Устройство для сопряжения цифровой и аналоговой вычислительных машин Советский патент 1984 года по МПК G06J3/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может .найти применение для сопряжения вычислительных машин с различным представлением дан ных . Известны устройства сопряжения ли ний связи двух вычислительных машин с дуплексным и симплексным режимами работы каналов, содержащее блок управления, соединенный с выходными и входными шинами устройстца, блок синхронизации, к выходу которого подключены соответ ствующие входные-шины устройства, а выходы которого.подключены к входам шести элементов И, выходы второго, третьего и пятого элементов И соединены с блоком управления,,а выходы первого, четвертого и шестого элементов И подключены через два элемент а ИЛИ к выходным йинам устройства, два триггера связи, причем единичный выход первого триггера связи подключен к вторь1м входам третьего и пятого элементов И, нулевой выход первого триггера связи - к вто рым входам четвертого и шестого элементов И, единичный выход второго триггера связи - к вторьм входам второго и третьего элементов И, а нулевой выход второго триггера сиязи - к вторым входам первого и четвертого элементов И ij . Недостаток этих устройств заключа ется в ограниченных- функциональных возможно.стях, обуславливающих невозможность передачи- информации на ЦВМ, имеющую аналоговое представление данных. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой ство для сопряжения вьгаислительных машин, содержащее адресный сумматор, дополнительный регистр, группу тригг ров, сдвигающий регистр данных и буферный регистр данных, входы которых являются соответствующими информацио ными входами устройства,. а выходы соединены соответственно с первым и вторым информационными входами элементов И-ИЛИ первой группы, выходами подключенных к информационному входу оперативного накопителя информации, регистр адреса, подк.люченный выходом к первым информационным входам элементов И-ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с адресным входом оперативного накопителя информации, выходной регистр данных, входом соединенный с выходом оперативного накопителя информации, первым и вторым выходами - соответственно с первым и вторым входами элемента И-ИЛИ, а третьим выходом - с первым выходом устройства, синхронизирующие входы элементов И-ИЛИ первой и второй групп подключены к соответствующим входам группы синхронизирующих входов устройства, причем первый вход адресного сумматора соединен с выходом буферного регистра данных, второй вход с адресным входом оперативного накопителя информации, а выход - с входами регистра адреса и дополнительного регистра адреса, выходом подключенного к вторым информационным входам элементов И-ИЛИ второй группы, третий выход выходного регистра данных подключен к третьему И четвертому входам элементов И-ИЛИ первой группы, первые входы триггеров групйы соединены с выходами элементов И-ИЛИ, вторые входы - с соответствующими входами, группы синхронизирующих входов устройства, а выходы - с вторым информационным выходом устройства 2. Недоста тком известного устройства является отсутствие.возможности передачи информации на терминальные устройства, имеющие аналоговый вход, что ограничивает класс решаемых задач и снижает быстродействие. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет преобразования информации в аналоговый сигнал с постоянным и переменным по напряжению представлением данных при передаче на внешний абонент, а также увеличение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик,адресов, группу элементов И-ИЛИ, оперативный накопитель, регистр данных, информационные входы которого соединены с информационным выходом оперативного накопителя, адресным входом подключенного к выходам элементов И-ИЛИ группы, первые информационные входы которых подключены к информационному входу устройства, первые управляющие входы являются входом сигнала Запись .устройства, а вторые информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика адресов, введены триггер, элемент И, генератор импульсов, генератор опорного напряжения, блок комм тации, аналого-цифровой. преобразователь, выполненный на трансформаторе, и группа узлов вы.