Устройство для опроса датчиков Советский патент 1986 года по МПК G06F13/00 G06F3/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к системам сбора данных, может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем, например, для определения модулей, подлежащих выводу в ремонтную конфигурацию, а также для сбора статистических данных о работе модулей в различных режимах, и является дополнительным к основному авт.св. № 1128242.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет селекции сигналов, обладающих заданной крутизной переднего фронта и амплитудой что позволит оценить опасность помехи и вероятность появления из-за нее сбоев или отказов в работе многомо- дульной ЭВМ, сделать вывод о типе источника возбуждающей помехи и своевременно принять рациональные меры, повышающие стойкость многопроцессорной вычислительной машины к воздействию помех и восстановлению вычислительного процесса.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для опроса датчиков; на фиг. 2 - режимы работы устройства.

Устройство содержит первый коммутатор 1, второй коммутатор 2, первый регистр 3, таймер 4, выход 5, третий регистр 6, второй регистр 7, второй 8 и третий элемент И 9, пятый элемент И 10, четвертый элемент И 11, первый элемент И 12, первый счетчик 13,блок 14 памяти, блоки 15 элементов И, блок 16 элементов ИЛИ, сумматор 17, блок 18 сравнения, элемент ШШ 19, входы 20 группы, первый вход 21, второй вход 22, пятый вход 23, четвертый вход 24, третий вход 25, шестой вход 26, седьмой вход 27, восьмой вход 28 девятый вход 29, первый триггер 30, восьмой элемент И 31, первый пороговый компаратор 32, второй пороговый компаратор 33, второй триггер 34, второй счетчик 35, шестой элемент И 36, генератор 37, второй элемент ИЛИ 38, седьмой элемент И 39, третий элемент ИЛИ 40.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу, поступающему на вход 22 устройства, осуществляется обнуление блока 14 памяти (магазинного запоминающего устройства), всех разрядов счетчика 13, за исключением самого старшего, в который записывается единица, второго триггера 34 и второго счетчика 35. Под действием сигнала, поступающего на вход 23

устройства, в регистры 6 и 7 заносится соответственно код временного интервала и однопозиционный код порога.

Порог определяет количество собы- тий (сбоев, отказов и т.д.), происходящих за фиксированный интервал времени, код которого хранится в регистре 6.

Одновременно с записью кодов поро- га и временного интервала в регистры 7 и 6, в регистр 3 через управляющий вход 21 устройства записывается код адресов коммутации.

Устройство может работать в четы- рех режимах:

первый режим - определение коли- чества импульсов электромагнитных помех, воздействующих на -ю контрольную точку с учетом их параметров (крутизны переднего фронта и амплитуды) без учета времени, в течение которого они произошли;

второй режим - определение количества импульсов электромагнитных помех, воздействующих на i -ю контрольную точку с учетом их параметров (крутизны, переднего фронта и амплитуды) за строго фиксированный промежуток времени;

третий режим - определение количества совершившихся событий без учета времени, в течение которого они произошли;

четвертый режим - определение количества совершившихся событий за стрбго фиксированный промежуток времени.

Для задания режимов работы отведены триггер 30 режима и старший разряд второго регистра 7, состояние

которых устанавливается соответственно подачей сигналов на входы 26 и 27 и на вход 24 устройства.

Режимы работы задает оператор с пульта управления ЭВМ.

На фиг. 2 описаны режимы работы устройства в зависимости от состояний триггера 30 режима и старшего разряда втор ого регистра 7. в первом режиме с второго и первого выходов триггера 30 режимов на первый вход восьмого элемента И 31, на третий вход седьмого элемента

39 И действуют соответственно нулевой и единичный сигналы с и t-1-го выходов регистра 7 (с прямого и инверсного выходов разряда режима)- на вторые входы элементов И .9 и 8 действуют соответственно нулевой и единичном сигналы. Регистр 3 через коммутаторы 1 и 2 коммутируют К-ьй информационный вход из входов 20 устройства (,..., N, где N - количество информационных входов устройства), к которому подключена опрашиваемая контрольная точка на второй вход восьмого элемента 31 И и перво- го и второго пороговых компараторов 32, 33.

Восьмой элемент И 31 закрыт нулевым сигналом с триггера 30 режимов.

