Устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с магнитофоном Советский патент 1985 года по МПК G06F13/00 

мента гальванической развязки, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым парафазными информационными выходами узла. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал ввода содержит элемент оптронной развязки, три элемента ИЛИ, два элемента И, формирователь конца кодовой посылки, преобразователь последовательного кода в параллельный, преобразователь параллельного кода в последовательный, триггер, счетчик, узел формирования разряда четности и модулятор, причем парафазные информационные входы канала через элемент оптронной развязки соединены с входами первого элемента ИЛИ и информационным входом преобразователя последовательного кода в параллельный, выход первого элемента ИЛИ и вход блокировки канала соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с входом формирователя конца кодовой посылки и синхровходом преобразователя последовательного кода в параллельный, группа выходов которого является цифровым информационным выходом канала и подключена к группе информационных входов преобразователя параллельного кода в последовательный, выход

формирователя конца кодовой посылки является выходом «Конец посылки канала и подключен к синхровходу триггера и первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом сброса триггера, первым входом узла формирования разряда четности и является тактовым выходом канала, единичный выход триггера соединен с первым входом вторрго элемента И, второй и третий входы которого являются соответственно разрешающим и первым входом опорной частоты канала, второй и третий входы опорных частот которого соединены с первым и вторым входами модулятора, выход которого является аналоговым информационным выходом канала, а третий вход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя разряда четности, второй вход которого соединен с выходом преобразователя параллельного кода в последовательный и вторым входом третьего элемента ИЛИ, установочный и синхронизирующий входы преобразователя параллельного кода в последовательный соединены соответственно с нулевым выходом триггера и выходом второго элемента ИЛИ.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ С МАГНИТОФОНОМ, содержа, щее блок синхронизации, канал ввода и канал вывода, причем первый и второй парафазные информационные выходы и выход блокировки канала вывода соединены соответственно с первым и вторым парафазными информационными входами и входом блокировки канала ввода, первый, второй и третий входы опорных частот которого соединены с первым, вторым и третьим выходами блока синхронизации, четвертый выход которого подключен к синхронизирующему входу канала вывода, вход опорной частоты которого соединен с третьим выходом блока синхронизации, аналоговый информационный выход канала ввода соединен с информационным входом магнитофона, информационный выход которого соединен с аналоговым информационным входом канала вывода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы с магнитофоном в реальном масштабе времени, в него выведены дешифратор адреса, дешифратор команд и узел формирования сигнала готовности устройства, причем цифровой информационный выход канала ввода подключен к первым входам дешифратора адреса и дешифратора команд, второй вход дешифратора команд подключен к выходу дешифратора адреса, второй вход которого соединен с выходом «Конец посылки канала ввода, тактовый выход которого соединен с входом разрешения узла формирования сигнала готовности устройства, вход синхронизации которого соединен с четвертым выходом блока син ронизации, первый и второй парафазные информационные выходы и выходы блокировки и сброса узла формирования сигнала готовности устройства соединены соответственно с первым и вторым парафазными информационными входами и входом блокировки канала ввода и третьим входом дешифратора адреса, выходы дешифратора команд соединены с выходами команд блока дистанционного управления механизмом магнитофона, выходы «Запись и «Воспроизведение которого соединены соответственно с входом разрешения ввода канала ввода и входом разрешения вывода канала вывода. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел формирования сигнала готовности устройства содержит триггер, счетчик, элемент И, элемент ИЛИ, регистр сдвига и элемент гальванической развязки, причем вход синхронизации узла соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, ин00 версный выход которого соединен с выходом 00 блокировки узла и установочным входом ре гистра сдвига, первая группа информа4 01 ционных входов которого соединена с шиной единичного потенциала, вторая группа информационных входов регистра сдвига соединена с шиной нулевого потенциала, синхронизирующий вход регистра сдвига соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со счетным входом счетчика и выходом элемента И, второй вход элемента ИЛИ соединен с входом разрешения узла и синхронизирующим входом триггера, D-вход которого соединен с шиной единичного потенциала, вход сброса триггера соединен с выходом счетчика и выходом сброса узла, выход регистра сдвига соединен с входом эле

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения кассетного магнитофона с цифровой вычислительной машиной.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы с магнитофоном в реальном масштабе времени.

