Устройство для сопряжения микроЭВМ с кассетным магнитофоном Советский патент 1987 года по МПК G06F13/00 

113

Изобретение относится к вьшисли- тельной технике и может быть использовано в системах связи устройств ввода-вывода с. ЭВМ.

В вычислительных системах микропроцессорного типа часто применяют- ,ся в качестве устройств ввода-выво- да и внешних ЗУ кассетные накопители на магнитной ленте, которые имеют достаточно большую емкость, налое время выборки данных и низкую стоимость. Для подключения кассет-ного накопителя на магнитной ленте необходимо включение устройства сопряжения между интерфейсом микроЭВМ и кассетным магнитофоном. Информация, считанная с магнитной ленты, имеет искаженную форму, значительно отличающуюся от записанного сигнала, низкую амплитуду, плохие фронты и даже выпадение импульсов. Информация может быть ложной из-за помех, поэтому в устройстве сопряжения необходимо откорректировать данныеJ преобразовать их из последовательной формы в парап .лельну;о, удобную для восприятия ЭВМ.

В ряде случаев для записи информации на магнитную ленту используется частотно-модулированное кодирование, при котором для повьтения достоверности принятой информации логический О кодируется сигналом одяой частоты, а логическая 1 ,ом другой частоты.

Известно устройство сопряжения микр оЭВМ с кассетным накопителем на магнитной ленте 5 содержащее входную информационную шину, компаратор, од- новибратор, блок триггеров, счетчик, регистр. Фронт импульса запускает од новибратор, форг-гарующий эталонный Импульс, который сравнивается по длительности с входнькм импульсом в компараторе,, в случае совпадения выходной сигнал поступает в выходную шину.

Недостатком этого устройства является низкая надежность приема информации, так как одновибратор и компаратор - аналоговые элементы и не обладают стабильностью при изменении внешних воздействий как электрических, так и климатических.

Известно также устройство, состоящее из двух компараторов, один из которых выполнен на одновибраторе, шести триггеров, формир 5вателя, двух счетчиков, сдвиг овог о рет истра, двух

ключей. Входной сигнал, считя-ннын с магнитной ленты, поступает на вход компаратора, который на выходе зыделяет логический сигнал,, постзптающий на формирователь5 который нырасаты- вает импульсы в моменты переключения сигналов из нулевого состояния в единичное. Далее сигналы поступают

но второй компаратор на одновибратор,, который формирует постоянный логический уровень в случае прихода логической 1 и короткие импульсы при ггос- туплении логического нуля. Далее

сигналы запускают два счетчика к три триггера, с выхода одного из которых сигнал поступает на сдвиговый регистр на вьпсоде схемьь,

Устройство обладает рядом существенных недостатков г наличием избыточного оборудования;, наличием, в схеме таких низкостабильных элементов, как одновибратор9 компаратор, отсутствием возможности коррекции

информации в случае сбоя

Наиболее близким к изобретекию является устройство согфяжения, содержащее входной компаратор, выполненный в виде мультивибратора и свя0

S

зан иого с ним триггера и делителя частоты (таймера).

В данном устройстве прннимаека.ч информация имеет избыточнее кодирование (каждый переданньй б.Я о кодируется серией импульсов), Кроме того, при приеме информаци И суш;ествен- ным оказывается только последний принятый импульс, при искажении которого происходит сбой из-за потери Q информации. Следовательно5 устройство обладает низкой надежностью„

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель досткх ается тем, что в устройство для сопряжения мик- роЭВМ с кассетным магнитофоном, содержащее регистр сдвига, выход sroTo- рого является выходом устройства. и таймер, выход которого соединен с продвигающим входом регистра сд.В11га., а первый вход является тактовы.и БЛО-- дом устройства, введены счетчик, рь-- версивный счетчик, кок1--5утатор, -lojj мирователь импульса, триггер к эле-- мент задержки, причем инфо р -5а хион- ный вход устройства через форм1-;рс- ватель импульса соединен с. входом элемента задержки к с перЕьпч вхсдс-ь KOMf-iyraTopa, второй вход которого

5

0

5

соединен с выходом триггера, сбросовый вход которого соединен с выходом счетчика, установочный вход триггера и сбросовый вход счетчика соединены с выходом элемента задержки, счетный вход счетчика соединен с тактовым входом устройства, один выход коммутатора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, другой выход коммутатора соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и с вторьм входом таймера, выход которого соединен с установочным входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига и с третьим входом таймера.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства} на фиг. 2 - формы сигналов на входах и выходах отдельных узлов устройства.

Устройство для сопряжения микро- ЭВМ с кассетным магнитофоном содержит (фиг. 1) информационный вход 1, формирователь 2 импульса, состоящий из элемента НЕ 3, элемента 4 задержки и элемента И 5,коммутатор 6, реверсивный счетчик 7, регистр 8 сдвига, элемент 9 задержки, триггер 10, счетчик 11, таймер 12, тактовый вход 13, выход 14 устройства, суммирующий 15 и вычитающий 16 входы реверсивного счетчика, выходы 17, 18 таймера, вход 19 регистра сдвига.

