Устройство для программного управления Советский патент 1988 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического уттравления промышленными объектами.

Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена функциональ |ая схема устройства для программно- ijo управления; на фиг. 2 - формат и 1 аименование полей микрокоманды устройства ,

: Устройство ДЛЯ Программного управ- ления содержит первые регистр 1 и буферный регистр 2, блок 3 памяти, вто- р|ые регистр 4 и буферный регистр 5, т|риггер 6, генератор 7 тактовых им- г ульсов, мультиплексор 8, элемент ЙСЮЮЧАЮЩЕЕ И:М-НЕ 9, элемент И 10, dqeT mK 11, элемент ИЛИ 12, входы устройства: первого адреса программы 13, начальной установки 1А, записи начального адреса 15, логических условий 16, выходы устройства: управ- л яющий 17, запроса прерывания 18. Второй регистр имеет выходы: адреса перехода 4 , управляющих воздействий , адреса мультиплексора 4, , обнуления счетчика 4, переключения буферов 45. Мультиплексор В имеет вхо- ды: адреса 8, и информационные (логических условий) 8. Регистр 1 принимает и хранит код начального адреса программы, которая хранится в блоке 3 памяти. Триггер 6 идентифицирует наличие адреса в первом регистре 1. С помощью мультиплексора 8 производится выбор логического условия.Эле- мЁнты 9 и 10 осуществляют блокировку синхронизации при неправильном коде начального адр.еса или при его отсутствии к,моменту окончания программы. Счетчик 11 формирует в зтом случае запрос прерывания для старшего уровня (СУ).

Устройство работает следующим образом.

Для установки устройства в исходное состояние на вход 14 устройства подается импульс, который обнуляет содержимое второго регистра 4 и сбрасывает триггер 6 в нулевое состояние. Логический нуль с выхода 4 второго регистра 4 включает второй буферный регистр 5 и отключает первый буферный регистр 2 от адресных разрядов блока 3 памяти. Логический нуль с выхода 44 второго регистра 4 обнуляет счетчик 11. На управляющие выходы

устройства поступают логические нули с в.1хода ч., второго регистра 4. Так как второй буферный регистр 5 находится во включенном состоянии, а первый буферный регистр 2 - в отключенном, то на первый адресный вход блока 3 памяти ( адресные разряды) поступают логические нули с выхода 4, второго регистра 4.

Вследствие того, что на адресные входы 3 мультиплексора 8 подаются логические нули с выхода 4 второго регистра 4, то на старший адресный разряд (второй адресный вход) блока 3 памяти поступает состояние информационного входа мультиплексора 8, вы - бираемого по нулевому адресу.На этот информационный вход постоянно подается нулевой логический уровень. Следовательно, на старший адресный разряд блока 3 памяти поступает логический нуль. В соответствии с зтим из блока 3 памяти выбирается информация, расположенная по нулевому адресу. Информация, записанная в блоке 3 памяти представляет собой микрокоманду, формат которой показан на фиг. 2.

В поле Адрес перехода микрокоманды, расположенной по нулевому адресу, записана единица в двоичном виде. В поле Адрес мультиплексора этой микрокоманды записан адрес, соответствующий выбору информационного входа мультиплексора 8, соединенного с выходом триггера 6. Во всех остальных разрядах этой микрокоманды записаны логические нули. Так как с выхода 4j второго регистра 4 на первый вход элемента ИСКЛЮЧА 01ЦЕЕ ИЛИ- НЕ 9 поступает логический нуль, а на второй вход этого элемента с второго выхода блока 3 памяти, соответствующего разряду Признак начала программы микрокоманды, также поступает логический нуль, то на первый вход элемента И 10 с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается логическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 7 через элемент И 10 на вход записи второго регистра 4. Первый тактовый импульс записывает информацию, выбранную из блока 3 памяти, во второй регистр 4. Следовательно, на первый адресный вход блока 3 памяти устанавливаются единица в двоичном виде, а на второй адресный вход блока 3 памяти через мультиплек

сор 8 передается состояние выхода триггера 6. Так как триггер 6 сброшен установкой устройства в исходное состояние, то на второй адресный вход блока 3 памяти поступает логический нуль. Таким образом, из блока 3 памяти выбирается микрокоманда, записанная по первому адресу. Эта микрокоманда полностью повторяет записанную по нулевому адресу, и, следовательно, тактовые импульсы, поступающие на вход записи второго регистра 4, не изменяют состояние устройства. Данное состояние является исходным.