На фиг. 1 приведены - структурная схема устройства сопряжения; на фиг. 2 - структурная схема канала ввода; на фиг. 3 - структурная схема канала вывода; на фиг. 4 структурная схема узла формирования сигнала готовности устройства; на фиг. 5 - структурная схема дещифратора адреса и дешифратора команд; на фиг. 6 - структура кодовой посылки, на фиг. 7 и 8 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме записи и воспроизведения информации.

Устройство сопряжения содержит блок 1 синхронизации, канал 2 ввода, дешифратор 3 адреса, дешифратор 4 команд узел 5 формирования сигнала готовности устройства, канал 6 вывода, третий 7 и четвертый 8 выходы блока синхронизации,

аналоговый информационный вход 9 канала вывода, шины 10 и 11 связи с ЦВМ, выход 12 блокировки канала вывода, аналоговый информационный выход 13 канала ввода, первый 14 и второй 15 выходы блока синхронизации, цифровой информационный выход 16 и выход 17 «Конец посылки канала ввода, выход 18 дешифратора 3, тактовый выход 19 канала ввода, выходы 20-24 дешифратора команд и выход 25 узла 5.

Канал ввода (фиг. 2) содержит резистор 26, элемент 27 оптронной развязки элемент ИЛИ 28, элемент И 29, формирователь 30 конца кодовой посылки, преобразователь 31 последовательного кода в параллельный, преобразователь 32 параллельного кода в последовательный, триггер 33, элемент ИЛИ 34, элемент И 35, счетчик 36, элемент ИЛИ 37, модулятор 38 и узел 39 формирования разряда четности.

Канал вывода (фиг. 3) содержит преобразователь 40 аналоговой информации с магнитофона, преобразователь 41 последовательного кода в параллельный, дешифратор 42,

триггер 43 синхронизации, счетчик 44, элемент 45 контроля четности, триггер 46 управления канала вывода, формирователь 47 кодовой посылки в ЦВМ, элемент И 48, счетчик 49, преобразователь 50 биполярного сигнала и элемент 51 выделения разряда четности.

Узел формирования сигнала готовности устройства (фиг. 4) содержит элемент И 52, счетчик 53, регистр 54 сдвига, элемент 55 гальванической развязки, триггер 56, элемент ИЛИ 57,

Дешифратор адреса (фиг. 5) состоит из триггера 58 и элемента И 59.

Устройство работает следующим образом.

При выбранной структуре аппаратуры сопряжения обмен информацией между ЦВМ и магнитофоном звукозаписи осуществляется с помощью кодовых посылок.. Структура кодовой посылки в режиме записи показана на фиг. б а, причем К - длина зоны информации. Зона состоит из кодовых посылок, выдаваемых ЦВМ в ответ на команду «Готов, которая формируется в устройстве сопряжения. Цервое слово каждой посылки - служебное. Оно содержит адрес устройства и код операции. Последующие слова - информационные. Первая из посылок содержит байты синхронизации, вторая посылка - информацию о номере зоны. Последующие посылки - информационные. Длина посылок и зона выбирается из условий удобства аппаратной реализации, программирования и обработки информации. Последняя из посылок содержит команду «Конец обмена.

Структура кодовой посылки в режиме «Воспроизведение информации показана на фиг. 6 б. Первое слово кодовой посылки - служебное - слово «Готов, формируемое в устройстве сопряжения. Последующие слова - информационные. Количество считываемых слов задается программно и фиксируется количеством принятых слов «Готов. В устройстве имеется возможность кодировать 16 различных операций, таких как «Запись, «Воспроизведение, «Перемотка, «Конец обмена, «Зона справа, «Зона слева и др.

Временная диаграмма на фиг. 7 поясняет работу устройства в режиме «Запись информации на магнитофонную ленту при условии, что кодовая посылка содержит три байта. Код устройства, например ОНО находится в сгарших разрядах, код операции «Запись, например 0010 - в младщих разрядахпервого байта.

Временная диаграмма на фиг. 8 поясняет работу устройства в режиме «Воспроизведение при считывании синхронизирующего слова.

Рассмотрим работу устройства сопря жения в режиме «Запись.

По шинам 10 и 11, которые являются бифилярной линией связи информация с

ЦВМ поступает на вход канала 2 ввода. Электрические сигналы входной информации имеют вид, изображенный на фиг. 7 (10, 11). Выход ЦВМ и вход устройства сопряжения гальванически развязаны с помощью элемента 27 оптронной развязки (фиг. 2). На выходе элемента ИЛИ 28 формируются тактовые сигналы ЦВМ (фиг. 7.28 Сигналы с выхода блока 28 через элемент И 29 поступают на вход синхронизации

0 преобразователя 31 последовательного кода в параллельный и на формирователь 30 сигнала «Конец посылки.