На первый вход первого порогового компаратора 32 (который является . восьмым входом 28 устройства) поступает первое опорное напряжение jign, служащее для определения начала фронта импульса помехи. Сигнал с выхода первого порогового компаратора 32 устанавливает второй триггер 34 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода второго триггера 34 поступает на второй вход шестого элемента И 36. В ре.зультате с генератора 37 через первый вход шестого элемента 36 И на вход второго счетчика 35 поступает последовательность импульсов.

С этого момента начинается отсчет времени нарастания фронта воздействующего импульса помехи. С информационных выходов второго счетчика 35 сигналы поступают на второй элемент ИЛИ 38,с выхода которого единичный сигнал подается на второй вход седьмого элемента И 39.

Таким образом, седьмой элемент И 39 по второму входу открыт все Чремя, пока второй счетчик. 35 производит подсчет опорных импульсов генератора 37. По третьему входу элемент И 39 открыт единичным сигналом : первого выхода триггера 30 режима.

Сигнал с выхода второго коммута- 50 тора 2 поступает н-а второй вход второго порогового компаратора 33, на первый вход которого (являющийся девятым входом 29 устройства) подается второе опорное напряжение 11 „ , 55 причем|1( j Uon,l Если амплитуда сигнала с выхода второго коммутатора 2 превьпиает второе опорное напряжение.

fO

t5

20

5

0 5 0

5

0

S

то с выхода второго порогового компаратора 33 вьщается сигнал на первый вход седьмого элемента И 39.

Если фронт сигнала с выхода второго коммутатора 2 превысил величину второго опорного напряжения за заданное время (пока не переполнился второй счетчик 35), то с выхода открытого по первому и второму входам седьмого элемента И 39 сигнал подается на первый вход третьего элемента ИЛИ 40.

С выхода переполнения второго счетчика 35 единичный сигнал поступает на первый вход второго триггера И 34 и триггер 34 устанавливается в нулевое состояние. Элемент И 36 запирается нулевым сигналом с выхода триггера 34 и счет импульсов прекращается.

Таким образом, второй пороговый компаратор 33 осуществляет селекцию сигналов по амплитуде,а второй счетчик 35, триггер 34, шестой элемент И 36, генератор 37, второй элемент ИЛИ 38 - по времени, т.е. по крутизне переднего фронта (достижение сигналом заданной амплитуды за заданное время).

Под действием единичного сигнапа с i -го выхода (t - количество рыходов регистра 7) регистра 7 открывается второй 8 и пятый 10 элементы И. Поступивший с третьего элемента Р1ПИ 40 сигнал проходит через открытый второй элемент И 8, действуя на второй (счетный) вход первого счетчика 13, который осуществляет Их суммирование. При переполнении.первого счетчика 13 сигнал через открытьгй элемент И. 10, элемент ИЛИ 19 и вьтход 5 устройства поступает в блок прерывания управляющего процессора, по которому осуществляется прерьшание и передача управления программе учета статистической информации. При поступлении сигнала на второй (счетньй) вход первого счетчика 13 работа устройства аналогична описанной.

Во втором режиме работы TpHrrejp 30 режима находится в нулевом состоянии, а разряд режима регистра 7 - в единичном. Поэтому на .t. -ом выходе регистра 7 действует нулевой, а на (i 1)-ом - единичный сигналы. Регистр 3 через коммутаторы 1 и 2, так и в первом режиме, коммутирует К-й информационный вход из входов 20 устройства, к которому подключена

опрашиваемая контрольная топка, на вторые входы первого 32 и второго 33 пороговых компараторов и восьмого элемента 31 И.

Восьмой элемент И 31 закрыт нулевым сигналом с триггера 30 режимов.