Как только в первый регистр 1 произведена запись первого адреса, сопровождающаяся подачей строб-импульса на вход записи первого регистра 1 и на вход установки триггера 6, выход триггера 6 и, соответственно, старший адресный разряд блока 3 памяти

установится в 1 и из блока 3 памяти

На первьй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается логическая единица с выхода 45 второго регистра 4, 15 на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подается также логическая единица с управляющего выхода блока 3 памяти. Следовательно, на первый вход элемента И 10 поступает логическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов на вход записи второго регистра 4. Первьш тактовый импульс записывает выбранную из блока 3 памяти информацию во второй регистр 4. Буфервыберется новая информация, записанная по тому же, но с единицей в стар- 25 ные регистры 2 и 5 переключаются в шем разряде, адресу. Новая микроко- исходное состояние - на адресные вхопрограммы, где в разряде D записан. ;логический нуль. В поле Адрес перехода записан адрес следующей микрокоманды программы, в полях Управляющие воздействия и Адрес мультиплексора записана информация, соответствующая алгоритму программы. В разрядах Обнуление счетчика и Переклю

чение.буферных регистров записаны логические нули.

На первьй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается логическая единица с выхода 45 второго регистра 4, на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подается также логическая единица с управляющего выхода блока 3 памяти. Следовательно, на первый вход элемента И 10 поступает логическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов на вход записи второго регистра 4. Первьш тактовый импульс записывает выбранную из блока 3 памяти информацию во второй регистр 4. Буферные регистры 2 и 5 переключаются в исходное состояние - на адресные вхо

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического управления промышленными объектами. Цель изобретения состоит р повьппении надежности работы устройства. Устройство содержит первый 1 и второй 4 регистры, первый 2 и второй 5 буферные регистры, блок памяти 3, счетчик 11, генератор тактовых импульсов 7, элемент Н 10, элемент ИЛИ 12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9, триггер 6 и мультиплексор 8. Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства за счет введения дополнительных элементов и соответству- юшлх связей,осуществляющих контроль введенных команд непосредственно самим устройством и осуществляющих блокировку синхронизации устройства в случае ввода неправильной команды. В аварийных ситуациях устройство посыпает запрос прерывания старшему уровню системы управления и не вьщает управляю- с щих воздействий на объект управления до решения старшим уровнем задачи выхода из конфликтной ситуации. 2 шт.

манда отличается от предьщущей следующим: в поле Адрес перехода записана двойка в двоичном виде, в разрядах Обнуление счетчика и Пере- кпючение буферных регистров записаны логические единицы.Во всех остальных разрядах микрокоманды записаны . логические нули. Так как на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 поданы логические нули, то тактовый импульс беспрепятственно проходит на вход записи второго регистра 4 и происходит запись новой- микрокоманды во второй регистр 4.

Вследствие того, что на выходе 45- второго регистра 4 появилась логическая единица, происходит переключение буферов и, следовательно, на первый адресньй вход блока 3 памяти посту- .пает информация,, записанная в первом регистре 1. Триггер 6 сбрасьшается в О. Так как на адресные входы 8 мультиплексора 8 подаются логические нули, то на старшем адресном разряде блока 3 памяти устанавливается логический нуль.