Формирователь 30 сигнала «Конец посылки представляет собой соединение интегрирующей С-цепочки, компаратора и формирователя длительности импульса. По окончании действия на интегрирующую цепочку последовательности сигнала (фиг. 7.28) потенциал на ней изменяется и при достижении некоторого порога срабатывает

0 компаратор, в результате чего на формирователе 30 формируется импульс (фиг. 7.17). На выходе элемента 27 формируется также сигнал, соответствующий единичной информации (фиг. 7.31 Д), который поступает на информационный вход преобразователя 31. представляющего собой регистр сдвига, накапливающий информацию. На его выходе после окончания посылки из ЦВМ формируется параллельный код, в Ор-7р разрядах которого содержится информация о шифре адреса и коде операции, которая с выхода 16 передается на вход дешифратора 9 адреса и дешифратора 4 команд (фиг. 5). Информация с 8р по Np разряд передается на вход преобразователя 32 параллельного кода в последовательный.

Преобразователь 32 представляет собой регистр, работающий в режиме сдвига параллельной информации. С помощью триггера 33 регистр 32 по входу установлен в режим записи параллельной информации и по переднему фронту сигнала с выхода 17 производится запись информации с входа регистра на его выход. По заднему фронту сигнала с выхода 17 триггер 33 устанавливается в единичное состояние, в результате чего регистр 32 переводится в режим сдвига информаци, а тактовые импульсы записи-считывания информации, поступающие с выхода 7 через элемент И 35 при наличии команд«3апись на выходе 20 поступают на счетный вход счетчика 36 (фиг. 7.35) и через элемент ИЛИ 34

на вход синхронизации преобразователя 32, на выходе которого формируется последовательный код, поступающий через элемент ИЛИ 37 на модулятор 38. На входы модулятора по шинам 14 и 15 поданы частоты для заполнения информации, соответствующие уровням «О и «1. Счетчик 36 отсчитывает N бит (в данном случае 16) после чего триггер 33 устанавливается в исходное состояние, регистр 32 переводится в состояние записи параллельной информации. Тактовые импульсы записи через элемент И 35 не проходят. По 16-му импульсу с выхода счетчика 36 формируется разряд четности в узле 39. На выходе узла 39 формируется потенциал «1 при наличии в разрядах нечетного количества единиц при четном количестве единиц - потенциал «О, который через элемент ИЛИ 37 поступает на модулятор 38. После окончания записи информации на магнитную ленту в блоке сопряжения формируется команда «Готов и передается в ЦВМ.

Передним фронтом шестнадцатого импульса с выхода счетчика 36 (выход 25) информация переписывается с входа на выход- преобразователя 54, представляющего собой регистр сдвига. Код, установленный на входе преобразователя 54, соответствует команде «Готов. В данном случае, этот код соответствует комбинации 10011111. Задним фронтом 16-го импульса триггер 56 устанавливается в единичное состояние, при этом регистр 54 переводится в режим сдвига информации и тактовые импульсы ЦВМ по шине 8 через элемент И 52 поступают на вход синхронизации регистра 54, на выходе которого формируется последовательный код, поступающий на вход преобразователя уровня сигнала для передачи его по бифилярной линии. Сигнал с выхода триггера 56 по выходу 12 запрещает прием передаваемой информации блоком сопряжения. Тактовые импульсы ЦВМ (или автономные - с частотой ЦВМ) поступают также на счетный вход счетчика 53. После прохождения восьми импульсов устанавливаются в исходное состояние триггер 56, регистр 54 узла формирования сигнала готовности устройства, а также триггер 58 дещифратора адреса и дешифратора команд.

