УСТРОЙСТВО ВВОДА ИНФОРМАЦИИ Российский патент 1997 года по МПК G06F3/06 

Изобретение относится к информационно=измерительной технике, а именно, к накопителям измерительной информации, используемым для диагностики состояния объекта и оценки действий обслуживающего персонала (экипажа).

Известны накопители информации на магнитной ленте, например, устройство для магнитной записи по авт. свидетельству СССР N 1739380, кл. G 11 B 5/03, 1992, включающее генератор синусоидального напряжения, амплитудный модулятор, первый и второй усилители, аттенюатор, счетчик и записывающую магнитную головку, а также триггеры и ключевые элементы.

Однако эти накопители информации характеризуются низкой надежностью, связанной с наличием движущихся и изнашивающихся деталей, а также малой информационной емкостью и скоростью.

Известны также твердотельные накопители, включающие шину ЭВМ, соединенную через порт данных с шиной данных запоминающего устройства, через порт адреса с шиной адреса запоминающего устройства и с дешифратором, соединенным с входами разрешения запоминающего устройства, и через порт управления с входами управления запоминающего устройства, шины питания запоминающего устройства, при этом порт управления содержит дешифратор управления, выходы которого соединены со входами ждущих мультивибраторов (см. Майоров С.А. и др. Введение в микро-ЭВМ. Л. Машиностроение, 1988 с. 171).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является статическое запоминающее устройство по патенту РФ N 2024923, кл. G 06 F 3/06, 1994, которое представляет собой твердотельный накопитель информации, содержащий шину ЭВМ, порт адреса, порт данных, порты управления, дешифратор адреса, дешифраторы питания, блок памяти и блоки ключей. При этом шина внешней ЭВМ, порты адреса, данных и управления, а также дешифратор адреса заполняют функцию внутренней микро-ЭВМ устройства; дополнительный порт управления питанием вместе с триггером, дешифраторами питания и блоками ключей функционально аналогичны блоку управления питанием, а блок питания представлен двумя шинами питания.

Однако это устройство, так же как и предыдущее, характеризуется низкой информационной емкостью и скоростью регистрации информации, отсутствием контроля за состоянием накопителя и его отдельных частей, включая объем накопленной информации, а также большим количеством элементов с малой степенью интеграции. Все это, как следствие, снижает надежность работы устройства. Кроме того, необходимость работы по шине с внешней ЭВМ ограничивает область применения устройства и ухудшает его помехоустойчивость, а необходимость подключения всего накопителя к специализированной ЭВМ для считывания зарегистрированной информации существенно усложняет процесс ее обработки.

Изобретение решает задачу повышения надежности работы устройства за счет введения контроля за его состоянием и работой его отдельных блоков, увеличения его информационной емкости и скорости регистрации данных, облегчения доступа к информации и упрощения процесса ее обработки.

Для этого устройство ввода информации, содержащее микро-ЭВМ, соединенный с ней двусторонней связью блок питания и блок управления питанием, подключенный к блоку питания, снабжено схемой предварительной обработки информации, которая соединена двусторонней связью с микроЭВМ, а ее выходы являются входами устройства, и схемой индикации объема информации, входы которой подключены к выходам микро-ЭВМ, а также схемой контроля питания, вход которой подключен к выходу блока питания, а выход ко входу микро-ЭВМ, а блок памяти выполнен съемным.

Микро-ЭВМ выполнена в виде блока приема-передачи дискретных сигналов, процессора и контроллер, связанных между собой общей шиной, причем блок приема-передачи соединен двусторонней связью со схемой предварительной обработки информации, вход прерываний процессора подключен к выходу схемы контроля питания, а его выходы ко входу схемы индикации объема информации, а контроллер соединен двусторонней связью с блоком памяти.

Блок управления питанием выполнен в виде первого термодатчика, соединенного со входом схемы управления питанием, выход которого подключен к блоку питания.

Устройство ввода информации снабжено вторым термодатчиком и схемой обогрева, подключенными к внешней шине питания.

Устройство также снабжено индикатором состояния, подключенными к выходам блока приема-передачи микро-ЭВМ.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 структурная схема блока предварительной обработки информации.

Устройство ввода информации представляет собой твердотельный накопитель информации и содержит блок 1 предварительной обработки информации, соединенный двусторонней связью с микро-ЭВМ 2, включающей блок 3 приема-передачи дискретных сигналов, процессор 4 и контроллер 5, связанные между собой общей шиной. Контроллер 5 микро-ЭВМ 2 соединен двусторонней связью с блоком 6 памяти, выполненным съемным и подключенным к контроллеру 5 с помощью разъема. Блок 6 памяти может быть выполнен, например, в виде карты памяти типа РСМС1А-11.

К выходам процессора 4 подключена схема 7 индикации объема информации, которая состоит, например, из последовательно включенных регистра, дешифратора и цифровых индикаторов, и обеспечивает визуальное отображение степени заполнения карты памяти (блока 6) в процентах к ее полному объему.