На первый вход первого порогового компаратора 32 (который является восьмым входом 28 устройства) посту- пает первое опорное напряжение Uo, , служащее для определения начала фронта сигнала помехи, поступившего с контрольной точки. Во время равенства напряжений сигнала помехи и Ug, с выхода первого порогового компаратора 32 вьщается сигнал, устанавливающий второй триггер 34 в единичное состояние. Единичный сигнал с г ыхода второго триггера 34 поступает на вто- рой вход шестого элемента И 36 и от- крьгоает его. В результате с генератора 37 через первый вход шестого элемента И 36 на вход второго счетчика 35 поступает последовательность,опор- ных импульсов. Начинается отсчет времени нарастания фронта сигнала помехи пришедшего с контрольной точки. Отсчет времени производится путем подсчета количества импульсов с задан- ным периодом. С информационных выходов второго счетчика 35 единичные сигналы поступают на второй элемент ИЛИ 38, с выхода которого единичный сигнал подается на второй вход седьмого элемента И 39. Таким образом, седьмой элемент И 39 по второму входу открыт все время, пока хотя бы в одном разряде счетчика 35 есть единица. По третьему входу элемент И 39 открыт единичным сигналом с выхода триггера 30 режима.

Сигнал с помехи с контрольной точки через коммутаторы 1 и 2 поступает на второй вход порогового компаратора 33, на первый вход которого (являющийся девятым входом 29 устройства) подается второе опорное напряжение Upn (причем lUonjI jUonip служащее для селекции сигналов электромагнитных помех по амплитуде.

Учитываются только сигналы с амплитудой, которая достаточна для того, чтобы мог произойти сбой, отказ. Если интервал времени между моментами ера батывания первого 32 и второго 33 компараторов меньше интервала времени между началом счета и переполне

ю J5 20 25, зоп

35

45

50

55

нием второго счетчика 35,то с выхода открытого элемента К 39 сигнал поступит на первый вход третьего элемента

lira 40.

с выхода переполнения второго счетчика 35 единичный сигнал поступает на первый вход второго триггера 34 и устанавливает его в нулевое состояние.

Элемент И 36 запирается нулевым сйгнал ом с выхода триггера 35 и счет импульсов прекращается.Все разряды находятся в нулевом состоянии и через второй элемент ИЛИ 38. вьщается запрещающий сигнал на второй вход седьмого элемента И 39,

После этого сигнал с контрольной точки не пройдет на выход седьмого элемента И 39, если даже превысит второе пороговое напряжение и срабатывает второй пороговый компаратор 33.

Отселектированный по крутизне фронта и амплитуде сигнал с контрольной точки через третий элемент ИЛИ 40 поступает на входы элементов И 8-10.

Во втором режиме работы устройст- ва возможны три случая:

однопозиционный код порога Ь ,хранящийся в регистре 7, не равен единице и с контрольной точки поступил на j-и (отселектированный по крутизне фронта и амплитуде) сигнал, номер которого меньше порога ( j . Ъ );

однопозиционный код порога Ь не равен единице и с контрольной точки поступил сигнал, номер которого равен или больше порога ()j

однопозиционный код порога, хранящийся в регистре 7, равен единице

(Ь,П.

и первом случае второго режима единицы находятся в двух разрядах регистра 7: в разряде режима и в разряде, номер которого определяет- ся заданным однопозицйонным кодом порога (Ь 2,,.,, t -2), поэтомз единичным сигналом, действующим с выхода регистра 7, открьшает- ся третий 9 и четвертый 11 элементы И, Кроме того, единичным сигналом, действующим с И-го (6 Ь) выхода того же регистра, открываются элементы И h-го (h Ь 1) блока 15. Элементы И остальных блоков 15 остаются закрытыми, так как на вторых их входах присутствуют нулевые сигналы с соответствующих выходов регистра 7.

Поступивший с контрольной точки сигнал (во втором режиме под ним понимается отселектированный по амплитуде и крутизне фронта и нормирован- ный во втором пороговом устройстве сигнал) проходит открытый элемент И 9 и действует на третий (строби- рующий) вход первого счетчика 13, который в этом режиме работает как ре- гистр.. При наличии сигнала на третье входе код текущего времени таймера 4 записывается в счетчик 13. Таким образом, в счетчике 13 зафиксирован момент прихода j -го (j Ь) сигнала с контрольной Точки, Кроме того,j -и сигнал с контрольной точки осуществляет перепись кода времени поступления j -1-го сигнала со счетчика 13 в первую ячейку блока 14 памяти. Но до поступления j -го (j t ) сигнала с контрольной точки в р -и (г Ь- 1) ячейке блока 14 памяти информации не (хранится код нуля), поэтому и на выходах элементов И г-го блока 15 действуют нулевые сигналы несмотря на то, что на.их вторых входах действуют единичные сигналы с 6 -го выхода регистра 7.

