Устройство для синхронизации распределенной вычислительной системы Советский патент 1989 года по МПК G06F1/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для синхронизации гибридных вычислительных систем полунатурного моделирования в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повьппение точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых гейерато-ров с блоками распределенной вычислительной системы.

На фиг.1 приведена структурная схема распределенной вычислительной системы полунатурного моделирования; на фиг.2 - функциональная схема центральной станции системы единого времени; на фиг,3 - функциональная схема периферийной станции единого вре

31508

мени; на фиг,4 - функциональная схема блока управления блока синхронного ввода аналоговых данных; на фиг,5 - функциональная схема блока ввода и преобразования данных блока синхронного ввода аналоговых данных; на фиг.6 - функциональная схема блока управления блока синхронного вьшода аналоговых данных; на фиг,7 - функцио нальная схема блока преобразования и вывода данных блока синхронного вьшода аналоговых данных; на фиг,8-13 - блок-схемы алгоритмов и временные диаграммы, поясняющие работу системы,

Распределенная вычислительная система содержит локальную вьгчислитель- нутр сеть I, каждая станция которой содержит микроэвм 2, в состав которой входят порты 3-5 ввода-вьшода и адаптер 6 сопряжения с моноканалом, выводы 7 моноканала, систему 8 единого времени, блоки 9 синхронного ввода аналоговых данных и блоки 10 синхронного вывода аналоговых данных,

Система 8 включает управляемые генераторы 11, каждый из которых содержит переключатель 12, входы и выходы которого подключены к кольцевой линии 13 связи, приемопередат- чик 14, элементы И 13 и 16, элемент 17 задержки, одновибратор 18, триггер 19, регистр 20, элемент 21 задержки,, счетчик 22, стартстопный генератор 23 и кодоуправляемый элемент 24 за- держки,

Центральный блок 25 единого времени образуют генератор 26, программируемый таймер 27, элемент ИЛИ 28, триггер 29, приемопередатчики 30 и 31, одновибратор 32, элемент 33 задержки и элемент 34 индикации,

Каждьш блок 9 состоит из блока 35 управления и блока 36 ввода и преобразования данных,

Блок 35 содержит регистр 37, элемент 38 задержки, элемент И-ИЛИ 39 триггер 40, блок 41 сравнения, счетчик 42, блок 43 памяти, распределитель 44 импульсов, элемент И 45, элемент ИЛИ 46, триггер 47, элемент .ИЛИ 48, элемент И 49 одновибратор 50, триггер 51, элемент ИЛИ 52, элемент И 53, элемент ШШ 54, одновибратор 55 и элемент 56 задержки, .

Блок 36 включает блоки 57 выборки и запоминания, коммутатор 58 аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь 59,

Блок 10 образуют блок 60 управления и блок 61 преобразования и вывода аналоговых данных.

Блок 60 содержит регистр 62, элемент ИЛИ 63, элемент И-ИЛИ 64, элемент И 65, триггер 66, блок 67 сравнния, счетчик 68, элемент 69 задержки элемент ИЛИ 70, счетчик 71 одновибратор 72 и генератор 73 импульсов.

Блок 61 включает дешифратор 74, цифроаналоговые преобразователи (ЦАЛ 75 и блоки 76 выборки и запоминания канала.

Блоки 35 и 36 системы соединены между собой посредством шины 77 адреса, шины 78 данных, линии 79 Запуск, линии 80 Режим и линии 81 Конец кодирования.

Блоки 60 и 61 соединены между собой посредством пгины 82 адреса, лини 83 Запись и линии 84 Режим,

Кроме этого, на схемах обозначены в блоке 25 - управляющий генератор 85, а в блоке 11 - коммутатор 86, мультиплексор 87 :и времяимпульсный интегрирующий преобразователь 88,

Устройство работает следующим образом,

Локальная вьпислительная сеть 1 выполняет функции- транспортной магистрали и функции подготовки данных на уровне периферийных станций. Алгоритмическая структура локальной вычислительной сети содержит протоколы трех уровней: физического, канального и логического. Протокол физического уровня и метод доступа реализованы аппаратным способом в адаптере 6 моноканала, В качестве адаптера 6 моноканала может быть использована специализированная БИС К1809 ВВ2 Протоколы канального и логического уровня реализованы программно. Взаимодействие с интерфейсом пользователя осуществляется с помощью команд Запись, Чтение, Контроль и их модификациями. Программное обеспечение каждой микроэвм типа Электроника С5 хранится в ПЗУ, Связь микроэвм 2 станции локальной вычислительной сети 1 с периферийным оборудованием осуществляется через порты 3-5 ввода-вьюода.