Питание всех блоков накопителя информации осуществляется от блока 8 питания, содержащего три модуля, два из которых формируют напряжение +5 B и один +15 B, подключенных к внешней шине питания (на чертеже не показана) напряжением +27 B. К выходу блока 8 питания подключена схема 9 контроля питания, которая позволяет определить момент снижения напряжения питания сети ниже предельно допустимого значения (+27 B) и сформировать в этот момент сигнал прерывания IRQ, по которому процессор 4 прекращает запись регистрируемой информации (закрывает информационный файл) на карте памяти. Схема 9 контроля питания содержит последовательно включенные компаратор 10 и формирователь 11 сигнала прерывания, выход которого подключен ко входу прерывания процесса 4 микро-ЭВМ 2, и схему 12 задания порога срабатывания, подключенную к первому входу компаратора 10, второй вход которого подключен к выходу блока 8 питания.

К другому выходу блока 8 питания подключен блок 13 управления питанием, включающий первый термодатчик 14, соединенный с входом схемы 15 управления питанием, выход которого подключен ко входу блока 7 питания.

Для создания внутри накопителя необходимого температурного режима устройство снабжено вторым термодатчиком 16, подключенным к схеме 17 обогрева, выполненный на стандартных термоэлементах, питание которой осуществляется от внешней шины питания.

К выходам блока 3 приема-передачи микро-ЭВМ 3 подключен индикатор 18 состояния накопителя, выполненный в виду двух индикаторов красного и зеленого цвета, сочетания и режим работы (мигание, включение или выключение) которых характеризуют различные состояния устройства и управляются командами с микро-ЭВМ 2.

Схема 1 предварительной обработки информации (фиг. 2) содержит, например, входной 19 и выходной 20 регистры, регистр сигналов управления 21 и регистр адреса 22, микроконтроллер 23, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 24 и два оперативных запоминающих устройства (ОЗУ) 25 и 26, а также шины адреса 27, данных 28 и выходных данных 29, соединенные с параллельными портами адреса, данных и выходных данных микроконтроллера 23 соответственно. При этом входной регистр 19, регистр сигналов управления 21 и регистр адреса 22 подключены к микроконтроллеру 23 двусторонней связью, шина адреса 27 подключена к регистру адреса 22 и адресным входам ПЗУ 24, ОЗУ 25 и 26, шина данных 28 подключена к входам данных последних, а шина выходных данных 29 соединена с их выходами данных и входами выходного регистра 20.

Для обеспечения согласования сигналов на электрическом и логическом уровнях служат элементы дискретной логики (на чертеже не показаны). Схема 1 может быть построена и по другому принципу.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания двенадцатиразрядной параллельный информационный код в сопровождении тактовых импульсов от датчиков или системы с параллельным интерфейсом поступает на вход схемы 1 предварительной обработки информации, где он стробируется, и через регистры 19, 21 и 22, управляемые микроконтроллером 23, поступает в ОЗУ 25 или 26, где осуществляется его буферизация в байтовой структуре для передачи в микроЭВМ 2.

ОЗУ 25 и 26 работают в режиме "запись/чтение" поочередно: по мере поступления входной информации во входной регистр 19 по сигналу тактового импульса микроконтроллер 23 вырабатывает команду побайтовой записи этой информации сначала в первое ОЗУ 25, а после его заполнения во второе ОЗУ 26. После заполнения первого ОЗУ 25 микроконтроллер 23 осуществляет побайтовое считывание записанной в него информации и передачу ее через выходной регистр 20 в блок 3 приема-передачи микро-ЭВМ 2. Одновременно с этим микроконтроллер 23 продолжает запись поступающей информации в ОЗУ 26. После окончания считывания информации из ОЗУ 25 микроконтроллер ожидает окончания записи в ОЗУ 26, а затем начинает передачу информации из него в блок 3 приема-передачи. Рабочая программа микроконтроллера 23 хранится в ПЗУ 24. Использование в устройстве схемы 1 предварительной обработки информации позволяет избежать потери входной информации между блоками устройства.

Блоки, входящие в состав микро-ЭВМ 2, выполнены в стандарте РС/104 и объединены общей шиной, например, стандартной шиной РС/104 bus. Процессор 4 по этой шине управляет блоком 3 приема-передачи дискретной информации, который считывает информацию из ОЗУ 25 или 26 схемы 1 и передает ее по шине к процессору 4. Процессор 4 проверяет информацию, формирует сигналы, характеризующие состояние устройства, по шине передает регистрируемую информацию на контроллер 5, с помощью которого эта информация записывается в виде файла на карту памяти блока 6. Состояние устройства при этом визуализируется на лицевой панели корпуса устройства (на чертеже не показаны) с помощью индикаторов 18. Кроме того, процессор 4 определяет объем заполнения блока памяти 6 и формирует сигналы для схемы 7 индикации объема информации.

При пропадании напряжения питания или падении его ниже допустимого значения +27 B схема 9 контроля питания формирует сигнал IRQ, который поступает на вход прерывания процессора 4 и служит моментом включения команды закрытия информационного файла на карте памяти блока 6. На время, необходимое для закрытия файла, схема 9 поддерживает питание блоков микро-ЭВМ 2.