На сумматоре 17 осуществляется определение разности между находящимся в счетчике 13 кодом времени поступления j -го сигнала с контрольной точки и кодом времени, хранящимся в одной из ячеек блока 14 памяти (эту разность называют разностным временем).

Следовательно, в сумматоре 17 при поступлении j -го (j Ь ) сигнала с контрольной точки определяется раз- ность между кодом времени, находящим ся в счетчике 13, и кодом времени, равным нулю (так как на выходах элементов ИЛИ блока 16 нулевые сигналы) С сумматора 17 код разностного вре- мени (при i Ь - это собственно код времени поступления j -го сигнала с контрольной точки) поступает на первую группу входов блока 18 сравнения Блок 18 сравнения в общем случае осуществляет сравнение кода заданного интервала времени, поступающего с регистра 6 на .входы второй его г руппы с разностным кодом времени иост упления j -го сигнала с контроль ной точки. В случае, если код разностного времени j -го сигнала равен или меньше кода заданного интервала

времени, то на выходе блоке 18 сравнения действует единичный сигнал. В первом случае второго режима единичный сигнал на выходе блока 18 СЕавнения может возникнуть и при поступлении j -го (j Ь ) сигнала с контрольной точки. Это произойдет тогда, когда разность между кодом времени поступления j -го (j V ) сигнала с контрольной точки и кодом времени, хранящимся в г -и (п Ъ- 1) ячейке блока 14 памяти (в ячейке которого до поступления j Ь сигнала хранятся нули), меньше или равн коду заданного интервала времени. Но этот сигнал ложный, поскольку в дей- ствительности поступил только j -и

( j Ь ) сигнал с контрольной точки

,

т.е. условие, что поступил j -и сигнале номером,равным Ь еще не вьтол- нялось. Для исключения этой ситуаций в дополнительный разряд счетчики 13 записывается единица. В этом случае код разностного времени всегда больше кода заданного интервала времени (так как в старшем разряде регистра 6 всегда находится ноль) и на выходе блока 18 сравнения, а следовательно, и на выходе 5 устройства ложного единичного сигнала не будет.

Во втором случае второго режима при поступлении -го (j J Ь) сигнала с контрольной точки в г -и () ячейке блока 14 памяти окажется код времени поступления (j-b + 1)-го сигнала. Этот код времени через открытые элементы И г-го блока 15 (так как на вторых входах этих элементов действует единичный сигнал с С-го выхода регистра 7) и элементы ИЛИ блока 16 поступает на входы второй группы сумматора 17. В сумматоре. 17 определяется разностное время . j-го (j i-Ь ) сигнала с контрольной точки, код времени поступления, которого хранится в счетчике 13 и ( +1)-го сигнала, код времени поступления которого хра:нится в (г Ь-1) ячейке блока 14 памяти. При определении разностного времени -roCj b ) и (J -1) -ь 1)-го сигналов с контрольных точек единицы, добавленные к коду времени их поступления за счет записи единицы в старший разряд счетчика 13 вычитаются. Таким образом, на выходе сумматора 17 в этом случае получено действительное разностное

время j-го и (j-b+1)ro сигналов с контрольной точки. Блок 18 сравнения как и в предыдущем случае, осуществляет сравнение разностного кода вре- мени j го (J Ь ) и (j -Ь + 1)-го сигналов с кодом заданного интервала времени. Если разностный код времени (j V) и ( i -Ь + 1)-го сигналов равен или меньше кода заданного ин те.рвала времени, то на выходе блока 18 сравнения, а следовательно, и на выходе 5 устройства действует единичный сигнал, свидетельствующий о .поступлении -го () сигнала в заданном интервале времени.

В третьем случае второго режима единичный сигнал на выходе 5 должен ПОЯВИТЬСЯ каждый раз, как только пришел сигнал с контрольной точки (без учета временного интервала).

Поэтому в регистр 6 одновременно с записью в регистр 7 порога, равного единице (Ь 1), заносится код временного интервала, равный нулю. При коде порога, равном единице (Ь 1), единичный сигнал действует только на первом выходе регистра 7,а соответственно, и на втором входе элемента И 12. Поступивший при этом сигнал с контрольной точки действует на первый вход элемента И 12, что приводит к появлению на выходе устроства единичного сигнала.