Каждый из портов 3-5 имеет шину данных и два-три управляющих вывода: стробирующий синхроимпульс ввода-вывода (СИ) и сигнал готовности (Гт) периферийного устройства. Управление

51508

работой системы 8 единого времени осуществляется засылкой в блок 25 управляющего слова из первой центральной станции локальной вычислительной сети 1 через третий порт 5 ввода-вывода. Управление вводом и ввод данных в периферийную станцию локальной вычислительной сети 1 через блок 9 синхронного ввода аналоговых данных осу- ществляется соответственно через первьш и второй порты 3 и А ввода-вывода. Управление выводом и вьгоод данных из периферийной станции локальной вычислительной сети 1 через блок 10 осуществляется через третьи порты 5 ввода-вьшода каждой периферийной станции локальной вычислительной сети 1, Данные, поступающие в микроЭБМ 2 станции локальной вычислительной сети 1, могут быть предварительно обработаны в соответствии с пользовательской программой и в соответствии с программным обеспечением локальной вычислительной сети оформляются в паке- ты и пересылаются.по адресу назначения .

Синхронизация работы блоков 9 и 10 осуществляется с помощью системы 8 единого времени. Программируемый тай- мер 27 настраивается на заданный коэффициент деления опорной частоты f, генератора 26. Импульсы, определяющие период опроса аналоговых каналовj |через приемопередатчик 30 поступают В линию 13. При этом на время существования импульса по вхОду признака передачи приемопередатчик 30 устанавливается в режим передачи. В остальное время он находится в режиме прие- ма. Приемопередатчик 31 в момент выдачи импульса в линию 13 всегда находится в режиме приема. Импульс, последовательно проходя через управляющие генераторы 11, поступает на приемопе- редатчик 31, с выхода которого приня- . тьй сигнал устанавливает-в 1 триггер 29;

Установка триггера 29 вызывает , срабатывание элемента 34 индикации и через элемент 33 задержки срабатывание одновибратора 32. Величина задержки должна превосходить по времени длительность таймирующего импульса, а

ее стабильность должна отвечать требованиям по точности. Обратнь й им- . пульс с выхода одновибратора 32 через приемопередатчик 31 поступает в линию 13, Этим же импульсом на время пере0 5

о Q

0

5

5

дачи по входу признака передачи приемопередатчик 31 переводится в режим передачи. В остальное время он работает в режиме приемника из линии 13. Обратный импульс, последовательно пройдя через все управляемые генераторы 11, поступает на приемопередатчик 30 и с его выхода поступает на установочный вход триггера 29. Таким образом, блок 25, осуществив последовательную генерацию импульса .и обратного импульса приходит в исходное состояние. вьшолняться условие TC 2tp H-tg, где t(j - задержка в элементе 33 задержки; Т, - период генерации с-выхода программируемого таймера 27; t р,л время распределения импульса по линии 13-.

Предварительная установка в О триггера 29 осуществляется также при каждой записи управляющего слова в программируемьш таймер,27. Элемент 34 индикации предназначен для фиксации отказа системы. Е-сли система генерирует обратные импульсы через интервалы времени, значительно более короткие, чем периоды следования импульсов, то время включения лампы элемента 34 индикации невелико и зрительно оно не воспринимается. При отказе сметены триггер 29 не сбрасывается и элемент 34 индикации включен постоянно, что сразу .обнаруживается по загоранзгю лампочки.

В управляемом генераторе 11 переключатель 12 первоначально находится в положении приема импульса из линии 13 связи. Такое положение переключателя 12 обеспечивается управлением с выхода одновибратора 18, который меняет положение переключателя только на время импульса со своего выхода. Длительность импульса с выхода одновибратора 18 должна удовлетворять условию Т t 2tpд+tQ| где t .- длительность управляюг|его импульса.

Таким образом, принятый импульс с- выхода приемопередатчика .14 поступаг ет далее в кольцевую линию 13 связи, а также на запуск одновибратора 18. Поскольку время задержки элемента 17 выбирается превосходящим по длительности импульс, то выход одновибратора 18 возбудится по завершении импульса. В силу этого импульс с выхода приемопередатчика 14 проходит только через первый элемент И 15, устанавливает