вода информации, причем единичный и нулевой входы триггера являются соответственно входами пуска и останова устройства, единичный выход под ключен к первому входу элемента И, второму управляющему входу элементо И-ИЛИ группы, входу чтения оперативного накопителя, информационным входом соединенного с информационным входом устройства, нулевой выход триггера подключен к стробирующим входам элементов И-ИЛИ группы и входу записи оперативного.накопителя, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход пуска которого подключен к единичному выходу триггера, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика адресов и управляющему входу регистра данных, вход начальной установки счетчика адресов - к единичному входу триггера и управляющему входу оперативного накопителя, выход регистра-данных - к упра ляющему входу блока коммутации, сигнальный вход которого подключен через генератор опорного напряжения к единичному выходу триггера, ,выход блока коммутации соединен через трансформатор с информационными входами узлов вывода информации группы, управляющие входы которых соединены с соответствующей группой корректирующих входов устройства, а выходы образуют группу аналоговых выходо устройства. При этом каждый узел вывода инфор мации содержит коммутатор и выпрямитель, выходы которых образуют вькод узла вьгаода информации, причем ин. фЬрмэдионный и управляющий входы коммутатора являются соответственно информационным и управляющим входами узла вьюода, информации, а выход соединен с входом выпрямителя. Устройство производит передачу данных как в цифровой форме, так и в аналоговой (независимо от цифровой системы представления данных) в виде постоянного и переменного напряжения причем совокупности сигналов, подава мых на вход устройства, представляющих собой сообщение в цифровой форме, ставится в соответствие однозна но связанное с этой совокупностью зн чение аналоговой величины, представ ленное постоянным и. переменным напряжениями. При этом из-з отсутствия переменного согласования передачи данных скорость передачи может быть максимальной и ограничиваться работой оперативного накопителя. В пс5давлякщем большинстве случаев сообщения, подаваемые на вход согласующих устройств, несут числовую информацию, представленную или закодированную определенным образом. Способы представления цифровых данных могут быть различными, но они должны обеспечивать возможность представления в выбранной.системе любого .числа из заданного диапазона и единственность такого представ11ения. Устройство может быть вьшолнено в нескольких вариантах, в том числе в варианте с двоичным и с десятичньтм представлением входной и выходной величин данных. Может быть также реализован смешанный вариант, использующий деся1ичное или двоичное представление входных величин и соответственно двоичное или десятичное представление выходных данных, причем часть данных может представляться в десятичном, а часть - в двоичном исполнении. На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример реализации первого блока коммутации; на фиг. 3 - пример реализации второго блока коммутации; на фиг. 4 - пример реализации генератора опорного напряжения; на фиг.5 пример формирования результирующего (вь ходного) сигнала. Устройство (фиг.1) содержит триггер 1, элемент И 2, счетчик 3 адресов, генератор Л импульсов, шины 5 информационного входа устройства, группу элементов И-ИЛИ 6, оперативный накопитель 7, регистр 8 данных, блок 9 коммутации, генератор 10 опорного напряжения, кодирующий трансформатор 11, узлы 12 вывода информации, включающие коммутатор 13, выпрямитель 14, выходы 15 постоянного аналогового сигнала, шины 16 корректирующего входа устройства Блок 9 коммутации и коммутатор 13 (фиг. 2 и З) могут содержать в качестве коммутирующих элементов, например, реле 17-20. Генератор 10 опорного напряжения (фиг.4) содержит элементы И 21-23. Устройство работает следующим образом. При передаче информации между двумя абоиентами, первым из которых является,. допустим, ЦВМ с параллель ным, а вторым специализироваиная ЦВМ с. аналоговым представлением дан ных, информащюнные сообщения посло но поступают через адресно-числовую магистраль на шины 5. Триггер 1 находится в нулевом состоянии и высокий потенциал с его нулевого выхода поступает на вход записи оперативного накопителя 7. {1нформация на шинах 5 содержит адрес- ячейки оперативного накопителя 7, в которой фиксируется числовое значение сообщения, поступающего на первый информационный вход группы элементов И-ИЛИ 6, которые стробируются сигналом с нулевого вы хода триггера 1 и сигналом Запись обозначающего появленне информации на шинах 5. После того, как заполнен полностью или частично) оперативный накопитель. 