Передним фронтом импульса «Конец посылки (фиг. 7.17) триггер 58 устанавливается в единичное состояние, разрешая тем самым формирование сигнала адреса устройства на выходе блока 59, на входе которого уже установлен код адреса. Этот сигнал является разрешающим для формирования сигнала кода операции не дешифраторе 4, на одном из выходов которого формируется сигнал в зависимости от кода,установленного на входе. Таких комбинаций кода операции в данном случае может быть 16. На фиг. 7.20 изображена установка операции «Запись, соответствующая коду на входе 0010. Сигналы с выхода дешифратора 4 поступают на выход дистанционного управления механизмом магнитофона устройства и на другие блоки для обеспечения работы устройства. После окончания записи информации на магнитофонную ленту и передачи в ЦВМ команды «Готов устройство установлено в исходное состояние и готово к приему следующей кодовой посылки. Передача информации в ЦВМ и прием

из нее следующей посылки во времени укладывается в промежуток между 16-м и последующим импульсом записи, являющимся первым для следующей кодовой посылки.

Для перевода устройства в режим считывания информации с магнитной ленты по линии связи (шины 1.0 и 11) из ЦВМ поступает кодовая посылка, в первом слове которого имеется код операции «Воспроизведение. Код операции расщифровывается в дещифраторе 4 (вход 21) по сигналам, поступающим с канала 2 ввода. Принцип работы при этом рассмотрен выше.

Сигнал Воспроизведение поступает на

5 вход установки в нуль триггера 43 канала вывода (фиг. 3), разрешая его работу. Аналоговая информация с выхода магнитофона по входу 9 поступает на вход преобразователя 40, который может быть выполнен в виде цифрового анализатора. Преобразовательный сигнал поступает на информационный вход D-преобразователя 41 (фиг. 8.41 D) последовательного кода в параллельный на вход синхронизации которого по выходу 7 поступают импульсы записи-считывания. Преобразователь 41 представляет собой регистр сдвига. Сдвиг информации осуществляется задним фронтом импульсов считывания. Во время считывания информации с магнитофонной ленты возникают трудности в достоверном считывании информации. На магнитофонной ленте информация записана в виде непрерывного последовательного кода, поэтому достоверное считывание информации зависит от соответствия номера тактового импульса считывания номеру битов, из коf торых состоит байт (слово) информации. При несоответствии происходит перекомпоновка слов и информация искажается.

Поэтому считывание информации без передачи ее в ЦВМ происходит до момента времени, пока на вход не поступят

байты информации синхронизации, в данном случае два байта единиц. При этом в некоторый момент времени на всех выходах с 1-го по М-й устанавливается потенциал «1 и на выходе дешифратора 42 формируется положительный перепад напряжения. Контрольный разряд четности посылки в данном случае равен нулю. По этой причине на выходе дешифратора после положительного перепада формируется отрицательный перепад, т.е. устанавливается в

Q исходное состояние сигнал фиг, 8.42. Отрицательный перепад с выхода дешифратора 42 устанавливает триггер 43 (фиг. 8.43) в единичное состояние, разрешив те.м самым подсчет импульсов счетчиком 44 и работу элемента 51 выделения разряда четности.

5 Таким образом, происходит синхронизация при считывании информации с магнитофона, т.е. происходит соответствие подсчета тактовых импульсов записанной информации

(первому тактовому импульсу соответствует первый бит информации и т.д.). По каждому 17-му импульсу происходит проверка записанной информации на четность (фиг. 8(45)). Задним фронтом 17-го импульса элемент 51 устанавливается в исходное состояние. В случае правильности проверки на четность запускается триггер 46 канала вывода. Схема формирования посылки информации в ЦВМ работает как и узел формирования сигнала готовности устройства, описанной выше, разница состоит лишь в формировании длительности кодовой посылки. Формирователь 47 представляет собой регистр, работаюш,их в режиме преобразования параллельной информации в последовательный код. В данном случае второе и третье слова представляют собой информацию с магнитофона звукозаписи, переписанную на выход регистра 41 (разряды М-1,...,0р), исключая разряд четности), а первое слово - служебное и представляет собой посылку «Готов. Тактовые импульсы ЦВМ после установки триггера 46 в единичное состояние через элемент И 48, поступают на вход синхронизации формирователя 47 и на счетный вход счетчика 49.

Сформированная посылка в виде последовательного кода, проходя через преобразователь биполярного сигнала 50, поступает на линию связи с ЦВМ. Сигнал, сформированный на выходе 12, блокирует поступление посылки в канал ввода. После передачи кодовой посылки в ЦВМ (в данном случае 24 бит) триггер 46 устанавливается в исходное состояние.

Фиг./

w

n-i r,«-.(;:

Jf

11

Ii2

ё

DS

5V

% r

5S

10

п пппппппппппппппп

пп