В соответствии с -установленным адресом на выходах блока 3 памяти уста

навливается первая микрокомавда про--gg последней микрокоманды записывается

граммы. В разряде Признак началаее собственный адрес (для организапрограммы первой микрокоманды про-. ции перехода на себя, если триггер

граммы записана логическая единица в6 находится в состоянии логического

отличие от последующих микрокоманднуля), в поле 4 записывается логи

ды блока 3 памяти поступает информация с выхода 4, второго регистра 4, на старший адресный разряд блока 3 памяти передается состояние информационного входа мультиплексора 8, выбранного в соответствии с установленным на входе 8 адресом. Управляющие воздействия с выхода 4 второго регистра 4 поступают на выход 17 устройства. Счетчик 11 сбрасывается в О.

В блоке 3 памяти выбирается следующая микрокоманда программы,в разряде Признак начала программы которой записан уже логический нуль, по даваемый на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9. На первый вход . этого элемента подается также логический яуль с выхода 4j второго регистра 4. Таким образом, начинает выполняться программа, начавшаяся с адреса, поступившего от внешних устройств на вход 13. В конце этой программы устройство вьшолняет действия, аналогичные тем, которые выполнялись при установке начального состояния: анализируется состояние триггера 6. При этом в поле 4( адреса перехода

ческая единица, разрешающая счет счетчику 11,

Если триггер 6 находится к этому моменту в единичном состоянии (т.е., поступил очередной начальный адрес с входа 13), то устройство начинает функционировать, как описано. Если очередного начального адреса не посt5

20

топило, то устройство переходит в ре-jg Дальнейшая работа устройства зависит жнм ожидания. Переходы осуществляют- CJJ на себя в последней микрокоманце пр|ограммы. Одновременно йачинается И1 кремент счетчика 11. Время ожида- нЦя определяется временем заполнения сметчика 11. Если за время ожидания на1 устройство не поступит очередной нa aльHi)Iй адрес, то устройство сформирует запрос прерывания для системы уп завления верхнего уровня с выхода nejieHoca счетчика 11 на выход 18. ЭтЬт сигнал побуждает старший уровень сиртемы управления вьщать адрес первой микрокоманды программы, если это не: произошло ранее.

;Однако возможен случай,.когда на устройство поступил начальный адрес, но при передаче в его коде произошел сбой. В этом случае последовательность действий устройства такова.

Устройство в исходном состоянии постоянно анализирует состояние выхода триггера 6. Если это состояние - единичный логический уровень, то происходит переключение буферных регистров, а следовательно, на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 поступает логическая единица. Дпя дальнейшего функционирования устройства не25

30

35

от алгоритма действий всей системы управления в целом. Может быть либо осуществлен повторный ввод адреса мик рокоманды в первый регистр 1, либо подачей на вход 14 устройства устройство может быть установлено в исходное состояние.

Таким образом, устройство позволяет повысить надежность работы нижнего уровня-и, следовательно, всей сиетемы управления в целом. Благодаря введению новых элементов и соответствующих связей между ними устройство для программного управления самостоятельно осуществляет непосредственный контроль вводимого адреса микрокоманды, и в случае ввода неправильного адреса прекращает работу, вьщав старшему уровню (СУ) запрос на повторный ввод адреса. Кроме того, устройство может осуществлять- аналогичным образом контроль за работой исполнительного устройства. Например, если в процессе выполнения программы анализи руется то или иное логическое условие и при этом разрешена работа счетчика, то по истечении времени, необходимого для заполнения счетчика, на старший уровень с выхода счетчика также посту

обх:одимо, чтобы и на второй вход эле- до пает запрос прерывания, сигнализируюмен;та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 также hoc- логическая единица. Однако, как указано, в разряде Признак начала программы микрокоманды логическая единица записана лишь в первой микрокоманде программы. Так как рассматривается случай ошибочного ввода адреса в первый регистр 1, то на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается логический нуль. Вследствие этого прохождение тактовых импульсов от генератора 7 к входу записи второго регистра 4 невозможно и уст)ройство Прекращает, дальнейшую смену состояний.

