компаратор верхнего уровн , вспомогательный регистр

статусный регистр. Блоком ввода внешних параметров выполн етс  запис в слово данных, формируемое в промежуточном регистре, двоичного кода 5 номера входа устройства сопр жени , по которому в устройство поступает один из группы взаимоисключающих сигналов внешних параметров, а с помощью компаратора верхнего уровн 

отсекаютс  событи , значени  кодов которых превьшают порог, предварительно устанавливаемый во вспомогательном регистре с помощью ЦВМ, что дает возможность редактировать изме5 р емую информацию уже на этапе регистрации . Статусный регистр служит дл  задани  режима работы устройства сопр жени  со стороны ЦВМ и контрол  состо ни  устройства посредством

20 ЦВМ 21.

Недостаток известного устройства состоит в том, что его структура ограничивает возможности предобработки информации в реальном масштабе

25 времени, необходимой дл  оптимального функционировани  измерительных систем. Дл  систем автоматизации измерений случайных потоков электрических импульсов наиболее характер30 ными  вл ютс  методики измерени , предусматривающие поступление информации в АЦП по нескольким трактам, причем номер тракта, по которому поступает событие, характеризуетс 

35 наличием сигнала на соответствующем входе блока ввода внешних параметров В общем случае значение цифрового порога дл  сигналов, поступающих по разным трактам, не одно и то же, к

40 слову данных, поступивщему от ВЦП, должен быть приписан не код номера тракта, как это предусмотрено в известном устройстве, а некотора  производна  от него величина, либо сло45 во данных должно быть определенным образом модифицировано в зависимости от значени  этого кода. В наиболее распространенных случа х предобработка состоит в оасечке значени  регист50 рируемого событи  снизу, вьщелении событий посредством цифрового окна, маркировке данных, смещении их значений . Всех указанных возможностей известное устройство не обеспечивает