7150

триггер 19 в единичное состояние и чрреэлкодоуправляемый элемент 29 задержки поступает на выход генератора 11, Установка триггера 19 вызывает возбуждение стартстопного генератора 23, импульсы с выхода которого поступают на счетный вход счетчика 22, который, будучи предварительно обнуленным на предыдущем цикле работы, начи- нает заполняться с нуля. С запуска од новибратора 18 управляемый генератор 11 переключается на прием обратного импул.ьса линии 13, Для этого ключи . переключателя 12 под, действием управ- ляющего сигнала с выхода одновибрато- ра J8 меняет свое положение. С приходом обратного импульса он через приемопередатчик 14 поступает далее я .линию 13,.вход триггера 19, вход при- знака записи регистра 20 и на установочный вход счетчика. При этом сигналом с выхода триггера 19 останавливается стартстопный генератор 23 и прекращается заполнение счетчика 22, Содержимое счетчика 22 переписывается- в регистр 20, а сам счетчик 22 некоторый интервал времени обнуляется. По завершении импульса с выхода одновибратора 1.8 управляющий генератор 11 приходит в исходное состояние. Однако теперь с выхода pei гистра 20 поступает управляющее слово на вход задания времени задержки кодоуправляемой линии 24 задержки и следующий таймирующий импульс, поступивший на вход периферийной станции, появляется на ее таймирующем выходе с задержкой, величина которой определяется содержанием регистра 20,

Таким образом, посьшка прямого и обратного импульсов блоком 25 позволяет в генераторах 11 постоянно формировать задержку, пропорциональную раз

частота импульсов стартст ного генератора 2.3 в пери ферийном блоке 11; длина связи между п-м ген ратором 11 и блоком 25; половина задержки блока 2 между приемом импульса из линии 13 и выдачей обратного импульса в линию 13, Учитывая неизменность и стабильность величин f, V, S., , tg , прс

50

кости времен прихода таймирующего им- .,

„45 леднее выражение можно переписать в

пульса и обратного таймирующего импульса Описанньш механизм формирования задержек позволяет синхронизировать появление сигнала на тактовых выходах, разнесенных в пространстве на значительные расстояния.

На фиг.8 приведена схема, поясняющая работу системы единого времени.

Импульс, распространяясь по линии 13, поступает на каждьй последующий генератор 11 все с большей и большей задержкой. Если устройство имеет, как показано на фиг.8, генератор П, то время распространения сигнала до

виде (,)+B.

Содержание счетчиков в периферийных станциях с точностью до масштаб ного, коэффициента и постоянного смещения ср.ответствует требуемой величи не задержки для каждого блока, т.е. tn-tH A(tn-t;) .:

i

55

Выбрав коэффициент передачи кодо управляемой линии 24 задержки в каж дой периферийной станции равным I/А получаем равенство с постоянным и известным смещением, которое легко учитьшается.

201

g 5 0

п

V

Sj t. -nj

8

последней станции в кольцевой линии

связи

п .п

V X Sj +21 3- где V - скорость распространения

сигнала по линии 13; длина участка линии связи между соседними генераторами 11;

задержка в приемопередатчике 14 j-и периферийной станции..

Соответственно, для любого генератора 11 приведенное выражение можно переписать в вИ|Це

It,

переписать

Для того,

5

1 - ni

, чтобы импульсы на тактовых выходах всех генераторов 11 появились одновременно, необходимо в первьй по ходу следования импульса . генератор 11 ввести задержку t, - 1„-У-5,+Ц, , , во второй tn-t, в третий tg,tf,t,j и т.д.

t3i

Для п-й станции величина задержки

.

в то же время счетчики 22 в генераторах .11 за время своей работы в каждом цикле накопят следующее число:. ;. S; 2f t t;+V-S(,,+t;,

где f

S

(п+0

(

частота импульсов стартстопного генератора 2.3 в периферийном блоке 11; длина связи между п-м генератором 11 и блоком 25; половина задержки блока 25 между приемом импульса из линии 13 и выдачей обратного импульса в линию 13, Учитывая неизменность и стабильность величин f, V, S., , tg , прс

леднее выражение можно переписать в

0

виде (,)+B.

Содержание счетчиков в периферийных станциях с точностью до масштабного, коэффициента и постоянного сме j щения ср.ответствует требуемой величине задержки для каждого блока, т.е. tn-tH A(tn-t;) .:

i

5

Выбрав коэффициент передачи кодоуправляемой линии 24 задержки в каждой периферийной станции равным I/А, получаем равенство с постоянным и известным смещением, которое легко учитьшается.