При этом тактовые импульсы подают ся на инкрементирующий вход счетчика 11, а так как на вход обнуления счетчика 11 с выхода 4 второго регистра

щий.о том что за отведенное время не произошла необходимая смена состояния сигнализируемого логического условия. В этом случае сложившаяся си- 45 туация может быть проайализирована старшими уровнями, и нижнему уровню, вьщается соответствующая команда

50

55

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее генератор тактавьк , импульсов, счетчик, первый и второй регистры, триггер, элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора, мультиплексор, элемент ИЛИ, блок памяти, первый выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого явД поступает логическая единица (счет разрешен), то происходит последовательное заполнение счетчика 11, Как только произойдет его переполнение, сигнал с выхода 18 устройства поступает к старшему уровню системы управления, сигнализируя о том, что введен неправильньй адрес микрокоманды.

Дальнейшая работа устройства зависит

от алгоритма действий всей системы управления в целом. Может быть либо осуществлен повторный ввод адреса микрокоманды в первый регистр 1, либо подачей на вход 14 устройства устройство может быть установлено в исходное состояние.

Таким образом, устройство позволяет повысить надежность работы нижнего уровня-и, следовательно, всей сие. темы управления в целом. Благодаря введению новых элементов и соответствующих связей между ними устройство для программного управления самостоятельно осуществляет непосредственный контроль вводимого адреса микрокоманды, и в случае ввода неправильного адреса прекращает работу, вьщав старшему уровню (СУ) запрос на повторный ввод адреса. Кроме того, устройство может осуществлять- аналогичным образом контроль за работой исполнительного устройства. Например, если в процессе выполнения программы анализируется то или иное логическое условие и при этом разрешена работа счетчика, то по истечении времени, необходимого для заполнения счетчика, на старший уровень с выхода счетчика также постущий.о том что за отведенное время не произошла необходимая смена состояния сигнализируемого логического условия. В этом случае сложившаяся си- туация может быть проайализирована старшими уровнями, и нижнему уровню, вьщается соответствующая команда

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее генератор тактавьк , импульсов, счетчик, первый и второй регистры, триггер, элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора, мультиплексор, элемент ИЛИ, блок памяти, первый выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого яв7

ляется управляюпим пых. устройства, о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены первый и второй буферные регистры, соединенные информационными входат с информационными выходами соответственно первого и второго регистров,

1А

причем первый адресный вход блока па- |Q мациониый вход первого регистра яв- мяти подключен к выходам первого и ляется входом первого адреса програм- второго буферных регистров, элемент мы устройства, вход записи первого

ИСКЛЮЧАЮЩЕр ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к пятому выходу второго регистра, второй вход - к вто- 15 рому выходу блока памяти, а выход соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом записи второго регистра, при этом пятьй выход второго регистра соединен с первым входом элемента ИЛИ, с входом разрешения работы первого буферного

регистра, соединенный с входом установки триггера, является входом записи в устройство первого адреса программы, обнуляющий вход второго регистра, соединенный с вторым входом элемента ИЛИ, является входом установки устройства в исходное состояние, 20 при этом выход элемента ИЛИ подключен к входу сброса триггера, а выход переполнения счетчика является выходом

регистра и с входом запрещения работы запроса прерывания устройства, чет- второго буферного регистра, адресньй вертый выход второго регистра соеди- вход мультиплексора соединен с третьим25 нен с входом обнуления счетчика.

VnТ)

5607 8

входом второго регистра, первьй информационный вход мультиплексора соединен с выходом триггера, с второго по (п-1)-н информационные входы мультиплексора являются входами логических условий устройства, при этом выход мультиплексора соединен с вторым адресным входом блока памяти, инфор

регистра, соединенный с входом установки триггера, является входом записи в устройство первого адреса программы, обнуляющий вход второго регистра, соединенный с вторым входом элемента ИЛИ, является входом установки устройства в исходное состояние, при этом выход элемента ИЛИ подключен к входу сброса триггера, а выход переполнения счетчика является выходом

5;

Ъо

Adpec перемда {/прабллющие Воздгистбия

АЗрее мультипдвнсора

обнуление cvemvufta

nepeNAHi tHUf SygieflMAfx pftue/npffS

Признан науома npotpofiffbt