7, на триггер 1 поступает команд Пуск. При этом триггер устанавливается в единичное состояние, снимая с оперативного накопителя 7 сигнал Запись и подавая на оперативный накопитель 7 сигнал Чтение. Считывание информации из оперативного накопителя 7 производит ся по адресам, формируемым счетч ком 3, который сбрасьгоается в задан ное состояние сигналом Пуск.При установке триггера 1 в едини ное состяние запускается генератор 4 который формирует серию импульсов всегда с фиксированной начальной фазой. СчетчНк 3 представляет собой дво ичнь:й счетчик с весами разрядов foil II/. и 8. Коэффициент пересчета счетчика 3 может задаваться жестко, тогда цифровое описание передаваемых функций должно распол гаться в оперативном накопителе 7 строго между начальным и конечным ресами. Возможен вариант, когда счетчик сбрасьшается от отдельного управляющего разряда оперативного накопи теля 7, причем этот разряд програм мируется по шинам 5. В этом случае пользователь определяет длину зоны оперативной памяти, используемую для передачи требуемой функции. Сигнал Пуск и соответствующий разряд оперативного накопителя 7 при этом (фиг.1) соединяются по схеме 4онтажного ИЛИ. Формирование последовательности адресных кодов производится по перед-нему фронту импульсов генератора 4 через элемент И .2, управляемый сигналом с единичного выхода триггера 1. Эта последовательность импульсов поступает на счетный вход счетчика 3, а адресные параллельные коды через второй информационный вход группы элементов И-ИЛИ 6, открываемый сигналом с единичного выхода триггера 1, поступают на адресный вход оперативного накопителя 7. Информация, зафиксированная в соответствующих адресах, поступает из оперативного накопителя 7 на информационный вход регистра 8, где фиксируется по заднему фронту сигнала, поступающего с выхода элемента И 2. Код информации поступает на блок 9 . коммутации, который в зависимости от принятой системы представления (счисления) входных данных выполняется в различных вариантах. . , Для варианта, когда-входные данные представлены двоичным параллельным кодом, блок 9 может быть реализован, как показано на фиг. 2. Для упрощения описания пример реализации блока 9 выполнен на реле 17 - 20. Двоичный код в системе подается с регистра 8 на реле 17-20 (количество реле обусловлено разрядностью двоичного кода),которые коммутируют первичные обмотки трансформатора 11 в соответствии с заданным кодом, включая соответствующие секции первичной обмотки трансформатора I1 в электрическую цепь входного опорного напряжения. В генераторе 10 (фиг.4) при появлении высокого напряжения на единичном выходе триггера 1 возбуждаются элементы И 21 и 22, коммутируя на выход элемента И 23 мощный импульсный сигнал. Частота и скважность, а также мощность сигнала, подаваемого на . блок 9, зависит от параметров трансформатора П и нагрузки,подключаемо на выход устройства. Количество витков каж.цой секции первичной обмотки трансформатора 11 выбирается таким образом, чтобы в цепь вторичной обмотки траисформи ровалось напряжение генератора 10, поделенное в соответствии в отношении 8. Таким образом, на вторичной обмо ке трансформатора 11 (фиг.2) сформи ровано переменное напряжение, пропо циональное величине входного кода с учетом коэффициента трансформации трансформатора iI.. Коэффициент трансформации трансформатора 11 оперативно можно менят изменяя количество витков вторичной обмотки и коэффициент передачи. Коммутатор 13 (фиг.З) может быть выполнен аналогично блоку 9 в неско ких вариантах: с применением включе ния двоичного кода или с включением по десятичной системе счисления. Для этого вторичная обмотка транс фо матора также выполнена секционированной при соотношении витков (1-2-4-8) или (1-2-3-...). Секции этой обмотки подключаются на выпрямитель 14, коммутатор 13 (фиг.З). Подачей корректирующего двотгчног кода на шины 16 включаются соответствующие реле 17-20, изменяя коэффициент трансформации трансформатора 11 и соответственно коэффициент передачи аналогового сигнала на выходах 15, причем раздельное по ключение шин 16 к управляющим входа 12 позволяет осуществлять индивидуальное управление коэффициентом передачи. Следовательно, устройство обеспечивает формирование аналогового сигнала, соответствующего цифровому коду (цифровьп кодам, занесенным в оперативный накопитель 7. Устройс ВО за счет организации .