Устройство для регистрации информации Советский патент 1983 года по МПК G06F3/00 

Устройство относится к автоматика и вычислительной технике и преднаэна чен(3 для регистрации аналоговой и ди кретной информации в системах автома тизации экспериментальных исследований с целью последующей обработки ее на ЭВМ. Известно устройство для регистрации информации, содержащее аналогоцифровой преобразователь, коммутатор каналов, блок управления и регистратор 13. в подобньпс устройствах периоды опроса устанавливсцотся одинаковыми по всем аналоговым каналам. Для систем автоматизации экспериментальн13х исследований требуется иметь более гибкую структуру регистратора, позволяющую устанавливать в разных кана лах произвольные периоды опроса. Б то же время важно в максимальной сте пени использовать потенциальное быстродействие регистратора для улучше ния экономических показателей систем Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регистрации информации, в котором возможна установка в разных каналах произвольных периодов опроса, содержащее коммутатор аналоговых сигналов, аналого-циф ровой преобразователь, регистратор, распределитель импульсов, блок выбор аналоговых каналов и блок управления подключением аналоговых каналов. В формирователе импульсов периодов опроса аналоговых каналов устройства предварительно устанавливаю тся периоды опроса аналоговых каналов. При появлении запросов на обслуживание о аналоговых каналов в блоке аналоговых каналов анализируется загруженность регистратора и возможность подключения на регистрацию новых каналов. Если перегрузки регистратора не происходит, то осущёствляётся подключение новых каналов на обслуживание С2 }. Недостатком данного устройства яв ляется невозможность использовать по тенциальное быстродействие регистратора. В большинстве применений,когда в разных каналах установлены индивидуальные периоды опроса, загрузка регистратора оказывается неравномерной и в его работе образуются паузы. В то же время подключение новых аналоговых каналов невозможно. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения регистрации как аналоговой, так и дискретной информации и повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что ц устройство для регистрации информации, содержащее первый коммутатор, входы первой группы которого являются входами первой группы устрой ства, а входы второй группы соединены с выходами гоуплы первого блока упра.в1 ления, входы первой группы которого . являются входами второй группы устройства и соединены с входами первой группы блока выбора аналоговых каналов, входы второй группы которого соединены с входами второй группы первого блока управления и выходами группы формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока выбора аналоговых каналов и первьюл входом первого распределителя импульсов, выходы группы которого соединены с входами третьей группы первого блока управления, вход которого соединен с выходом блока выбора аналоговых каналов, а первый выход соединен с вторым входом первого распределителя импульсов,выход первого коммутатора соединен с выходом блока выбора аналоговых каналов, а первый выход соединен с вторым, входом первого распределителя импульсов, выход первого коммутатора соединен с входом аналого-цифрового преобразогаателя и регистратор, введены регистр, второй коммутатор, второй блок управления и второй распределитель импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом первого блока управления, а второй вх(}}з, соединен с выходом второго блока управления, входы первой гру:ппы которого явлгпотся входами третьей группы устройства, а входы второй группы соединены с выходами группы второго распределителя импульсов, выходы группы второго блока управления соединены с входами первой группы второго коммутатора, входы второй группы которого являются входами четвертой группы устройства, входы регистратора соединены соответственно с выходами аналогоцифрового преобразователя, первого и второго распределителей импульсов и второго коммутатора, а выход соединен с входом регистратора. Второй блок управления содержит элементы И и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока, а входы соединены с выходами одних элементов И, выходы других элементов И являются выходами группы блока, первые входы элементов И соединены между собой и являются входами первой группы блока, вторые входы элементов И соединены между собой и являются входами второй группы блока. На фйг.1 представлена структурная схема устройства для регистрации информации; на фиг.2 - функциональная схема первого блока управления.; на фиг.З - функциональная схема второго блока управления;на фиг.4 - функциональная схема блока выбора аналоговых каналов; на фиг. 5 - временные диагра№ш работы устройства для регистрации информации. . Устройство (фиг. 1) содержит первый коммутатор 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, регистратор 3, первый блок 4 управления, первый распределитель 5 импульсов, блок 6 выбора аналоговых каналов, формирователь 7 импульсов, второй коммутатор 8, второй блок 9 управления, ВТОРОЙ распределитель 10 импульсов и регистр 11. , Первый блок 4 управления (фиг. 2 содержит элементы И 12-14, элементы ИЛИ 15 и liS, элементы И 17 и . , триггеры 18. Второй блок 19 управления (фиг.