515

Для обеспечения синхронизации ввода -аналоговых данных по многим каналам в блоке 36 имеется блок 57 выборки и запоминания по каждому аналоговому каналу. Управление работой блока 57 осушествляется по линии 80, Единичный потенциал на этой линии переводит блоки 57 в режим хранения, при нулевом потенциале на линии 80 блоки 57 находятся в режиме слежения Использование блоков 57 выборки и запоминания в каждом из параллельных каналов, аналогового ввода позволет снизить аппертурную погрешность преобразования и исключить системный перекос фаз при опросе ряда параллельных каналов. Аналоговые сигналы, поступаюпше на входы блоков 57 при появлении единичного потенциала на линии 80, запоминаются по величине, после чего возможен последователь- ный опрос каналов,преобразование данных и их пересылка-. Последовательный опрос каналов осуществляется коммутатором 58 аналоговых сигналов, который управляется по адресной шине 77, Зафиксированные по уровню аналоговые сигналы в блоках 57 последовательно во. времени через коммутатор 58 по даются на вход аналого-цифрового преобразователя 59, запуск которого осуществляется по линии 79. Результат преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя 59 через щину 78 данных подается в блок 35 управле ния. Одновременно аналого-цифровой преобразователь 59 формирует сигнал Конец кодирования, который поступает на линию 81. Последовательность формирования и появления сигналов на щинах блока 36 показана на фиг,9,

Управление работой блока 36 осуществляется блоком 35 управления. Он является программируемым контроллером и позволяет по макрокоманде осуществлять разовьй или циклический опрос аналоговых .каналов при синхронизации процесса от микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети 1. При синхронизации от блока 8 блок 35 может работать в многоцикловом режиме без дополнительного управления от хостма шины при каждом цикле опроса. Структура управляющего слова для блока 35 приведена на фиг.10. Старший бит управляющего слова является признаком вида синхронизации - от микроЭВМ 2 или от блока 8, следующий бит является

10

20

25

201

|530

0

5

0

5

10

признаком циклической работы устройства, сигнализирующим о том, что опрашиваемых каналов будет несколько. Группа следующих битов содержит конечный адрес опроса в цикле, группа первых битов управляющего слова содержит начальный адрес в -цикле. Блок 35 осуществляет управление процессом кодирования данных и пересылкой результатов преобразования в память микроэвм 2 соответствующей периферийной станции локальной вычислительной сети 1, Управляющее слово ; предварительно в процессе подготовки устройства сопряжения к работе заносится в регистр 37 через первый порт 3 ввода-вывода микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети 1 по входной щи- не данных с синхронизацией по первому входу управления блока 35. При этом при записи управляющего слова синхроимпульс записи одновременно через элемент 35 задержки поступает на вход элемента И-ИЛИ 39. На его четвертый вход поступает импульс от блока 8, а выход элемента И-ЮТИ 39 в блоке 35 является источником синхронизации процесса ввода и преобразования аналоговых данных. Первый и третий инверсный входы элемента И-ИЛИ 39 клапанируются старшим битом слова состояния, хранящегося в регистре 37, Таким образом, из схемы видно, что при нулевом значении старшего бита управляющего слова синхронизация процедуры ввода аналоговых данных осуществляется по импульсу блока 8, а при единичном значении старщего бита управляющего слова - от синхроимпульса, .генерируемого программно микроэвм 2 в составе периферийной станции локальной вычислительной сети 1 .

Второй бит после старшего с выхода регистра 37 поступает на информационный вход триггера 40. Если в цикле опращивается более одного аналогового канала, т.е. имеет место цикл опроса, то значение этого бита равно единице и в процессе работы устройства триггер 40 будет устанавливаться в единичное значение. Следующая группа битов регистра 37, содержащая конечный адрес в цикле опроса, подается на второй вход блока 41 сравнения кодов, второй вход которого.подключен к адресной шине блока 35, которая формируется с выхода счетчика 42. На па11 .1508

раллельный вход счетчика 42 поступает группа младших разрядов с выхода регистра 37, содержащих адрес единственного или первого канала опроса.

Синхронизация последовательности сигналов управления блоком 35 ввода и преобразования данных, т.е..сигналов Режим Адрес, Запуск, осуществляется с помощью распределителя 44 импульсов. Запуск распределителя 44 импульсов происходит в трех случаях: при поступлении синхроимпульса за писи от микроэвм 2 или импульса от

После посылки.импульса Запуск блок 36 управления переходит в режим ожидания. Аналого-цифровой преобраблока 8, что происходит или при опро- 15 зователь 59 в блоке 36 по завершении

12

теля 44 взводится триггер 40, если : второй бит в управляющем слове :равен единице, т.е.:предстоит цикл опроса. По третьему импульсу с вькода распределителя 44 формируется сигнал Запуск, если сигнал Режим установлен т,е, идет цикл кодирования, а не чте ния из блока 43 памяти. При завершении опроса последнего канала в цикле триггер 47 сбрасывается 4