В р де случаев внешние параметры , характеризующие событие, поступающее от АЦП, не исключают друг друга , а дополн ют, так что недостаток устройства состоит и в том, что бло ввода внешних параметров реагирует только на взаимоисключающие сигналы Кроме того, сброс АЦП осуществл  етс  только после того, как компара тором верхнего уровн  будет выдан ,результат сравнени , так что входна информаци  поступает параллельно и на промежуточный регистр, и на компаратор , а. это выражаетс  в том, чт требовани  к быстродействию должны предъ вл тьс  к обоим блокам. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет работы в реальном масштабе времени. Цоставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее промежуточный регистр, группа входо которого  вл етс  группой информаци онных входов устройства, блок ввода внешних параметров, первый вход кот рого  вл етс  входом задани  внешни параметров устройства, буферную пам ть , регистр слова состо ни , входы-выходы которых  вл ютс  входамивыходами устройства, введены сумматор , вспомогательна  пам ть, пам ть микрокоманд, первый и второй адресные регистры и тактовый генератор, причем первый вход тактового генера тора  вл етс  входом сигнала Готов ность устройства, а выход соединен с синхровходом пам ти микрокоманд, адресный вход которого соединен с выходом первого адресного регистра, выходы пам ти микрокоманд соединены с управл ющими входами первого и второго адресных регистров, буферной пам ти и регистра слова состо ни , разр дные выходы которого соед нены с входом управлени  чтением буферной пам ти, базовыми входами первого и второго адресных регистро входом разрешени  тактового генератора , который  вл етс  выходом разрешени  устройства, один из выходов регистра слова состо ни  соединен с управл ющим входом блока ввода внешних параметров, выход которого соединен с входами модификации перв го и второго адресных регистров, первый и второй входы сумматора соединены соответственно с выходами промежуточного регистра и вспомогательной пам ти, адресный вход которой соединен с выходом второго адре ного регистра, а информационней 84 вход-выход  вл етс  соответствующим входом-выходом устройства, информационный выход сумматора соединен с соответствующим входом буферной пам ти, а выход переполнени  - с входом модификации .первого адресного регистра, управл ющий выход буферной пам ти соединен с соответствующим входом регистра слова состо ни . На фиг. 1 представлена схема устройства сопр жени  на фиг. 2 - формат команд и пример размещени  информации в пам ти микрокоманд. Устройство содержит промежуточный регистр 1, блок 2 ввода внешних параметров , сумматор 3, вспомогательную пам ть А, первый адресный регистр 5, буферную пам ть 6, р-егистр 7 слова состо ни , пам ть 8 микрокоманд, второй адресный регистр 9, тактовый генератор 10. Группа входов 11 регистра 1  вл етс  информационными входами устройства, св зьтающими его с АЩ1, группа входов 12 блока 2 ввода внешних параметров  вл етс  входами сигнглов внешних параметров устройства, вход 13 генератора 10  вл етс  входом сигнала Готовность, выход 14 регистра 7  вл етс  выходом сигнала Разрещение устройства, двунаправленные входы-выходы 15  вл ютс  входами-выходами св зи блоков пам ти 4, пам ти 6 и регистра 7. Устройство работает следующим образом . Информаци , поступающа  с АЦП через регистр 1 в сумматор 3, подвергаетс  предобработке в реальном масштабе времени совместно с данными, которые содержатс  в пам ти 4, по одной из программ, записанных в пам ти 8 микрокоманд. В качестве пам ти 8 используетс  ЗУ посто нного типа, так как программы предобработки дл  конкретной системы автоматизации измерений достаточно рутинны. В к -честве пам ти 4 должно быть применено оперативное ЗУ, поскольку в процессе измерений посто нно может возникать потребность в замене вспомогательных данных. Программы предобработки обычно представл ют собой совокупности нескольких операций сравнени  и алгебраического сложени , используемые дл  вы снени  полезности регистрируемых событий и модификаций их значений , необходимых дл  оптимизации дальнейшего манипулировани  с данными . При операци хсравнени , вьшолн емых с помощью сумматора, выход разр да переполнени  сумматора 3 модифицирует адрес следующей команды, выбираемой из пам ти 8, при операI ци х сложени  этот сигнал игнорирует с . Также игнорируетс  он при опреде лении первой команды некоторой программы предобработки. Если в результате предобработки определ етс  что информаци  с выхода сумматора 3 должна быть записана в пам ть 6, то соответствующий сигнал содержитс  в очередной команде, получаемой из пам ти 8 микрокоманд. На фиг. 2 показан формат команд предобработки событий, принцип форми ровани  адреса  чеек пам ти 8 микрокоманд , размещение программ предобработки дл  одного из возможных вариантов организации работы устройства , который предусматривает возмож ность суммировани  информации, посту пающей из АЦП, с данными из вспомогательной пам ти 4, вьщеление событий , значени  которых больше, меньше заданных порогов или лежат внутри Адрес очередной команды определ етс  состо нием регистра 9, которое задаетс  совокупностью сигналов , поступающих на первую группу входов с регистра 7 (базова  часть адреса программы). вторую группу вхо лов с блока 2 ввода внешних параметров (модификаци  программы обработки внешним параметром), первый, второй и третий входы третьей группы входов соответственно с регистра 7 (исходно состо ние регистра 9), с выхода пам  ти 8 (инкрементирование содержимого регистра 9 дл  выбора очередной команды ) ) с сумматора 3 (переход по результату операции сравнени ). Адрес  чейки пам ти 4, где содержитс  операнд, необходимый дл  выполнени  очередной команды, определ етс  состо нием регистра 5. Это состо ние задаетс  совокупностью сигналов, которые поступают на первую , вторую и третью группы входов соответственно с регистра 7 (исходное состо ние), пам ти 8 микрокоманд (модификаци  адреса операнда по результату вьшолненной операции) и блока 2 ввода внешних параметров (вы бор операнда, соответствующего внеш нему параметру). 38 Перед началом работы совместно с А1Щ устройство сопр жени  должно быть подготовлено к работе. Дл  этого преткде всего с помощью ЦВМ устанавливаетс  через входы-выходы 15 в исходное состо ние регистр 7, благодар  чему регистр 5 сбрасываетс  и переводитс  в счетный режим, а также блокируетс  от воздействи  сигналов на второй и третьей группах входов . Это вызывает перевод пам ти 4 в режим записи информации по тем же входам-выходам 15 из ЦВМ. После того , как пам ть 4 заполнена необходимыми данными, регистр 7 очередной командой ЦВМ переводитс  в следующее состо ние, в результате чего разблокируютс  втора  и треть  группы входов регистра 5, в котором устанавливаетс  база адреса первого операнда , в регистре 9 устанавливаетс  база адреса нужной программы предобработки , блоку 2 ввода внешних параметров задаетс  режим работы, блокируетс  на врем  выполнени  первой команды воздействие на регистр 9 сигнала переполнени  сумматора 3. Далее очередной командой ЦВМ регистр 7 вьщает на выход 14 сигнал Разрешение дл  АЦП, открывает генератор 10 дл  поступлени  по входу 13 сигнала Готовность от АЦП, переводит регистр 9 в рабочее состо ние. Этим заканчиваетс  подготовка устройства сопр жени  к приему информации от АЦП. При поступлении кода событи  с АЦП на входы 11 регистра 1 и одновременно (либо заранее) на входы 12 блока 2 ввода внешних параметров одного или нескольких сигналов внешних параметров (в случае, если блоку 2 задан режим работы с несколькими неисключающими друг друга сигналами) информаци  с регистра 1 проходит на сумматор 3, а информаци  с блока 2 ввода внешних параметров модифицирует состо ни  регистров 5 и 9. При этом соответствующий операнд проходит из пам ти 4 на вторую группу входов сумматора 3 и выбираетс  перва  команда заданной программы предобработки в пам ти 8 микрокоманд. При поступлении на вход 13 генератора 10 тактового сигнала Готовность от АЦП команда проходит на выход этой пам ти Если это команда суммировани , то сигналом с первого выхода второй группы выходов пам ти 8 осуществл ет с  запись информации с выхода сумматора 3 в пам ть 6, а сигналом с второго выхода этой группы выходов регистр 7 переводитс  в состо ние окончани  программы предобработки событи  (так как запись в буферную пам ть - основное назначение любой из программ предобработки). При этом регистр 7 подготавливает устройство к приему следующего событи , т.е. вьщаетс  оп ть сигнал Разрешение, блокируетс  генератор Ю и открывает с  его вход 13, регистр 9 переводитс в рабочее состо ние. При выполнении операции сравнени  в зависимости от значени  сигнала с выхода переполнени  сумматора 3 (фиг.2), либо выбираетс  очередна   чейка пам ти 8 микрокоманд, либо выбираетс   чейка по переходу. Пам ть 6 устроена так, что обеспе чивает возможность параллельного обращени  дл  записи со стороны сумматора и чтени  в ЦВМ. Запись, как было отмечено, выполн етс  сигналами, поступающими в пам ть 8 микрокоманд Чтение из буферной пам ти в ЦВМ выполн етс  через входы-выходы 15 под управлением команд ЦВМ, поступающих на регистр 7 после того, как пам тью 6 будет выдан на этот регистр запро чтени  по выходу управлени  чтением Сигналы управлени  чтением поступаю 388 на пам ть 6 с п той группы выходов этого регистра. В качестве пам ти 6 может быть использовано ЗУ оперативного типа, состо щее из двух блоков, поочередно работающих на запись и воспроизведение , аналогичное пам ти, котора  использована в известном устройстве, либо иное зУ, обеспечивающее параллельное выполнение процессов записи в него информации и ее воспроизведение . Таким образом, в предлагаемом уст ройстве сопр жени  АЦП с ЦВМ вместо компаратора верхнего уровн  и вспомогательного регистра использованы сумматор и вспомогательна  пам ть, оборудованна  адресным регистром, а также пам ть микрокоманд обработки со своим адресным регистром и тактовый генератор. Изменена структура ввода данных из АЦП в устройство сопр жени  и расширены функции блока ввода внешних параметров. Использование предлагаемого устройства позволит существенно -сократить врем  выполнени  эксперимента с использованием дорогосто щих уникальных физических установок (ускорителей  дерных частиц и атомных реакторов), а также организовать р д новых методик измерени , невозможных при использовании только базовой системы.