З содержит пары элементов И 19 и 20 и элемент ИЛИ 21. Блок выбора аналоговых каналов (фиг. 4) содержит элемент ИЛИ 22, триггер 23, элемент И 24, блок 25 сравнения, элемент ИЛИ 26, регистр 27, элемент И 28, элемент 29 задерж ки и ждущий генератор 20 с частотой значительно большей частоты тактоBEJK ш.тульсов. На временной диаграмме {фиг.5) показаны: ТИ - тактовые Импульсы, , следующие с частотой возможных регистраций для данного типа регистра тора jTl-Te - имнульсы периодов опроса аналоговых каналов источников аналоговой информации; Т23 - выход триггера 23; И 24 - выход элемента1 И 24; И28 - выход элемента И 28; б - выход блока 6; 2 - считывание информации с блока 2; Зап.ДИ запрос от первого Дискретного канал источника дискретной информации; Зап.ДИ2 - запрос от второго дискрет ного канала; 8 - считывание инфор мации с блока 8; 3 - работа регистратора 3. На временной диаграмме также отм чен момент t2 появления запроса от шестого аналогового канала. Устройство работает следующим об разом. В формирователе 7 импульсов оператором устанавливавотся периоды опр са аналоговых сигналов, поступающих На коммутатор 1. Импульсы, соответствующие набран ным периодам опроса каналов, поступают в блок б выбора аналоговых каналов и в первый блок 4 управления. Блок 6 анализирует заданные периоды опроса аналоговых каналов,выдепяе.т из них наименьший период и кроме того, по сигналам запроса на обслуживание рассчитывает требуемый в данный момент временной ресурс ре гистратора. При отсутствии перегрузки регист ратора блок б выбора аналоговых каналов вырабатывает сигнал разрешени который поступает в.первый блок 4 управления. При этом все входные ан логовые каналы, выставившие сцгналы запроса, обслуживаются регистратором 3. Если постановка на обслуживание канала, выставившего запрос, приводит к перегрузке регистратора, то на выходе блока б выбора аналоговых каналов сигнал разрешения отсутствует, в результате чего новый аналоговый канал регистратором 3 не обслужива-ется. При отказе в обслуживании регистраторе 3 нового источника информации какой-либо потери информации не происходит, так как анализ условия отсутствия перегрузки осуществляется еще до начала эксперимента, т.е. до появления аналоговых сигналов этого нового источника. Тактовые импульсы, поступа мдие на первый распределитель 5 импульсов с фор мирователя 7, импульсов/ поочередно вырабатывают сигналы на выходах распределителя 5 импульсов,которые соответствуют входным каналам регистратора 3. Рапределитель 5 импульсов может быть выполнен в виде двоичного счетчика с дешифраторами. БлЬк 4 управления на каждый тактовый импульс анализирует совпадение двух условий; истечение заданного для данного канала периода опроса и наличие запроса на обслуживание, получившего расреше кие из блока 6 выбо-ра аналоговых каналов. При наличии обоих условий блок 4 управления вырабатывает соответствующий сигнал подключения канала в первый коммутатор 1. В результате входной аналоговнй сигнал данного канала образуется аналого-цифровьа4 преобразователем 2 в цифровой кеда и записывается в соответствуто1яие разряды регистра 11. В другие разряды этого регистра заносится код номера канала, получаемый из счетчика распределителя 5, Из регистра 11 сфО в1рованные слова поступают в регистратор 3. Если отсутствует первое из анализируемых условий, т.е. не истек заданный, для данного канала Период -опроса, то блок 4 управления сигнал на коммутатор 1 не выдает, в этом такте данный канал не опрашивается и образуется дополнительный временной .резерв регистратора,который используется каналаки, не требующими строго синхронного опроса. В рассматриваемом случае сигнал с второгочвыхйда блока 4 управления поступает на второй распределитель 10 импульсов, состояние которого определяет нонюр выбираемого дискретного канаша. При этом с одного из ьыходов распределителя 10 импульсов -сигнал поступает во второй блок 9 управления, где анализируется наличие запросов на обслуживание от дискретных каналов. Если имеется запрос по данному дискретному каналу, то сигнал фазрешения проходит во второй коммута-тор 8 и информация с входа данного дискретного канала проходит через KOKBvjyTaTop 8 в регистр 11. В этот же регистр заносится код номера данного кансша, получаемый из счетчика распределителя 10. Из регистра 11 .сформированные слова поступают на регистратор 3. Если запрос по дан- . ному дискретному каналу -отсутствует, то сигнал с выхода блока 9 поступает иа распределитель 10 импульсов,осуществляя быстрое переключение распре делителя 10 до тех пор, пока не найдется дискретный канал, выставивший запрос, или пока не будут просмотрены все дискретные каналы. При одновременном наличии несколь ких запросов от дискретных каналов, в данном такте обслуживается первый из найденных каналов, выставивших запрос. Остальные дискретные каналы поочередно обслуживаются в другие, свободные от регистрации информации аналогрвЕлх каналов такты. Только в том случае, когда не обнаружено ни одного запроса от дискретных каналов регистрация в этом такте.