После посылки.импульса Запуск блок 36 управления переходит в режим ожидания. Аналого-цифровой преобразователь 59 в блоке 36 по завершении

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для синхронизации гибридных вычислительных систем полунатурного моделирования в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых генераторов с блоками распределенной вычислительной системы. С этой целью устройство содержит управляющий генератор и группу управляемых генераторов, каждый из которых конструктивно совмещен с синхронизируемым блоком вычислительной системы. Управляющий генератор формирует первый импульс настройки, который последовательно в прямом направлении проходит через все управляемые генераторы и запускает их времяимпульсные интегрирующие преобразователи. Выход последнего управляемого генератора также подключен к управляющему генератору, который, получив первый импульс опроса, транслирует его в обратном направлении, как второй импульс настройки. Проходя последовательно в обратном направлении все управляемые генераторы, второй импульс настройки фиксирует значение, накопленное времяимпульсным интегрирующим преобразователем, определяя тем самым величину, на которую должен быть задержан первый импульс настройки при его использовании в качестве тактового для обеспечения одновременности опроса блоков распределенной вычислительной системы. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

се единичного канала, или при начале цикла опроса; по сигналу Конец кодирования внутри цикла опроса, через элемент Ш1К 54 и элемент И 49

каждой операции кодирования генерирует сигнал Конец кодирования, который по линии 81 поступает на первый, вход элемента ИЛИ 54, с выхода котоили, по тому же пути, по синхроимпуль-20 роге сигнал Конец кодирования постусу чтения, поступающему на второй управляющий вход блока управления от микроэвм 2 с второго порта 4 ввода- вывода при чтении данных; при переводе сигнала на выходе Режим в положение слежения для формирования . .первого адреса чтения из блока 43 памяти, равного первому адресу опроса аналоговых каналов.

Первый по времени импульс с выхода распределителя 44 импульсов поступает на синхровход счетчика 42, При этом если на его режимном входе присутствует О, то происходит параллельная запись данных в счетчик,

«lit

если

то приплюсовьшается единица, В начале работы триггер 40, управляющий режимным входом счетчика 42,.всегда находится в нулевом состоянии, так как синхросигналом с выхода элемента И-ИЛИ 39 через элемент ИЛИ 48 триггер 40 сбрасьшается. Поэтому при опросе единичного канала или в начале цикла опроса при первом проходе

распределителя 44 импульсов в счетчик .с дение взведения триггера 40 и форми- 42 из регистра 37 заносится первона- рование импульса Запуск. Если

чальный адрес. При последующих проходах распределителя 44, когда триггер 40 взведен, счетчик 42 работает в счетном режиме и наращивает номер адреса на выходе. Каждым синхроимпульсом, с выхода элемента И-ИЛИ 39 устанавливается в триггер 47, вы-( выход которого определяет значение

сигнала Режим. По первому же импуль су на выходе распределителя 44 формируется адрес канала, который коммутируется коммутатором 58 в блоке 36. Вторым импульсом с выхода распределикаждой операции кодирования генерирует сигнал Конец кодирования, который по линии 81 поступает на первый, вход элемента ИЛИ 54, с выхода котороге сигнал Конец кодирования посту0

пает на синхровход блока 43 памяти. В зависимости от состояния блока 41 сравнения происходит или новый запуск распределителя 44 импульсов, или, при 5 кодировании по последнему каналу, сброс триггеров 40 и 51 и с задержкой сброс триггера.47, Режим работы блока 43 памяти определяется линией 80, которая устанавливает режим записи блока 43 при единичном значении, т.,е, при кодировании сигналов, или режим чтения при .нулевом потенциале на линии 80, т,е, после завершения процедуры кодирования. По каждому сигналу Конец кодирования с шины 78 данных в блок 43 памяти осуществляется запись результата кодирования. При этом запись происходит по адресу, совпадающему с адресом опрашиваемого канала. Если цикл опроса не окончен, то происходит новый- запуск распределителя 44, с выхода которого осуществляется управление формированием нового адреса, подтверж5

0

0

5

произошел опрос последнего канала, то в момент прихода импульса Конец кодирования выход блока 41 сравнения находится в единичном состоянии и импул-ьс Конец кодирования проходит на сброс триггеров 40 и 51, Сброс триггера 40 подготавливает запись в счетчик 42 нового начального адреса цикла, что необходимо для организации процедуры чтения из блока 43 памяти в микроэвм 2, Сброс триггера 51 в данном случае лишь подтверждается. Кроме того, последним в цикле импуль