обмоток (первичной и вторичной) трансформатора II и количества витков в каждо из них позволяет получить идентификацию аналогового сигнала в виде постоянного или пe eмeннoгo напряжения для различных щ фровых кодов двоичного, двоично-десятичного и т.д.). Возможны различные сочетания, например двоичной индентификации и десятичной коррекции. Пример реализации передачи сложных нелинейных периодических функциональных зависимостей приведен на фиг.5. Программа, реализующая эти функции с ограничением (для сокращения объема таблиц) по количеству точек (кодов), представлякидих функцию, приведена в таблице. В таблицу последовательно (в информационных словах 1-16) занесены константы (К - К) ..Последовательное считывание этих констант с дискретностью (; и одновременным их преобразованием ,на выпрямителе 14 позволяет формировать на выходе синусоидальное напряжение иЗУ с периодом Т (фиг.5). Значение констант: К,0, , К,6, , К 12, , , , , K, К„ -6, К,, , Кц«-9, , К-, (даны в относительных единицах) позволяет с соответствующим допуском воспроизвести заданную амплитуду функции во всех заданных точках. Синусоидальное напряжение на выходе устройства формируется до тех пор, пока в оперативном накопителе 7 не будет занесено новое значение константы. Таким образом, в предлагаемом уст,ройстве по сравнению с известным расширен класс решаемых задач и функциональные возможности. Известное устройство работает только в параллельном и последовательном кодах в предложенном устройстве, кроме того имеется возможность передачи данных в аналоговой форме как в постоянном, так и в переменном направлениях независимо от представления данных в цифровой машине (двоичном, десятичном и т.д.) .

Hod ноэ(р1рициента корренции

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕШЯ ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ВЫЧИСЛИ- ТЕЛЫШХ МАШИН, содержащее счетчик адресов, группы элементов И-ИЛИ, onepaTHBHbdi накопитель, регистр данных, информационные входы которого соединены с информационным выходом оперативного накопителя, адресным входом подключенного к выходам элементов И-ИШ группы, первые информационшле входы которых подключены к информационному входу устройства, первые управляющие входы являются входом сигнала Запись устроййтва, втог рые информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика адресов, отличающееся тем, что, с целью расширения класса рещаемых задач, в него введены т$жггер, элемент И, генератор импульсов, генератор опорного напряжения, блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь, выполненный на трансформаторе, и группа узлов вывода информации, причем единичный и нулевой входы триггера являются соответственно входами пуска и останова устройства, единичный выход подклкучен к первому входу элемента И, второму управляющему входу элементов И-ИЛИ группы, входу чтения оперативного накопителя, информационным входом соединенного с информационным входом устройства, нулевой выход триггера подключен к стробирующим входам элементов И-ИЛИ группы и входу эашгси оперативного накопителя, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход пуска которого подключен к единичному выходу триг- гера, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика адресов и управляющему входу регистра данных, вход начальной установки счетчика г адресов - к единичному входу триггера и управляющему входу оперативного накопителя, выход регистра данных - к управляющему входу блока коммутации, сигнальный вход которого подключен через генератор опорного напряжения к единичному выходу триггера, выход блока коммутации соединен через трансформатор с информационю ными входами узлов вывода информа00 ции группы, управляющие входы кото| д рых соединены с соответствующей группой корректирующих входов устройства 00 а выхода образуют группу аналоговых выходов устройства., 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждьй узел вывода информации содержит коммутатор и вьпрямитель, выход{ 1 которых образуют выход узла вьшода информации,причем информационный и управ ляющий входы коммутатора являются соот ветственно информационным и управлянг щ:м входами узла вывода информации, а ; выход соединен с входом выпрямителя .

.Cz

I Г

KS/loн |9 Фие.1