не производится и образуется пауза в работе регистратора. После регистрации дискретной информации по данному каналу в источник дискретной информации, посылается сигнал обратной связи, и запрос ДИ по данному каналу исчезает (для упрощения сигнал обратной связи не показан). Запросы АИ появляются и исчезают по инициативе, исходящей от источника. Блоки устройства связаны цепями синхронизации (не показаны). Описанные процессы иллюстрируются на временной диаграмме (фиг. 5), на которой показана работа устройства для шести аналоговых каналов с периодами Т1-Т6, пять из которых поставлено на обслуживание. При этом регистрация ийформации от аналоговых каналов происходит как показано на диаграмме 2. В момент времени t- должен обслуживаться первый аналоговый канал. Но поскольку период Т1 еще не истек, с блока 2 информация на регистратор не поступает. Пауза заполняется инфо мадией с первого дискретного канала, так как в момент времени t первый дискретный канал установил запрос. Дискретная информация поступаетна регистр с второго коммутатора 8 чере регистр 11 (диаграмма 3 работы регистратора). Блок б выбора аналоговых каналов (фиг. 4) работает следующим образом. Импульсы, соответствующие периода опроса каналов, поступают на элементы ИЛИ 22, на выходе которого серия импульсов имеет период . Эти импульсы поступают на счетный вход триггера 23, управляющего элементом И 24, на второй вход которого поступают тактовые импульсы. При этом число импульсов на выходе последнего в течение разрешающих интервалов Т, соответствует числу регистрации информации, которое способен выполнить за время Т, регистратор 3. Эти импульсы поступают на блок 25 сравнения, на второй вход которого поступают импульсы, число которых определяет требуемый ресурс регистратора при данном числе запросов на обслуживание. Блок 25 сравнения может быть выполнен на основе реверсивного счетчика. В блоке 25 сравнения проверяется выполнение условия -. m О, с/ где минимальный период из установленных;t - время, за которое регистратор регистрирует одно слово; m - число каналов, выставивших запросы. Если требуемый ресуср регистратора 3 меньше или равен количеству регистрации, которое--можно выполнить за время ,„ , то блок 25 сравнения вырабатывает сигнал разрешения. Дпя вычисления требуемого ресурса регистратора 3 сигналы запросов на обслуживание с шин запроса в момент перехода триггера 23 из нулево о состояния в единичное заносится в сдвигающий регистр 27, на управляющий вход которого через элемент ИЛИ 26 поступают тактовые импульсы.Если на выходе регистра 27 в данном такте нулевой уровень, то элемент И 28 тактовый импульс не пропускает, при этом за счет обратной связи с инверсного выхода регис.тра 27 через ждущий генератор 30 и элемент ИЛИ 26 осуществляются внеочередные сдвиги кодов до появления-единичного уровня на выходе регистра 27. Блок.4 управления (фиг. 2) работает следующим образом. Сигналы запроса на обслуживание подаются на первые входы элементов и 17. При поступлении из блока 6. сигнала разрешения элементы И 17 открываются и сигналы запроса записываются в триггеры 18. С выходов последних сигналы запросов на обслуживание поступают на элементы И 12 - 14, причем на элемент И 13 - с инверсией. Элемент И 12 анализирует совпадение,., трех условий подключения канала: наличия запроса на обслуживание, истечения заданного, периода опроса и наличия импульса (РА) от распределителя 5 импульсов. При совпадении этих условий вырабатывается сигнал подключения канала в коммутатор 1. Если запрос на обслуживание о сутствует, то сигнал от распределителя 5 проходит через элемент И 13 и элемент ИЛИ 15, осуществляя внеочередное переключение распределителя 5. Если запрос на обслуживание имеется, но не истек згщанный для данного канала период опроса, сигнал от распределителя 5 импульсов проходит через элемент И 14 и элемент ИЛИ 16 на распределитель 10 импульсов, который управляет подключением дискретных каналов. Блок .9 управления (фиг. 3) работает следующим образом. Запросы от дискретных каналов поступают на элементы И 19 и 20. При наличии запроса сигнал от распределителя 10 импульсов (РДп,) проходит через элемент И 19 на коммутатор 8, а при отсутствии - через элемент И 20, и элемент ИЛИ 21 на распределитель 10, осуществляя.внеочередное переключение последнего. Введение второго коммутатора, второго блока управления и втсдоого распределителя импульйов позволяет расширить область применения устройства путем дополнительного регистрирования информации от дискретных каналов без сужения частотного диапазона аналоге- вых кансшов. При этом повышается быстродействие устройства в целом. Пример. Предположим, что обслуживаются пять аналоговых каналов/ С периодами, показанными на Т1 20t, Т2 5г, ТЗ 40Г, Т4 Т5 20Г. Рассмотрим промежуток времени в 50{С начиная от момента времени t. В чение этого промежутка регистратор способен 50 раз произвести регистрацию. Однако по установленным периодам за время fo необходимо зарегистрировать информацию с анало-. говых каналов только 23 раза.Тогда коэффициент использования быстродействия регистратора К - 0,46. При подключении только двух дискретных каналов (фиг. 5) регистратор делает 29 регистрации и коэффициент использования быстродействия К..- -Ц 0.6.-исп Из примеравйдно, что с ростом числа дискретных каналов, допускающих непериодическое обслуживание, растет ; коэффициент использования регистратора и увеличивается эквивешентноег быстродействие устройства.