1315

сом Конец кодирования осуществляется сброс триггера А7, т.е. меняется состояние линии 80 Режим, При этом одновибратор 50 вырабатывает импульс, запускающий распределитель 44, который осуществляет запись в счетчик 42 первого адреса в цикле опроса и взводит триггер 40. Одновременно взводится триггер 51, который используется как флаговый сигнал готовности данных;, Второй одновибратор 55 является аварийной схемой. Он нормирует максимальную длительность установки единичного значения на линии 80 Режим, так как состояние блоков 57 в режиме хранения не может быть бесконечным без потери точности. Поэтому в случае сбоя или отказа блока 35 управления или аналого-цифрового преобразователя 59 через максимально допустимый интервал времени с выхода второго одновибратора 55 триггер 47 принудительно сбрасывается. В нормальном режиме сброс триггера 47 по, завершении кодирования по последнему каналу в цикле опроса приводит к формированию первого адреса в цикле, переводу блока 43 памяти в режим чтения и установке сигнала Готовность данных. При этом блок 35 подготовлен к чтению данных из блока 43 памя- .ти в память микроэвм 2 в каждой периферийной станции локальной вычислительной сети 1,

Чтение данных осуществляется по . синхроимпульсу чтения, поступающему

на второй управляющий вход блока 9, т,е, на второй вход элемента ИЛИ 54, Выходная шина данных блока 43 памяти поступает на второй порт 4 ввода-вывода микро ЭВМ 2 Формирование адреса для блока,43 памяти при этом происходит аналогичным образом. После . чтения по последнему адресу в цикле, т,е, при срабатьгоании блока 41 сравнения кодов, происходит сброс триггера 40, триггера 51 и с некоторой задержкой подтверждение сброса триггера 47, Блок 35 управления приходит в исходное состояние. При каждом чтении читается ячейка блока 43 памяти, адрес которой фор мировался в пре- дьщущем такте чтения. Процедура чтения может и не осуществляться, В этом случае начальная установка триггера происходит при очередном появлении синхроимпульса на выходе элемента И-ИЛИ 39,

1 4

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Временная диаграмма работы блока 9 приведена на фиг.9.

Связь блока 9 микроЭВМ может быть синхронная, программно-асинхронная и по прерываниям. Формы синхронизации процедуры опроса каналов могут быть также различные - синхронный опрос всех каналов параллельно во времени и опрос отдельных каналов последовательно во времени.

Синхронизация от блока 8 исключает использование команд управления в каждом цикле опроса.

Блок 10 каждой периферийной станции локальной вычислительной сети 1 состоит из блока 60 управления и бло-. ка 61 преобразования и вывода данных. Для обеспечения синхронизации вьшода аналоговых данных по многим каналам в блоке 61 имеются (фиг,7).блоки 76 выборки и запоминания по каждому выходному аналоговому каналу. Наличие выбросов сигнала в момент переключения существенно снижает метрологические характеристики аналогового канала. Поэтому уста новка блоков 76 на выходе каждого аналогового канала блока 61 позволяет устранить динамический перекос по фазе при параллельном выводе аналоговых данных по груп- пе каналов,, а также улучшить метрологические характеристики каждого канала за счет устранения выбросов переключения ЦАП 75, ,,

Управление работой блоков 76 осуществляется по линии 84 Режим параллельно. Единичный потенциал на этой линии переводит блок 76 в режим хранения , при нулевом потенциале на линии 84 Режим блоки 76 находятся в режиме слежения.

Аналоговые сигналы поступают на входы блоков 76 в каждом канале с вы хода соответствующего ПАП 75. Информационные .входы всех ЦАП 75 подключены к шине данных, поступающей на вход блока 10 с третьего порта 5 ввода-вывода соответствующей микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети 1, Стро- бирующий вход каждого ДАЛ 75 соединен с соответствующим вьшодом дешифратора 74. Запись данных в каждый ЦАП 75 осуществляется с шины данных по строб-снгналу с соответствующего выхода дешифратора 74, В свою очередь, состояние выходов дешифратора 74 определяется потенциалами на его инфорг мационном входе, который подключен

15,15

к адресной шине 82, поступающей с блока 60, и сигналом на синхровходе, соединенном с линией 83 Запись, также поступ ающей с блока 60 управления. Таким образом, в блоке.71 последовательно во времени по адресуе- UMM с блока 60 управления каналам г выводимые данные заносятся в соответствующие ЦАП 75. Затем по сигналу с линии 84 Режим эти данные в аналогвой форме одновременно выводятся на аналоговые выходы блока 10,

Последовательность формирования и появления сигналов на линиях блока 6 показана на . Управление рабо- тйй блока 61 осуп1ествляется от блока 60 управления, которьй является программируемым контроллером и позволяет по макрокоманде осуществлять ра- зовую или циклическую смену данных н аналоговых входах блока 10 при синхронизации процесса от микроЭБМ 2 локальной вычислительной сети 1 или блока 8, При синхронизации от блока 8 система 1 может работать в многоцикловом режиме без.дополнительного управления от хостмашины при каждом цикле вывода аналоговых данных.