Микро-ЭВМ 2 обеспечивает надежную работу устройства при температуре в нем не ниже -15^oC. При включении устройства при температуре окружающей среды в диапазоне от -55^o до -15^oC термодатчик 14 и схема 15 управления питанием формируют запрещающий сигнал на модуль +5 B блок 8 питания, который обесточивает микро-ЭВМ 2 до тех пор, пока температура в устройстве не достигнет заданного значения. Чтобы ускорить этот процесс в устройстве предусмотрены термодатчик 16, подключенный к схеме 17 обогрева, которая состоит, например, из последовательно включенных управляющего реле и обогревательных элементов. Питание схемы 17 обогрева осуществляется от внешней шины питания +27 B.

По достижении внутри устройства необходимого температурного режима (выше -15^o) термодатчик 14 и схема 15 управления питанием снимают с блока 8 питания сигнала запрета, напряжение +5 B подается на все блоки микроЭВМ 2, и она включается в нормальную работу, а схема 17 обогрева отключается.

Таким образом, предлагаемое устройство ввода информации обладает следующими преимуществами.

Введение в устройство схемы предварительной обработки информации позволяет не только избежать потерь входной информации, но также существенно повысить информационную скорость накопителя за счет предварительной побайтовой упаковки и буферизации информации и синхронной по запросам микро-ЭВМ передачи информации к модулю приема-передачи дискретных сигналов.

Повышение надежности регистрации информации устройством достигается, кроме этого, за счет введения схемы контроля питания, предупреждающей потерю регистрируемой информации во время возможного снижения напряжения питания ниже предельно допустимого, и схемы индикации объема информации, которая обеспечивает индикацию на цифровых индикаторах степени заполнения карты памяти в процентах к ее полному объему, что позволяет правильно оценить возможное время регистрации и тем самым избежать потерь информации, а также обеспечить регистрацию нескольких режимов на одну карту памяти.

Применение в качестве носителя информации твердотельной карты памяти позволяет значительно увеличить информационную емкость по сравнению с другими носителями; обеспечить оперативный доступ к информации, поскольку карта памяти представляет собой легкосъемный элемент, конструктивно связанный с запоминающим устройством с помощью разъема, а также упростить процедуру обработки информации, так как регистрация информации производится в виде файла, готового к вводу в ПЭВМ типа IBM, и дополнительных интерфейсных устройств не требуется.

Надежность работы устройства повышается также путем введения в устройство встроенной схемы обогрева, работа нагревательных элементов которой регулируется термодатчиком, поддерживая внутри накопителя оптимальный температурный режим, а использование в устройстве индикаторов состояния дает возможность визуально контролировать состояние устройства и процесса регистрации информации.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а именно, к накопителям измерительной информации, используемым для диагностики состояния объекта и оценки действий обслуживающего персонала (экипажа). Изобретение решает задачу повышения надежности работы устройства за счет введения контроля за его состоянием и работой его отдельных блоков, увеличения его информационной емкости и скорости регистрации данных, облегчения информации и упрощения процесса ее обработки. Устройство содержит микро-ЭВМ 2, блок 6 памяти и блок 13 управления питанием, подключенный к блоку 8 памяти, снабжено блоком 1 предварительной обработки информации, который соединен двухсторонней связью с микро-ЭВМ, а его входы являются входами устройства, и схемой 7 индикации, а также схемой 9 контроля питания, вход которого подключен к выходу блока питания, а выход - ко второму входу микро-ЭВМ, а блок памяти выполнен съемным. Блок управления питанием выполнен в виде первого термодатчика, соединенного со входом схемы управления питанием, выход которой подключен к блоку питания. Устройство снабжено вторым термодатчиком и схемой обогрева, подключенными к внешней шине питания. Устройство также снабжено индикаторами состояния, подключенными к выходам блока приема-передачи микро-ЭВМ. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство ввода информации, содержащее микроЭВМ, соединенный с ней двусторонней связью блок памяти и блок управления питанием, подключенный к блоку питания, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком предварительной обработки информации, входы которого являются входами устройства и который соединен двусторонней связью с микроЭВМ, схемой индикации объема информации, входы которой подключены к выходам микроЭВМ, а также схемой контроля питания, вход которой подключен к выходу блока питания, а выход к входу микроЭВМ, а блок памяти выполнен съемным. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что микроЭВМ выполнена в виде блока приема-передачи дискретных сигналов, процессора и контроллера, связанных между собой общей шиной, причем блок приема-передачи соединен двусторонней связью с блоком предварительной обработки информации, вход прерываний процессора подключен к выходу схемы контроля питания, а его выходы к входу схемы индикации объема информации, а контроллер соединен двусторонней связью с блоком памяти. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления питанием выполнен в виде первого термодатчика, соединенного с входом схемы управления питанием, выход которой подключен к блоку питания. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вторым термодатчиком и схемой обогрева, подключенными к шине блока питания. 5. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено индикаторами состояния, подключенными к выходам блока приема-передачи дискретных сигналов микроЭВМ.