, а /fo /y /77ff /

Л

J«« j

12

t

РА1

/fff flffCff/ f fjf. tf

IS

74

pffc/7jffe e/f. fff

Iff

Sofljyoc

3ff/7 OC

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ.РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый коммуватор, входы первой Группы которого являются входами первой ГРУП-; пы устройства, а входы второй группй соединены с выходами группы первого блока управления, входы перврй группы которого являются входами второй группы устройства и Ьоеднаены с входами первой группы блока выбора аналоговых каналов, входы второй группы которого соединены с вкфдеаля в то-: рой группы первого блока управления и выходами группы формирователя им-, пульсов, выход которого соединен с входом блока выбора аналогчэвых каналов и первым входом первого распределителя импульсов, 8{9рсоды группы которого соединены с входами третьей группы первого блока управления,вход . которого соединен с бйока выбора аналоговых каналов а первый выход соединен с вторьнл входом первого распределителя импульсов,выход первого коммутатора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя , регистратор,Ъ т л И ч ак щ; е е-ь с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем обеспечения регистрации как аналоговой,, так и дискретной информации и повьшения быстродействия, в него введены регистр, второй коммутатор,второй блок управления и второй распределитель импульсов, первый вход которого соединен с вторьм выходом первого блока управления, а второй вход соединен с выходом второго блока управления, входы первой группы которого являются входами третьей группы устройства, а входы второй группы собяияены с выходами группы второго распределителя икшульсов, выходы группы втгорого блйжа управлейиа соединены с входами гюрврй групПн второго коммутатора, входы второй группы которого являются входами чет вертой группы устройства, входы регистра соединены соответственно с выходшда аналого-ш€фрового преобразователя, первого и. второго распределителей импульсов и второго коммутатора, а выход регистра соединен с вхсщом регистратора. 2. Устройство по П.1, отличайте е с я тем, что второй блбк управления содержит элементы И и элемент ИЛИ, выход яв;Лявтся выходсад блока, а входа соединены с выходами одних элементов И, других элбялентов И являются выходами группы блока, .первые входы элементов И соединены между собой и являются входами первой группы блока, вторые входы элементов И соединены межцу собой И--НВЛЯЮТСЯ входами второй группы блока.

ffff /fOMff ff7a/ o g

PJHf

IS

3a/jjooc 4//f

Й7

P4

4/f/n

го

ffc/f eaejf. /ff

1222

Гп

ffjffeu/e//vf

i I

23

/