На фиг. 2 позициями 20, 21 и 22 обозначены соответственно информационный сигнал, неискаженный частотно-модулированный сигнал и сигнал на старшем выходном разряде реверсивного счетчика.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 поступает частотно-мо- дуЛированный сигнал (высокая частота модулирует информационный О, низкая - 1). Этот сигнал попадает на вход формирователя 2, на выходе которого образуется узкий импульс, сформированный по переднему фронту входного сигнала. Длительность импульса определяется постоянной времени элемента 4 задержки. С выхода формирователя 2 импульс поступает на вход коммутатора , на второй вхо которого поступает информация с выхода триггера 10. Задержанный в элементе 9 задержки импульс поступает

5185-5

на единичный установочный вход триггера 10 и вход сброса счетчика 11.

В момент поступления входного сигнала на вход 1 триггер 10 устанавливается упомянутьгт-1 импульсом в состояние 1, а счетчик 11 приводится в исходное состояние. Коэффициент пересчета счетчика 11 выбирается КИМ образом, чтобы время его переполнения было равно среднему арифметическому между периодами высокой и низкой частот, используемых для кодирования информационного О и

5 1. При этом импульс переноса на выходе счетчика 11, соединенном с входом сброса триггера 10, возникает до прихода следующего импульса с выхода формирователя 2 в случае низ,,„ кой частоты сигнала, поступающего на единичный установочный вход триггера 10.

Если в момент поступления импульса с формирователя 2 на вход комму25 татора 6 триггер 10 находится в состоянии 1, то коммутатор вырабатывает сигнал О, и наоборот, если триггер находится в состоянии О, ;ТО коммутатор вырабатывает сигнал 1,

30 Следовательно, на одном выходе коммутатора 6 формируются сигналы, соответствующие логической 1 и промодулированные узкими правильной формы импульсами низкой частоты, пос35 тупающие на вход 15 реверсивного счетчика 7, на другом выходе - сигналы, соответствующие логическому О и промодулированные такими же импульсами высокой частоты (сигнал на вхо40 де 16, фиг. 2). Эти сигналы подаются на входы прямого и обратного счета реверсивного счетчика 7, в котором предварительно записан код, например 1000. На старшем выходном раз45 ряде реверсивного счетчика формируется сигнал 22, соответствующий логической 1 или логическому О информации, который заносится в регистр 8 и далее на выход схемы после запол5Q нения всего регистра (сигнал на выходе 19, фиг. 2).

Первичный импульс с нулевого выхода коммутатора запускает таймер 12, который тактируется импульсами с вхоcg- да 13. Таймер 12 служит для формирования равномерных интервалов, в течение которых возможЕЮ осуществить прием каждого бита информации 22. Кроме того, таймер 12 вырабатывает сигналы

записи в регистр 8 сдвига, сигнал установки реверсивного счетчика 7 в исходное состояние, например в состояние 1000 (двоичный код) . Оба сиг-нала подаются в. реверсивный счетчик Сдвиг информации в регистре 8 сдвига тактируется сигналами с выхода 18, вырабатываемыми таймером 12, Потеря информации на выходе старшего разряда счетчика 11 не отразится на работ устройства, так как информация, подготовленная в предыдущих цепях, интегрируется на реверсивном счетчике 7, Это повьшает надежность работы устройства и увеличивает помехозащищенность.

Формирователь 2 импульса работает следующим образом.

Входной сигнал, представляющий собой информационную последовательность частотно-модулированных импульсов, поступает на вход элементов И 5 и НЕ 3 На второй вход, элемента И 5 подается сигнал, задержанный в элементе 4 задержки. Элемент И 5 срабатывает от фронта информационного сигнала и вырабатывает сигнал, длительность которого соответствует величине задержки элемента 4.Эта схема позволила повысить пожехоустойчивост и надежность устройства, так как формирование сигналов по переднему фронту (в отличие от известных устройств где входной сигнал формируется в зависимости от длительности пришедшего сигнала и ПОЭТОМУ нестабилен во вре

5

5

мени) создает условия для более устойчивой работы устройства.

По сравнению с известными изобретение обеспечивает более высокую надежность приема информации, поскольку оно представляет собой схему, способную восстановить информацию в случае .сбоя и защитить информацию в случае случайной одиночной помехи. Сама схема является совокупностью элементов более стабильных, чем в прототипе, так как параметры дискретных элементов типа счетчик, реверсивный счетчик, импульсный формирователь цо переднему фронту, коммутатор триггер и т.д., не зависят от внешних воздействий, что также повьшает надежность устройства. Кроме того, предложенное устройство, обладает большей гибкостью, так как в случае изменения скорости передачи информации (т.е. изменения частоты сигналов, поступающих на вход устройства) для перестройки схемы достаточно соответствующим образом изменить частоту тактирующих импульсов, а также обладает простотой при его интегральном исполнении, так как все элементы являются стандартными логическими узлами (в отличие от одновибраторов и 1чультивибраторов в прототипе), т.е. схема допускает возможность автоматизации проектирования и автоматизации изготовления - в виде большой интегральной схемы.

lJlJ1J1J1JinjlJlJl

/5

1

LL

AJ7 /

n

«неги

w

Фиг, 2