В третьем режиме работы с t-го и Ч:-1-го выходов регистра 7 (с прямого и инверсного выходов разряда режима) на вторые входы элементов И 8 и 9 действуют соот1зетственно нулевой и единичный сигналы.

Рег истр 3 через коммутаторы 1 и 2 при этом коммутирует К-и информационней вход из входов 20 устройства, к коммутатору подключена опрашиваемая контрольная точка..

С триггера 30 режима (который находится в единичном состоянии) еди- ричный сигнал .поступает на первый вход элемента И 31, открывая его. С инверсного выхода триггера 30 .режима нулевой сигнал поступает на третий вход седьмого элемента И 39, закрывая его по третьему входу.

Сигнал с контрольной точки с выхо да второго коммутатора 2 поступает на второй вход элемента И 31 и с его выхода поступает на второй вход третьего элемента АО ИЛИ. С выхода

элемента ИЛИ 40 сигнал с опрашиваемой контрольной точки поступает на первые входы элементов И 8 и 9.Дальнейшая работа устройства в этом режиме аналогична первому режиму.

В четвертом режиме работы в старшем разряде регистра 7 находится код единицы, триггер режима также находится в единичном состоянии. Поэтому на f-ом выходе регистра 7 действует нулевой, а на t -1-ом выходе - единичный сигнал. Регистр 3 через коммутатор 1 и 2, как и во всех остальных режимах, коммутирует К-й информационный вход из входов 20 устройства, к которому подключена опрашиваемая контрольная точка на вторые входы первого 32, второго 33 порогового компаратора и элемента И 31.

Элемент И 39 закрыт по третьему входу нулевым сигналом с триггера 30 режима, поэтому через седьмой элемент И 39 сигнал не пройдет.

Восьмой элемент И 31 открыт единичным сигналом с триггера 30 режима Сигнал с контрольной точки через коммутаторы 1 и 2, через открытый элемент И 31 и через элемент 40 ИЛИ . проходит на входы элементов ИВ, 9 и 12.

В четвертом режиме возможны три случая, дальнейшая работа которых аналогична работе во втором режиме.

ч#ормула Изобретения

Устройство для опроса датчикав по авт.св. № 1128242, отличающееся тем, что, с целью повьш1е- ниЯ надежности устройства за счет селекции сигналов с заданной крутизной переднего фронта и амплитудой, устройство содержит два триггера,два пороговых компаратора, шестой, седьмой и восьмой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, генератор и второй счетчик, информационные выходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с пербыми входами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы восьмого элемента И и первого и второго пороговых компараторов подключены к выходу второго коммутатора, второй и первый

входы первого триггера являются соответственно шестым и седьмым входами устройства, первые входы первого и второго пороговых компараторов являются соответственно восьмым и девять)Ы входами устройства, второй выход первого триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, первый выход первого триггера соединен с третьим входом седьмого элемента И,

первый вход которого подключен к выходу второго порогового компаратора, выход первого порогового компаратора соединен с вторым входом второго триггера, первый вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, выход второго триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика, первый вход шестого элемента И подключен к выходу ге- нератора.

Составитель В, Файзрахманов Редактор М. Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Рошко

Заказ 3293/50Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Изобретение относится к вычислительной технике, является дополнительным к авт.св. № 1128242 и может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем для сбора статической информации о работе модулей. Цель изобретения - повышение надежности за счет селекции сигналов,обладающих заданной крутизной переднего фронта и заданной амплитудой. В устройство дополнительно введены два пороговых компаратора, генератор, счетчик и ряд логических элементов. Селекция сигналов по амплитуде осуществляется путём сравнения входного сигнала с эталонными величинами (верхняя и нижняя гранииэО , поступающими на входы первого и второго компараторов . Селекция сигналов по крутизне переднего фронта осуществляется путем контроля времени достижения входным сигналом определенной амплитуды. .При этом амплитуда входного сигнала контролируется с помощью пороговых компараторов, а отсчет времени происходит путем подсчета импульсов генератора. 2 ил. а S W С.