Структура управляющего слова для блока 60 управления приведена на фиг,10, Она полностью идентична струтуре управляющего слова блока 35 управления. Идентичность управляющих слов блоков 9 и 10 синхронного ввода и синхронного вывода аналоговых данных упрощает программирование обменом данных в гибридной системе полунатурного моделирования.

Блок 60 управления управляет процессами последовательной во времени записи данных по адресуемым каналам блока 61 синхронным вьшодом данных на аналоговые выходы группы каналов блока 10 -регенерацией аналоговой памяти блока 61 и синхронизации процесса вьгоода с .работой микроЭВМ 2 соответствующей периферийной станции локальной вычислительной сети 1,

Управляющее слово предварительно, в процессе подготовки устройства со- пряжения к работе, заносится в регистр 62 (фиг,6) через третий порт 5 ввода-вывода микроЭВМ 2. соответствующей периферийной станции локально вычислительной сети 1 по синхроимпульсу СИ 31, поступающему по первой радиальной адресной шине третьего порта 5 ввода-вывода При записи

1 16

управляющего слова в регистр 62 одновременно синхроимпульсом СИ 31 через элемент ИПИ 63 осуществляется началь ная установка триггера 66, выход Гр- товность которого является управляющим выходом блока 10, что означает заверщение цикла занесения масси- ва данных в блок 10, При нулевом потенциале на режимном входе счетчика 68 последний также находится в состоянии параллельного занесения данных. Старший бит с вькода регистра 62 (фиг,10) управляет режимом синхронизации. При единичном значении зтого бита линия 84 Режим блока 60 управления управляется от сигнала Запись на линии 83, при нулевом значении старшего бита регистра 62 - от блока 8 Следующий за старшим бит на выходе регистра 62 определяет режим записи данных, т.,е, записьшается одиночное слово или массив по адресам, формируемым блоком 60 управления. Поэтому второй бит регистра 62 поступает на вход триггера 66, подготавливая его устап новку в 1, еали предстоит запись массива данных. Следующая за старшими группа битов содержит конечный адрес массива данных, который поступает на вход счетчика 68, Таким образом, после з.аписи управляющего слова в регистр 62 определенным.режимом синхронизации. работы блока 10 в предстоящем выводе аналоговых данных оказывается режим вьшода данных - одиночного слова или массива, по наращиваемым блоком 60 адресам, и если массива, то начального и конечного адресов массива. Под адресом понимается номер канала вьшода аналоговых данных блока 10,

Вьшод данных из микроЭВМ 2 через третий порт 5 ввода-вьшода по шине данных сопровождается синхроимпульсом СИ 32 по второму управляющему входу блока 10, который является второй радиальной адресной линией третьего порта 5 ввода-вывода. При этом в блоке 60 сигналом СИ .32 осу1цествляется параллельный ввод первого гдреса в счетчик 68, Через линию 69 задержки формируется строб-сигнал на выходной линии 83 Запись, устанавливается в единичное состояние триггер 66, если предстоит запись массива данных, поступает сигнал на вход элемента И-ИЛИ 64, который служит при синхронизации рабо17

ты блока 10 от ЦВМ для формирования , сигнала на линии 8А Режим.

При записи в блок 10 одиночного слова по заданному адресу после описанной процедуры состояние триггера 66 не меняется. Далее может производиться посьшка цепочки данных по тому же адресу или запись в регистр 62 нового управляющего слова. ; Если второй бит управляющего слова в регистре 62 был равен единице, то после записи первого слова данных по первому адресу, который устанавливается на выходе счетчика 68 и по адресной шине 82 поступает на вход блока 67 преобразования и вывода данных, триггер 66 устанавливается в единичное состояние, что приводит к переводу счетчика 68 в счетный режим. Таким образом, при посьш- ке следующего слова данных, сопровождаемого сигналом СИ 32, предв,а- рительно формируется следующий адрес

150

на адресной щине 82, а затем через ли-25 подключены к одноименным входам упнию 69 задержки формируется сигнал запись на линии 83. Таким образом может заноситься массив данных с последовательным расположением адресов. Сброс триггера 66 происходит при формировании последнего адреса через блок 67 сравнения и элемент ИЛИ 63. Однако.циклы записи массивов можно повторять без обновления управляющего слова в регистре 62, так как при записи первого слова повтор- ного массива вновь сначала происходит параллельная запись начального адреса в счетчик 68, а затем этот счетчик переводится в счетньш - режим.