/////

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ, содержащее промежуточный регистр, группа входов которого является группой информационных входов устройства, блок ввода внешних параметров, первый вход которого является входом задания внешних параметров устройства, буферную память, регистр слова состояния, входы-выходы которых являются входами-выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет работы в реальном масштабе времени, оно содержит сумматор, вспомогательную память, память микрокоманд, первый и второй адресные регистры и тактовый генера- : тор, причем первый вход тактового ге нератора является входом сигнала Готовность устройства, а выход соединен с синхровходом памяти микрокоманд, адресный вход которой соединен с выходом первого адресного регистра, выходы памяти микрокоманд соединены с управляющими входами первого и второго адресных регистров, буферной памяти и регистра слова состояния, разрядные выходы которого соединены с входом управления чтением буферной памяти, базовыми входами первого и второго адресных ре гистров, входом разрешения тактового генератора, который является выходом разрешения устройства, один из выходов регистра слова состояния соединен с управляющим входом блока ввода внешних параметров, выход которого соединен с входами модификации перво- го и второго адресных регистров, О первый и второй входы сумматора со- “ единены соответственно с выходами промежуточного регистра и вспомога тельной памяти, адресный вход которой соединен с выходом второго адресного регистра, а информационный вход-выход является соответствующим входом-выходом устройства, информад .ционный выход сумматора соединен с соответствующим входом буферной памя ти, а выход переполнения - с входом модификации первого адресного регистра, управляющий выход буферной памяти с соответствующим входом регистра слова состояния.