По адресу на адресной шине 82 и сигналу Запись на линии 83 в блоке 61 преобразования и .вывода данньпс происходит запись данных в адресуемые ЦДЛ 75-. Вывод .данных блоком 10 осуществляется по сигналу на линии 84 Режим, который переводит блоки, 76 в режим выборки сигнала, который к этому моменту уже должен начать устанавливаться на выходах соответ- .с.твующих ЦАП 75, Для обеспечения параллельного вывода аналоговьж данных импульс выборки формируется одно- вибратор ом 72 на линии 84 Режим только по завершении записи массива данных.

На фиг.14 приведена временная диаграмма совместной работы блока

8201 .18

60 управления и блока 61 преобразования и вывода данных в блоке 10.

Связь блока 10 с микроЭВМ 2 благодаря использованию сигнала с выхода триггера 66 в качестве флагового сигнала может быть синхронная, программно-асинхронная и по прерываниям.

д Формула изобретения

20 целью повьщ1екия точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых генераторов с блоками распределенной вычислительной системы, входы опроса и подготовки устройства

0

5

0

5

0

5

равляющего генератора, первый вход выход Настройки которого подключен к первому входу-выходу настройки первого управляемого генератора, второй - вход-выход настройки М-го управляемого генератора ( ,... ,.К-1) подключен к первому входу-выходу настройки (М+1)-го управляемого генератора, второй вход-выход настройки К-го управляемого генератора подключен к второму входу-выходу, настройки управляющего .генератора, тактовый выход Р-го управляемого генератора (,...,К) является Р-м тактовым выходом устройства.

19

вьпсод которого подключен к входу пуска одновибратора, выход которого подключен к информационному входу и к входу признака передачи второго приемопередатчика, информационный вход- выход которого является вторым входом- выходом настройки управляющего генератора, информационный выход второго

приемопередатчика подключен к входу установки в О триггера.

10

онному входу мультиплексора, к первым входам первого и второго элементов И и к входу первого элемента задершси, выход которого подключен к входу пуска одновибратора, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора и.мультиплексора, к второму входу первого элемента И и к второму (инверсному) входу второго элемента К, выход которого подключен.к входу установки в О триггера, к входу признака записи регистра и к входу второго элемента задержки, выход которого подключен к входу установки в О времяимпульсного интегрирующего преобразователя, вькод триггера подключен к входу разрешения работы времяимпульсного интегрирующего преобразователя, выход которого подг ключен к информационному входу регистра;, выход которого подключен к входу задания времени задержки кодо- управляемого элемента задержки, выход первого элемента И подключен к входу установки в 1 триггера и к входу . опроса кодоуправляемого элемента задержки, выход которого является тактовым выходом управляемого генератора.

I

Г

Фие.2

77

37

ФигЛ

:ф

д

62

W .5/

Ct/JZ

№

г

70

64

Фи.5

68

15

Ш

У2

67

Гг

Зап.

Режим

11

W

в«

-

65

Центральная станция СЕВ

Переферийная станция СЕВ /V-/

УУТл-/;

НЦ1

Фиг. 8

битцикла

бит Вида син)(ронизпции

Фие,3

фиа.Ю

( Начало }

I

0 Анализ cQcmof Hu триг Г ера

Запись ynpaoAf)H}U4eeo сло- да В дс

Ы

I

CUHXpoHU3ant/fl

Ожидание метки времени

/. Сирое триггера Зох8ат цикла .Запуск распреде/ттеля имп1(льс. 3 JcmoHoam триггера

Запись первого адреса о cve/n- чик и установка адреса на шине

Установка, триггера „ цик- ла если sum „Циклу 6 pKCpaffsM 7

С

Записк А14П

Ожидание сигнала, к к

31

J

УЗйпись daHHbix 8память

лГ1ЛУll / 1

РД/Адрес Sцикле послеffHuo t Г(состияние ел. срадненил} /

wm

Сброс триггеров режим и Захв. цикла УстаноЗка Тг,. г/л. данные

JL

Su/cuHXDoHUjauufi от СЕВ /

Прибавление- в счетчик единицы и установка адреса

Подтверждение ед. состояний триггера„Jcu Sam цикла

АЦП

I

триг им

л

I

t/fl от

уг

Задержка I

J

t

wm

нодый запуск . распред. иг пульсоо

®

Фи5.1г